CN112504890A - 一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置 - Google Patents

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Abstract

一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，涉及一种煤矿输送机实验装置，所述装置包括搅拌试验腔（1）和搅拌器（2）；试验腔体底板（18）通过螺栓与试验腔体（9）连接，底板封堵法兰（17）通过螺栓与试验腔体底板（18）连接，中部槽摩擦试样（16）通过螺栓与试验腔体底板（18）固定在一起；法兰旋转外筒（19）、马达连接座（23）与试验腔体法兰（10）三者焊接成一体；搅拌器轴（12）和搅拌器试样安装架（13）间用平键连接，用端头螺栓固定；搅拌器轴套（20）两端通过轴承（21）与法兰旋转外筒（19）连接，然后通过堵板（22）进行轴向限位；本发明实验装置可以对比研究不同中部槽材料和表面结构在“煤‑煤矸石‑水”***的摩擦磨损情况。

Description

一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置
技术领域
本发明涉及一种实验装置，特别是涉及一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置。
背景技术
刮板输送机是煤矿井下的关键输送设备，尤其是在综采工作面。刮板输送机输送的物料包括含水的煤、煤矸石和石块等。刮板与中部槽之间的摩擦属于多体摩擦领域，同时涉及酸碱水条件下的摩擦磨损行为。
目前没有模拟刮板和中部槽摩擦磨损行为的专用实验设备，尤其是在“煤-煤矸石-水”***的复杂摩擦条件下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，本发明利用搅拌摩擦来模拟煤矿井下刮板输送机输送过程刮板与中部槽之间摩擦磨损行为，利用搅拌的方法来模拟刮板和中部槽的摩擦磨损行为，籍此可以对比研究不同中部槽材料和表面结构在“煤-煤矸石-水”***的摩擦磨损情况。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述装置包括搅拌试验腔和搅拌器；试验腔体底板通过螺栓与试验腔体连接，底板封堵法兰通过螺栓与试验腔体底板连接，中部槽摩擦试样通过螺栓与试验腔体底板固定在一起；法兰旋转外筒、马达连接座与试验腔体法兰三者焊接成一体；搅拌器轴和搅拌器试样安装架间用平键连接，用端头螺栓固定；搅拌器轴套两端通过轴承与法兰旋转外筒连接，然后通过堵板进行轴向限位；刮板摩擦试样通过螺栓固定在搅拌器试样安装架的凹槽中；低速大扭矩液压马达通过花键与搅拌器轴配合，并通过螺栓与马达连接座相连；搅拌器轴与搅拌器轴套之间通过平键连接；搅拌试验腔通过螺栓安装在试验设备框架的一侧；液压多路换向阀和液压泵站通过螺栓固定安装在试验设备框架的另一侧；搅拌器通过钢丝绳与搅拌器举升装置相连，搅拌器举升装置利用试验设备框架的两上横梁做导轨，上方通过钢丝绳与搅拌器推移装置相连，左侧通过钢丝绳与推移平衡重物相连；搅拌器举升装置沿试验设备框架的两上横梁平移，将搅拌器的搅拌器试样安装架提升至搅拌试验腔的上表面以上；搅拌器举升装置沿试验设备框架两上横梁导轨做左右平移运动并固定在导轨上；主动轮转动，内滑移架向右做平移运动，带动从动轮转动，搅拌器被提起，实现举升运动；主动轮反向转动，搅拌器即可复位；搅拌器推移装置通过推移装置支撑座焊接在试验设备框架上；固定架与推移装置支撑座焊接在一起，钢丝绳固定架连接钢丝绳；主动轮转动，活塞滑杆在活塞缸体内向右移动，推移装置钢丝绳连接架向右拉动搅拌器举升装置，实现将搅拌器平移到液压泵站一侧的运动，主动轮反向转动，举升装置即可复位。