磨损自检式刮板输送机中部槽及磨损自检式刮板输送机的制作方法

1.本发明属于刮板输送机技术领域，具体涉及一种磨损自检式刮板输送机中部槽及磨损自检式刮板输送机。


背景技术：

2.刮板输送机具有运行效率高、传输距离长、运输量大、安全可靠等优点，在煤矿企业中广泛应用，是综采装备中最重要的输送设备之一。刮板输送机中部槽是整个装备中的关键部件，这些部件受到运输煤料以及相互之间挤压摩擦磨损作用，是刮板输送机上消耗、更换和维修最多的部件。有数据显示，仅仅中部槽我国每年有30-40万节报废是因磨损而失效，消耗近5万吨钢材，直接经济损失1.26-1.68亿元。现阶段，刮板输送机中部槽的设计是根据现有的经验，依据不同煤矿运营方的运量进行通用设计。但从实际的应用情况来看，不同煤矿运营方的地质条件有很大的差异性。依据通用设计制造出的刮板输送机中部槽，在不同地质条件下的使用效果有很大的不同，具体表现为地质条件好（夹矸量较少、水分较少、腐蚀性弱等）的刮板输送机中部槽能够满足设计使用要求，而地质条件差的（夹矸量较高、水分较大、腐蚀性强等）的刮板输送机中部槽不能够按照设计预期完整服役整个综采周期。因此根据煤矿运营方提供的地质条件数据，为其定制设计满足运量要求的刮板输送机中部槽，不出现过量设计或欠设计的情况，真正实现“绿色”刮板机，是刮板机未来的趋势。而完成刮板输送机的定制设计的难点在于实施刮板输送机中部槽相关部件的数据采集及监测，只有。
3.数据显示，中部槽的所有组成部分中，中板的磨损最为严重。在煤散料输送过程中，刮板和链条在中板上滑动，煤和煤矸石作为磨料与中板发生剧烈摩擦，导致中部槽磨损严重，从而影响刮板输送机的使用寿命。因此，有必要对中部槽中板磨损厚度进行测量。
4.传统测量方式为人工在煤矿井下用专用量具进行磨损厚度的测量，每次测量需要派专人到煤矿井下，手持量具，在清理了中部槽中板的浮煤后，专人进入刮板输送机中部槽内进行测量，虽然专用量具本身测量精度较高，但是因为测量时浮煤清理不干净，导致测量误差大，并且该测量方法为非连续测量，测量的数据不连续，不能实时掌握中部槽中板的磨损情况。


