一種煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，對采煤設(shè)備質(zhì)量和自動化的要求越來越高。目前煤礦井下工作面用刮板輸送機沒有控制功能，工作時刮板鏈張力不能實時調(diào)整，故障判斷靠經(jīng)驗判斷，驅(qū)動部等關(guān)鍵部件沒有監(jiān)控系統(tǒng)和故障預(yù)判系統(tǒng)及保護系統(tǒng)，設(shè)備沒有自動化控制系統(tǒng)，設(shè)備啟停對設(shè)備的沖擊大，導(dǎo)致設(shè)備故障多，采煤效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的之一是提供一種自動化程度高、功能全面、性能可靠并且特別適應(yīng)煤礦井下工況條件的煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機；
[0004]本發(fā)明的目的之二是提供一種上述刮板輸送機的控制方法。
[0005]一種煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機，包括機頭、中部槽和伸縮機尾，以及刮板鏈和刮板，并且在該機頭和伸縮機尾上分別安裝有機頭動力部和機尾動力部，該機頭動力部與頭部變頻器連接而該機尾動力部與尾部變頻器連接，其特別之處在于:還包括控制箱，該控制箱分別與煤量檢測裝置、機頭動力部檢測裝置和自動伸縮機尾裝置連接，并且該控制箱還分別與所述的頭部變頻器和尾部變頻器連接，從而能調(diào)節(jié)該頭部變頻器和尾部變頻器的輸出。
[0006]其中自動伸縮機尾裝置包括安裝在所述伸縮機尾上的油缸位移傳感器，以及安裝在伸縮機尾油缸壓力系統(tǒng)中的壓力傳感器，該所有傳感器均與所述的控制箱連接，從而能實時監(jiān)測刮板鏈的張力。
[0007]其中機頭動力部檢測裝置與所述的頭部變頻器連接從而獲取其輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信息，并且該機頭動力部檢測裝置還與所述的控制箱連接，從而由控制箱根據(jù)該輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速信息實時調(diào)節(jié)尾部變頻器的輸出以使機頭動力部和機尾動力部功率平衡。
[0008]其中控制箱還與采煤機定位裝置連接，該采煤機定位裝置包括安裝在采煤機護板上的紅外線發(fā)射器，以及至少兩個安裝在液壓支架立柱上的紅外線接收器，其中所有紅外線接收器均與有線或無線傳輸裝置連接，該有線或無線傳輸裝置與控制箱連接，從而獲取采煤機相對于刮板輸送機的位置和前進方向信息。
[0009]其中煤量檢測裝置安裝在刮板輸送機機頭上方，該煤量檢測裝置與控制箱連接從而能提供刮板輸送機的運煤量信息。
[0010]其中控制箱還與斷鏈監(jiān)測裝置連接，該斷鏈監(jiān)測裝置包括安裝在刮板輸送機機頭架兩個弧塊上的壓力負(fù)載傳感器，從而測量出刮板輸送機工作過程中每個弧塊與鏈輪軸組軸承座之間的壓力信號，該壓力負(fù)載傳感器還與刮板輸送機控制箱內(nèi)的PLC連接，該PLC還通過組合開關(guān)與刮板輸送機的機頭電機、機尾電機連接。
[0011]一種煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機的控制方法，其特別之處在于，包括如下步驟:
[0012](I)通過煤量檢測裝置的激光掃描傳感器，掃描刮板輸送機上的煤層斷面輪廓，檢測出刮板輸送機上的煤層厚度信號，將該信號反饋給控制箱，通過比例積分或微積分算出當(dāng)前的運煤量并與預(yù)先設(shè)定的運煤量進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，刮板輸送機的控制箱輸出指令控制刮板輸送機變頻器，變頻器發(fā)出信號控制刮板輸送機的機頭電機、機尾電機，從而控制刮板輸送機的鏈速；
[0013](2)當(dāng)檢測到鏈輪軸組作用在刮板輸送機機頭架兩個弧塊上的力的差值與正常工作時的力的比值大于35%時，則判定一條鏈條斷裂，此時控制箱輸出指令來控制組合開關(guān)，組合開關(guān)控制刮板輸送機停機檢修；當(dāng)檢測到兩個力的差值與正常工作的力的比值為15%?35%時，判定兩條鏈條的張力不平衡或者兩條鏈條長度差值過大，控制箱輸出指令控制報警器報警，需停機檢修鏈條；當(dāng)檢測到兩個力的差值與正常工作的力的比值小于15 %時，則判定鏈條工作正常。