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述搅拌试验腔包括试验腔体、密封O型圈、中部槽摩擦试样、底板封堵法兰、试验腔体底板和底板封堵法兰密封O型圈。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述搅拌器包括试验腔体法兰、低速大扭矩液压马达、搅拌器轴、搅拌器试样安装架、刮板摩擦试样、法兰旋转外筒、搅拌器轴套、轴承、堵板、马达连接座。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述堵板和法兰旋转外筒通过螺栓固定。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述活塞内腔为一空腔。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述平衡重物连接架、推移装置钢丝绳连接架、外滑移架和钢丝绳固定架焊接为一体。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述内滑移架和固定顶板焊接为一体。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述钢丝绳固定架与推移装置支撑座焊接为一体。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述推移装置钢丝绳连接架与搅拌器举升装置焊接为一体。
所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，所述固定架和活塞缸体通过销固定在一起。
附图说明
图1 搅拌摩擦实验设备结构示意图；
图2 摩擦搅拌腔和搅拌器结构示意图；
图3摩擦搅拌腔和搅拌器结构拆解示意图；
图4搅拌器结构放大图；
图5搅拌腔结构放大图；
图6搅拌器试样安装架结构图；
图7图6的俯视图；
图8搅拌器举升装置结构示意图；
图9搅拌器推移装置结构示意图；
图10搅拌器工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
本发明利用搅拌的方法来模拟刮板和中部槽的摩擦磨损行为。试样安装架最多可同时安装6件长方形摩擦试样（模拟刮板），以便对比研究不同刮板材料和表面结构的摩擦磨损性能。搅拌腔底板与腔体用O型圈密封，底板可安装与底板直径相同的圆形试样（模拟中部槽），可以对比研究不同中部槽材料和表面结构在“煤-煤矸石-水”***的摩擦磨损情况。此外，为了便于试验过程试样的安装和腔体的清理，搅拌摩擦实验设备还包括了搅拌器举升装置和推移装置。
实施例1
如图1所示，本发明构成：搅拌试验腔1，搅拌器2，搅拌器推移装置3，搅拌器举升装置4，试验设备框架5，液压多路换向阀6，液压泵站7，推移平衡重物8。
如图2、图3所示，本发明构成：试验腔体9，试验腔体法兰10，低速大扭矩液压马达11，搅拌器轴12，搅拌器试样安装架13，刮板摩擦试样14，密封O型圈15，中部槽摩擦试样16，底板封堵法兰17，试验腔体底板18。
如图4所示，本发明构成：法兰旋转外筒19，搅拌器轴套20，轴承21，堵板22，马达连接座23。
如图5所示，本发明构成：密封O型圈15，中部槽摩擦试样16，试验腔底板18，底板封堵法兰密封O型圈24。
如图6图、7所示，本发明构成：刮板摩擦试样14。
如图8所示，本发明构成：平衡重物连接架25，从动轮26，推移装置钢丝绳连接架27，外滑移架28，内滑移架29，固定顶板30，主动轮31，钢丝绳固定架32，活塞内腔33。
如图9所示，本发明构成：从动轮34，推移装置支撑座35，固定架36，钢丝绳固定架37，销固定38，活塞滑杆39，钢丝绳40，活塞缸体41，主动轮42，推移装置钢丝绳连接架43。
搅拌摩擦试验设备的核心部件包括搅拌试验腔1和搅拌器2。其中搅拌试验腔1包括试验腔体9、密封O型圈15，中部槽摩擦试样16，底板封堵法兰17，试验腔体底板18和底板封堵法兰密封O型圈24。试验腔体底板18通过螺栓与试验腔体9连接，两者通过密封O型圈15来防止腔内的水外渗。底板封堵法兰17通过螺栓与试验腔体底板18连接，两者通过密封O型圈24来防止腔内的水外渗。中部槽摩擦试样16通过螺栓与试验腔体底板18固定在一起。