技术实现要素：

5.有鉴于此，有必要提供一种磨损自检式刮板输送机中部槽，该磨损自检式刮板输送机中部槽能在运行过程中实现对中板磨损厚度的实时监测，方便工作人员实时掌握中部槽中板的磨损情况，以为后续刮板输送机中部槽的定制化设计提供有利的数据支撑。
6.还有必要提供一种包括所述磨损自检式刮板输送机中部槽的磨损自检式刮板输送机。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种磨损自检式刮板输送机中部槽，包括刮板输送机中部槽本体、两个基于霍尔
原理的厚度检测传感器、一个信息处理及发送单元，所述两个厚度检测传感器均安装在刮板输送机中部槽的中板内，且分别对应刮板输送机中部槽两条链道的下方位置，所述厚度检测传感器包括非导磁底座、导磁板、极靴、磁铁n极、磁铁s极、聚磁板、线性霍尔元件、传感器安装板，非导磁底座具有容纳腔，所述极靴左右对称设置在非导磁底座的容纳腔内，极靴的左右两端对称安装有所述导磁板，两个导磁板上分别连接有磁铁n极、磁铁s极，通过传感器安装板将极靴及磁铁n极、磁铁s极固定在非导磁底座的容纳腔内，传感器安装板的上表面与中板之间存在气隙，传感器安装板中部设置有聚磁板，聚磁板内安装有线性霍尔元件，线性霍尔元件用于测量穿过该元器件表面的磁通大小并转换成相应的电压信号输出；所述信息处理及发送单元安装在中部槽一侧的沉头位置，所述信息处理及发送单元与厚度检测传感器电性连接，用于将厚度检测传感器传输的电压信号进行处理以生成中板厚度变化信息，并将中板厚度变化信息无线传输至集控电脑终端。
8.优选的，所述刮板输送机中部槽中板底部开设有两个用于安装厚度检测传感器的安装孔，通过盖板将厚度检测传感器固定在安装孔内，两个安装孔之间连通有过线孔，且过线孔连通至中部槽一侧的沉头位置，所述过线孔用于安装导线，以将两个厚度检测传感器与信息处理及发送单元联通。
9.优选的，所述信息处理及发送单元包括供电模块、模数转换模块、处理模块、无线模块，所述供电模块分别与处理器、厚度检测传感器电性连接，供电模块用于给处理器、厚度检测传感器提供电源，所述厚度检测传感器与模数转换模块电性连接，模数转换模块与处理模块电性连接，模数转换模块用于将厚度检测传感器传输过来的电压信号转换成数字信号，并将数字信号传输到处理模块，所述处理模块用于对接收到的数字信号进行厚度运算处理，以得到中部槽中板的厚度变化信息，所述无线模块与处理模块电性连接，无线模块用于将厚度信息通过无线方式发送集控电脑终端。
10.优选的，所述供电模块采用5v电池仓。
11.优选的，所述处理器模块采用mcu处理器。
12.优选的，所述模数转换模块采用a/d转换器。
13.优选的，所述无线模块采用蓝牙模块、zigbee模块、wifi模块、lora模块中的一种。
14.一种磨损自检式刮板输送机，包括上述磨损自检式刮板输送机中部槽。
15.由上述技术方案可知，本发明提供了一种磨损自检式刮板输送机中部槽及磨损自检式刮板输送机，相比现有技术其有益效果是：通过在刮板输送机中部槽中板内对应两条链道的位置分别安装厚度检测传感器，可以保证厚度检测传感器能够稳定对中板磨损情况进行测量；所述厚度检测传感器的结构包括非导磁底座、导磁板、极靴、磁铁n极、磁铁s极、聚磁板、线性霍尔元件、传感器安装板，在工作时，由于刮板输送机中部槽中板属于导磁性能很好的铁磁材料，利用厚度检测传感器中磁铁n极、磁铁s极与中板之间的气隙恒定，使磁铁n极、极靴、磁铁s极、线性霍尔元件构成一个完整的磁回路，当中部槽中板被磨损时，其厚度就会发生变化，厚度发生变化就会引起穿过中板的磁回路磁通量的变化，因此测量整个磁回路的磁通量变化就可以确定中部槽中板的厚度变化，通过线性霍尔元件将测量到的磁通变化转换成相应的电压信号输出后，通过信息处理及发送单元将传输到的电压信号进行厚度运算处理以生成厚度变化信息，并将该厚度变化信息无线传输至集控电脑终端，以便于工作人员实时掌握中部槽中板的磨损情况。
16.本发明提供的磨损自检式刮板输送机在工作过程中能够对中部槽中板的磨损情况进行实时监测，研发人员通过中板磨损监测数据可以知晓在某种特定煤矿地质条件下刮板输送机能够服役的综采周期，从而有利于后续研发人员可以根据不同的煤矿地质条件数据来定制设计满足运量要求的刮板输送机中部槽，避免出现过量设计或欠设计的情况，为后续刮板输送机中部槽的定制化设计提供有利的数据支撑。
附图说明
17.图1是磨损自检式刮板输送机中部槽的示意图。
18.图2是磨损自检式刮板输送机中部槽的磨损厚度监测的原理图。
19.图3是厚度检测传感器的结构示意图。