[0014]進一步的，還包括下列步驟(3):
[0015](3)利用采煤機定位裝置，確定采煤機相對于刮板輸送機的位置和前進方向信息，然后通過有線或無線方式將該信息傳輸給主控器，從而分析計算出此時刮板輸送機的最優(yōu)運行速度值，即當(dāng)前的刮板輸送機速度給定值，最后主控器把得到的刮板輸送機速度給定值輸入智能調(diào)速變頻器，通過智能調(diào)速變頻器來控制機頭電動機和機尾電動機的轉(zhuǎn)速，從而對刮板輸送機進行調(diào)速。
[0016]進一步的，還包括下列步驟(4):
[0017](4)自動伸縮機尾裝置利用安裝在機尾伸縮部的油缸位移傳感器和安裝在油缸壓力系統(tǒng)中的壓力傳感器實時監(jiān)測刮板鏈張力，控制箱實時監(jiān)測并提取刮板鏈張緊力數(shù)據(jù)，從而據(jù)此結(jié)合預(yù)設(shè)程序調(diào)整刮板輸送機啟、停時的刮板鏈張緊力，具體是運行前自動張緊到要求的張緊狀態(tài)；運行過程中根據(jù)刮板鏈張力的變化實時調(diào)整使其處于正常范圍內(nèi)；停機后自動調(diào)整刮板鏈張緊力，使刮板鏈處于松弛狀態(tài)。
[0018]步驟(I)中與預(yù)先設(shè)定的運煤量進行比較并據(jù)此輸出控制指令具體是指:當(dāng)檢測到的運煤量大于額定運量的80%，刮板輸送機按照額定鏈速運行；當(dāng)檢測到的運煤量為額定運量的60% -80%時，刮板輸送機鏈速設(shè)為80%額定鏈速；當(dāng)檢測到的運煤量為額定運量的40% -60%時，刮板輸送機鏈速設(shè)為60%額定鏈速；當(dāng)檢測到的運煤量為額定運量的30% -40%時，刮板輸送機鏈速設(shè)為40%額定鏈速；當(dāng)檢測到的運煤量小于額定運量的30%時，刮板輸送機鏈速設(shè)為30%額定鏈速。
[0019]步驟(3)中利用采煤機定位裝置，確定采煤機相對于刮板輸送機的位置和前進方向信息的具體步驟是:
[0020](I)采煤機定位裝置包括安裝在采煤機護板上的紅外線發(fā)射器，以及至少兩個安裝在液壓支架立柱上的紅外線接收器；
[0021](2)當(dāng)采煤機在刮板輸送機上行走時，紅外線接收器通過與紅外線發(fā)射器的配合連續(xù)采集采煤機所在的位置點信息，并把信息傳輸給控制箱，控制箱根據(jù)收到的信息，從而確定出采煤機是機頭方向行走還是機尾方向行走，并且確定出采煤機在刮板輸送機上的具體位置；
[0022]其中分析計算出此時刮板輸送機的最優(yōu)運行速度值的具體步驟是:最優(yōu)運行速度值按照如下的速度曲線函數(shù)計算:
[0023]0.0008x2+0.004x+0.4 (-25 < x 彡 25)
[0024]0.0005x2-0.0075x+0.675 (25 < x 彡 100)
[0025]OOOlx+1.15(100 < x 彡 150)
[0026]-0.004x+l.9(150 < x 彡 175)
[0027]f (X) = -0.005x+2.075 (175 < x 彡 185)；
[0028]0.0021x2-0.83x+83.7(185 < x 彡-185)
[0029]-0.005x+2.075(-185 < x 彡-175)
[0030]0.000008x2+0.0002x_0.4 (-175 < x 彡-50)
[0031]-0.00024x2+0.0047x+1.62 (-50 < x 彡-25)
[0032]其中J (X)為刮板輸送機的轉(zhuǎn)速，單位為米/秒，X為采煤機距刮板輸送機機頭的距離，單位為米。
[0033]本發(fā)明的煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機及其控制方法可以實現(xiàn)對設(shè)備整體進行控制，對設(shè)備啟停進行柔性控制減少啟停沖擊對設(shè)備造成的沖擊；對設(shè)備關(guān)鍵部位進行監(jiān)控，對故障進行預(yù)判，減少故障造成的損害。自適應(yīng)智能刮板輸送機在運行過程中根據(jù)過煤量實時調(diào)整，減少設(shè)備控運行磨損和過載保護等。
【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明提供了一種煤礦井下采煤工作面用自適應(yīng)智能刮板輸送機，包括機頭、中部槽和伸縮機尾，以及刮板鏈和刮板，并且在該機頭和伸縮機尾上分別安裝有機頭動力部和機尾動力部，該機頭動力部與頭部變頻器連接而該機尾動