搅拌器2包括试验腔体法兰10，低速大扭矩液压马达11，搅拌器轴12，搅拌器试样安装架13，刮板摩擦试样14，法兰旋转外筒19，搅拌器轴套20，轴承21，堵板22，马达连接座23。其中法兰旋转外筒19、马达连接座23与试验腔体法兰10三者焊接成一体。搅拌器轴12和搅拌器试样安装架13间用平键连接，用端头螺栓固定。搅拌器轴套20两端通过轴承21与法兰旋转外筒19连接，然后通过堵板22进行轴向限位。堵板22和法兰旋转外筒19通过螺栓固定。刮板摩擦试样14通过螺栓固定在搅拌器试样安装架13的凹槽中，最多可同时安装6件。低速大扭矩液压马达11通过花键与搅拌器轴12配合，并通过螺栓与马达连接座23相连。搅拌器轴12与搅拌器轴套20之间通过平键连接。
搅拌试验腔1通过螺栓安装在试验设备框架5的一侧。液压多路换向阀6和液压泵站7通过螺栓固定安装在试验设备框架5的另一侧。搅拌器2通过钢丝绳与搅拌器举升装置4相连，搅拌器举升装置4利用试验设备框架5的两上横梁做导轨，上方通过钢丝绳与搅拌器推移装置3相连，左侧通过钢丝绳与推移平衡重物8相连。在搅拌器推移装置3和推移平衡重物8的共同作用下，搅拌器举升装置4可沿试验设备框架5的两上横梁平移，可将搅拌器2的搅拌器试样安装架13提升至搅拌试验腔1的上表面以上。此时，在搅拌器推移装置3的作用下，最终可将搅拌器2平移到液压泵站的一侧，便于更换刮板摩擦试样14，清理搅拌试验腔1和更换中部槽摩擦试样16。
搅拌器举升装置4沿试验设备框架5两上横梁导轨做左右平移运动并固定在导轨上。平衡重物连接架25、推移装置钢丝绳连接架27、外滑移架28和钢丝绳固定架32焊接为一体。主动轮31转动，内滑移架29向右做平移运动，带动从动轮26转动，搅拌器2被提起，实现举升运动。主动轮31反向转动，搅拌器2即可复位。活塞内腔33为一空腔。内滑移架29和固定顶板30焊接为一体。
搅拌器推移装置3通过推移装置支撑座35焊接在试验设备框架5上。固定架36与推移装置支撑座35焊接在一起，钢丝绳固定架37连接钢丝绳40。主动轮42转动，活塞滑杆在活塞缸体41内向右移动，推移装置钢丝绳连接架43向右拉动搅拌器举升装置4，实现将搅拌器2平移到液压泵站一侧的运动，主动轮42反向转动，举升装置4即可复位。钢丝绳固定架37与推移装置支撑座35焊接为一体。推移装置钢丝绳连接架43与搅拌器举升装置4焊接为一体。固定架36和活塞缸体41通过销固定在一起。
本发明操作时，在腔体内加入煤-煤矸石-水混合材料，打开低速大扭矩液压马达，带动搅拌器轴以及搅拌器试样安装架进行转动，刮板摩擦试样和中部槽摩擦试样开始进行摩擦实验，实验完成后，停止低速大扭矩液压马达。
打开搅拌器举升装置上的主动轮进行转动，举升装置内腔滑杆向右移动，拉动钢丝绳向右进行平移运动，将搅拌器提起，到适当位置停止主动轮转动，实现举升运动。打开搅拌器推移装置主动轮进行转动，推移装置活塞滑杆向右移动，拉动钢丝绳向右做平移运动，从而使搅拌器举升装置沿试验设备框架5两上横梁导轨做向右的平移运动，平移到液压泵站一侧指定位置时，停止搅拌器推移装置上的主动轮转动，此时设备框架左侧重物使得搅拌器举升装置固定在导轨上。取下刮板摩擦试样和中部槽试样进行清洗等后续处理，并测得摩擦磨损情况。清理搅拌器内腔，打开底板封堵法兰和搅拌器底部的孔，放出试验后煤-煤矸石-水混合材料，并进行清洗，清洗完成后关闭孔，安上底板封堵法兰，实验结束。

Claims (10)