20.图中：刮板输送机中部槽10、中部槽中板11、安装孔111、盖板112、过线孔113、厚度检测传感器20、非导磁底座21、导磁板22、极靴23、磁铁n极24、磁铁s极25、聚磁板26、线性霍尔元件27、传感器安装板28、气隙29、信息处理及发送单元30、供电模块31、模数转换模块32、处理模块33、无线模块34。
具体实施方式
21.以下结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。
22.请参看图1至图3，本发明提供了一种磨损自检式刮板输送机中部槽，包括刮板输送机中部槽10、两个基于霍尔原理的厚度检测传感器20、一个信息处理及发送单元30，所述两个厚度检测传感器20均安装在中部槽中板11内，且分别对应刮板输送机中部槽10两条链道的下方位置，所述信息处理及发送单元30安装在中部槽一侧的沉头位置，所述信息处理及发送单元30与厚度检测传感器20电性连接，用于将厚度检测传感器20传输的电压信号进行处理以生成厚度变化信息；所述厚度检测传感器20包括非导磁底座21、导磁板22、极靴23、磁铁n极24、磁铁s极25、聚磁板26、线性霍尔元件27、传感器安装板28，非导磁底座21具有容纳腔，所述极靴23左右对称设置在非导磁底座21的容纳腔内，极靴23的左右两端对称安装有所述导磁板22，两个导磁板22上分别连接有磁铁n极24、磁铁s极25，通过传感器安装板28将极靴23及磁铁n极24、磁铁s极25封装在非导磁底座21的容纳腔内，传感器安装板28的上表面与中板之间存在气隙29，传感器安装板28中部设置有聚磁板26，聚磁板26内安装有线性霍尔元件27，线性霍尔元件27用于测量穿过该元器件表面的磁通大小并转换成相应的电压信号输出；通过在传感器中左右两侧对称分布极靴23，以调整气隙29内的磁通，让磁通在气隙29内均匀分布，设置聚磁板26的目的一方面可以将漏磁场中的漏磁聚合，增加线性霍尔元件27的灵敏度，另一方面将磁铁的磁力线聚集并引导至中部槽中板内，增强中板的磁场强度，防止磁力线从中板穿出，进而提高测量的精准性。其中，所述信号采集及处理单元包括供电模块31、模数转换模块32、处理模块33、无线模块34，所述供电模块31分别与处理器、厚度检测传感器20电性连接，供电模块31用于给处理器、厚度检测传感器20提供电源，所述厚度检测传感器20与模数转换模块32电性连接，模数转换模块32与处理模块33电性连接，模数转换模块32用于将厚度检测传感器20传送的电压信号转换成数字信号，并将该数字信号传输到处理模块33，通过处理模块33对接收到的数字信号进行厚度运算处理，
以得到中部槽中板的厚度变化信息，所述无线模块34与处理模块33电性连接，无线模块34用于将厚度变化信息通过无线方式发送集控电脑终端。
23.在工作时，当在煤散料输送过程中，刮板和链条在中板上滑动，煤和煤矸石作为磨料与中板发生剧烈摩擦，导致中部槽中板11发生磨损，中板的厚度就会发生变化。由于中部槽中板11属于导磁性能很好的铁磁材料，同时磁铁n极24、磁铁s极25与中板之间的气隙29恒定，这样磁铁n极24、极靴23、磁铁s极25、线性霍尔元件27就能构成一个完整的磁回路。因此，当中板厚度发生变化时，穿过中板的磁通也随之发生变化，因此测量整个磁回路的磁通变化就可以确定中部槽中板的厚度变化，通过中板内安装的两个厚度检测传感器20分别将测量到的磁通大小转换成相应的电压信号并发送至模数转换模块32，通过模数转换模块32将厚度检测传感器20传送的电压信号转换成数字信号，并将该数字信号发送处理模块33，所述处理模块33内设置有将模数转换模块32输出的数字信号与具体的中板厚度相对应的逻辑算法，即传感器测得的磁通大小转换成电压数字信号后会对应一个具体的中板厚度值，同时处理模块将得到的中板厚度值与内部存储的初始厚度值进行计算，即可得到中板的厚度变化值，然后通过无线模块34将处理模块33传输的中板厚度变化信息以无线方式发送集控电脑终端，方便工作人员实时掌握中部槽中板的磨损情况。
24.进一步的，所述中部槽中板11底部开设有两个用于安装厚度检测传感器20的安装孔111，通过一盖板112将厚度检测传感器20封装在安装孔111内，两个安装孔111之间连通有过线孔113，且过线孔113连通至中部槽一侧的沉头位置，所述过线孔113用于安装导线，以将两个厚度检测传感器20与信号采集及处理单元联通。所述盖板112中部设置成空心结构，可以减少导磁材料对传感器内磁通的影响。
25.进一步的，所述供电模块31采用5v电池仓。
26.进一步的，所述处理器模块采用mcu处理器。
27.进一步的，所述模数转换模块32采用a/d转换器。
28.进一步的，所述无线模块34采用蓝牙模块、zigbee模块、wifi模块、lora模块中的一种。由于矿道窄小且内部环境恶劣，采用无线传输的方式能够避免厚度检测传感器的电缆遭到破坏，同时无线传输具有组网方便等优点。