1.一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述装置包括搅拌试验腔（1）和搅拌器（2）；试验腔体底板（18）通过螺栓与试验腔体（9）连接，底板封堵法兰（17）通过螺栓与试验腔体底板（18）连接，中部槽摩擦试样（16）通过螺栓与试验腔体底板（18）固定在一起；法兰旋转外筒（19）、马达连接座（23）与试验腔体法兰（10）三者焊接成一体；搅拌器轴（12）和搅拌器试样安装架（13）间用平键连接，用端头螺栓固定；搅拌器轴套（20）两端通过轴承（21）与法兰旋转外筒（19）连接，然后通过堵板（22）进行轴向限位；刮板摩擦试样（14）通过螺栓固定在搅拌器试样安装架（13）的凹槽中；低速大扭矩液压马达（11）通过花键与搅拌器轴（12）配合，并通过螺栓与马达连接座（23）相连；搅拌器轴（12）与搅拌器轴套（20）之间通过平键连接；搅拌试验腔（1）通过螺栓安装在试验设备框架（5）的一侧；液压多路换向阀（6）和液压泵站（7）通过螺栓固定安装在试验设备框架（5）的另一侧；搅拌器（2）通过钢丝绳与搅拌器举升装置（4）相连，搅拌器举升装置（4）利用试验设备框架（5）的两上横梁做导轨，上方通过钢丝绳与搅拌器推移装置（3）相连，左侧通过钢丝绳与推移平衡重物（8）相连；搅拌器举升装置（4）沿试验设备框架（5）的两上横梁平移，将搅拌器（2）的搅拌器试样安装架（13）提升至搅拌试验腔（1）的上表面以上；搅拌器举升装置（4）沿试验设备框架（5）两上横梁导轨做左右平移运动并固定在导轨上；主动轮（31）转动，内滑移架（29）向右做平移运动，带动从动轮（26）转动，搅拌器（2）被提起，实现举升运动；主动轮（31）反向转动，搅拌器（2）复位；搅拌器推移装置（3）通过推移装置支撑座（35）焊接在试验设备框架（5）上；固定架（36）与推移装置支撑座（35）焊接在一起，钢丝绳固定架（37）连接钢丝绳（40）；主动轮（42）转动，活塞滑杆在活塞缸体（41）内向右移动，推移装置钢丝绳连接架（43）向右拉动搅拌器举升装置（4），实现将搅拌器（2）平移到液压泵站一侧的运动，主动轮（42）反向转动，举升装置（4）复位。
2.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述搅拌试验腔（1）包括试验腔体（9）、密封O型圈（15）、中部槽摩擦试样（16）、底板封堵法兰（17）、试验腔体底板（18）和底板封堵法兰密封O型圈（24）。
3.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述搅拌器（2）包括试验腔体法兰（10）、低速大扭矩液压马达（11）、搅拌器轴（12）、搅拌器试样安装架（13）、刮板摩擦试样（14）、法兰旋转外筒（19）、搅拌器轴套（20）、轴承（21）、堵板（22）、马达连接座（23）。
4.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述堵板（22）和法兰旋转外筒（19）通过螺栓固定。
5.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述活塞内腔（33）为一空腔。
6.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述平衡重物连接架（25）、推移装置钢丝绳连接架（27）、外滑移架（28）和钢丝绳固定架（32）焊接为一体。
7.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述内滑移架（29）和固定顶板（30）焊接为一体。
8.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述钢丝绳固定架（37）与推移装置支撑座（35）焊接为一体。
9.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述推移装置钢丝绳连接架（43）与搅拌器举升装置（4）焊接为一体。
10.根据权利要求1所述的一种模拟煤矿刮板输送机摩擦磨损的实验装置，其特征在于，所述固定架（36）和活塞缸体（41）通过销固定在一起。
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