29.本发明还一种磨损自检式刮板输送机，所述磨损自检式刮板输送机包括上述磨损自检式刮板输送机中部槽。该磨损自检式刮板输送机在工作过程中能够对中部槽中板的磨损情况进行实时监测，研发人员通过磨损监测数据可以知晓在某种特定煤矿地质条件下中部槽中板的生命周期，从而有利于后续研发人员可以根据不同的煤矿地质条件数据来定制设计满足运量要求的刮板输送机中部槽，避免出现过量设计或欠设计的情况，进而有利于提高整个刮板输送机的综采周期。
30.以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：包括刮板输送机中部槽本体、两个基于霍尔原理的厚度检测传感器、一个信息处理及发送单元，所述两个厚度检测传感器均安装在刮板输送机中部槽的中板内，且分别对应刮板输送机中部槽两条链道的下方位置，所述厚度检测传感器包括非导磁底座、导磁板、极靴、磁铁n极、磁铁s极、聚磁板、线性霍尔元件、传感器安装板，非导磁底座具有容纳腔，所述极靴左右对称设置在非导磁底座的容纳腔内，极靴的左右两端对称安装有所述导磁板，两个导磁板上分别连接有磁铁n极、磁铁s极，通过传感器安装板将极靴及磁铁n极、磁铁s极固定在非导磁底座的容纳腔内，传感器安装板的上表面与中板之间存在气隙，传感器安装板中部设置有聚磁板，聚磁板内安装有线性霍尔元件，线性霍尔元件用于测量穿过该元器件表面的磁通大小并转换成相应的电压信号输出；所述信息处理及发送单元安装在中部槽一侧的沉头位置，所述信息处理及发送单元与厚度检测传感器电性连接，用于将厚度检测传感器传输的电压信号进行处理以生成中板厚度变化信息，并将中板厚度变化信息无线传输至集控电脑终端。2.如权利要求1所述的磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：所述刮板输送机中部槽中板底部开设有两个用于安装厚度检测传感器的安装孔，通过盖板将厚度检测传感器固定在安装孔内，两个安装孔之间连通有过线孔，且过线孔连通至中部槽一侧的沉头位置，所述过线孔用于安装导线，以将两个厚度检测传感器与信息处理及发送单元联通。3.如权利要求1所述的磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：所述信息处理及发送单元包括供电模块、模数转换模块、处理模块、无线模块，所述供电模块分别与处理器、厚度检测传感器电性连接，供电模块用于给处理器、厚度检测传感器提供电源，所述厚度检测传感器与模数转换模块电性连接，模数转换模块与处理模块电性连接，模数转换模块用于将厚度检测传感器传输过来的电压信号转换成数字信号，并将数字信号传输到处理模块，所述处理模块用于对接收到的数字信号进行厚度运算处理，以得到中部槽中板的厚度变化信息，所述无线模块与处理模块电性连接，无线模块用于将厚度信息通过无线方式发送集控电脑终端。4.如权利要求3所述的磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：所述供电模块采用5v电池仓。5.如权利要求3所述的磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：所述处理器模块采用mcu处理器。6.如权利要求3所述的磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：所述模数转换模块采用a/d转换器。7.如权利要求3所述的磨损自检式刮板输送机中部槽，其特征在于：所述无线模块采用蓝牙模块、zigbee模块、wifi模块、lora模块中的一种。8.一种磨损自检式刮板输送机，其特征在于：包括如权利要求1-7任一一项所述的磨损自检式刮板输送机中部槽。

技术总结
本发明提供了一种磨损自检式刮板输送机中部槽及磨损自检式刮板输送机,属于刮板输送机技术领域,所述磨损自检式刮板输送机中部槽包括输送机中部槽本体、两个基于霍尔原理的厚度检测传感器、一个信息处理及发送单元，利用厚度检测传感器中磁铁N极、磁铁S极与中板之间的气隙恒定，使磁铁N极、极靴、磁铁S极、线性霍尔元件构成完整的磁回路，当中部槽中板被磨损时，其厚度变化会引起磁回路磁通的变化，线性霍尔元件将测量到的磁通大小转换成相应的电压信号后传输至信息处理及发送单元，以将电压信号进行处理生成厚度变化信息并将该厚度变化信息无线传输至集控电脑终端，便于工作人员实时掌握中板的磨损情况。实时掌握中板的磨损情况。实时掌握中板的磨损情况。


技术研发人员：李洋 闫建伟 史纪录 田大肥 刘震 李俊源 谢森琪 王彩君
受保护的技术使用者：宁夏天地奔牛实业集团有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/9/7