采煤机电缆张力检测系统及其使用方法
阅读说明：本技术 采煤机电缆张力检测系统及其使用方法 (Coal mining machine cable tension detection system and application method thereof ) 是由 张飞 于 2021-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种采煤机电缆张力检测系统及其使用方法,所述系统包括拖缆装置底座、开关组件、连接件、电缆夹板和链条,开关组件固定安装在拖缆装置底座上,开关组件包括多个自复位开关,连接件的一端摆动连接在拖缆装置底座上,连接件的另一端与电缆夹板之间通过链条连接,连接件的一端还安装有金属触点,在连接件相对拖缆装置底座的摆动范围内能够达到与每一个自复位开关接触的位置上；所述方法是检测前先标定连接件摆动到的不同位置所对应的电缆张力大小和方向,检测中根据所获得的连接件的实际摆动位置转换得到对应的电缆张力大小和方向。采用本发明可有效减少供电电缆的损坏,检测精度和张力保护值可根据实际需要灵活设置。(The invention relates to a coal mining machine cable tension detection system and a use method thereof, wherein the system comprises a towing device base, a switch assembly, a connecting piece, a cable clamp plate and a chain, the switch assembly is fixedly arranged on the towing device base and comprises a plurality of self-resetting switches, one end of the connecting piece is connected to the towing device base in a swinging mode, the other end of the connecting piece is connected with the cable clamp plate through the chain, one end of the connecting piece is also provided with a metal contact, and the metal contact can reach the position contacted with each self-resetting switch in the swinging range of the connecting piece relative to the towing device base; the method comprises the steps of calibrating the magnitude and the direction of the cable tension corresponding to different positions where the connecting piece swings before detection, and converting according to the obtained actual swinging position of the connecting piece in the detection to obtain the magnitude and the direction of the corresponding cable tension. The invention can effectively reduce the damage of the power supply cable, and the detection precision and the tension protection value can be flexibly set according to the actual requirement.)
技术领域
本发明涉及一种用于检测采煤机电缆张力的系统或装置及其使用方法，属于电缆张力检测领域。
背景技术
随着自动化技术在采煤机上的应用，采煤机上增加了许多传感检测系统对采煤机工况进行检测，电缆张力检测系统就是其中之一。电缆张力检测系统用于检测采煤机行走过程中供电电缆的受力情况，防止供电电缆和拖缆装置的连接轴被拉断，进而保证采煤工作面的安全及生产效率。
现有的采煤机电缆张力检测系统，当拖缆装置连接轴受到供电电缆拉力过大时，连接轴会被拉断，此时将触发与连接轴相邻安装的采煤机电缆张力传感器，采煤机电控系统采集到电缆张力传感器触发信号后，控制先导回路断开并停机，从而达到保护供电电缆的目的。该方式原理简单，但每次出现该种情况，需要更换拖缆装置或连接轴，增加了工人的工作量及生产成本，且影响生产效率。
发明内容
本发明旨在提供一种采煤机电缆张力检测系统及其使用方法，检测原理简单，可有效减少供电电缆的损坏，检测精度和张力保护值可根据实际需要灵活设置。
本发明的主要技术方案有：
一种采煤机电缆张力检测系统，包括拖缆装置底座、开关组件、连接件、电缆夹板和链条，开关组件固定安装在拖缆装置底座上，开关组件上设有多个自复位开关，各个自复位开关对应一个自复位开关回路，所有自复位开关回路与同一个数据采集模块电气连接，连接件的一端摆动连接在拖缆装置底座上，连接件的另一端与链条的一端铰接，链条的另一端与电缆夹板铰接，连接件的一端还安装有金属触点，在所述连接件相对拖缆装置底座的摆动范围内能够达到与每一个自复位开关接触的位置上。
所述自复位开关的按钮呈半球形，该按钮凸出于开关组件的朝向连接件的大端面上。
所述金属触点垂直安装在连接件一端的朝向开关组件的大端面上，金属触点的顶端为半球形。
有两组链条并列连接在连接件和电缆夹板之间。
所述开关组件和连接件套在同一连接轴上，连接轴固定在拖缆装置底座上，所述自复位开关分布在与连接轴同轴的圆周上。
安装到采煤机上的状态下，连接轴前后水平延伸，所述自复位开关在开关组件的大端面上左右对称布置。
所述采煤机电缆张力检测系统还包括采煤机主控模块，所述数据采集模块与采煤机主控模块电气连接。
所述采煤机电缆张力检测系统的使用方法，其特征在于：检测前先对连接件摆动到的不同位置所对应的电缆张力大小和方向进行标定，检测中根据所获得的连接件的实际摆动位置转换得到对应的电缆张力大小和方向数据。
标定时以连接件垂直于水平地面时的位置为正负角度的分界点。
将连接件摆动到的每一个位置所对应的电缆张力大小定义为与该位置相对应的电缆张力保护值，当连接件摆动到设定位置并维持N秒后，判定为电缆张力达到了与设定位置相对应的电缆张力保护值且张力过大，若连接件摆动到设定位置且维持不足N秒时，则判定为电缆张力未达到与设定位置相对应的电缆张力保护值。
本发明的有益效果是：
本发明的检测原理简单、结构简单，可靠性容易保证。
采用本发明可以减少采煤机供电电缆和连接轴的损坏，从而节省成本，提高安全性。
通过改变自复位开关的数量可以改变本发明的检测精度，通过改变自复位开关的设置位置可以改变本发明的电缆张力保护值，因此本发明的主要技术参数可以方便地根据实际需要调节。
附图说明
图1是本发明的采煤机电缆张力检测系统的一个实施例的机械部件连接关系示意图；
图2是本发明的采煤机电缆张力检测系统的电气连接关系示意图；
图3是本发明的采煤机电缆张力检测系统中的开关组件正视图；
图4是本发明的采煤机电缆张力检测系统的一个实施例的连接件未偏转时的示意图；
图5是本发明的采煤机电缆张力检测系统的一个实施例的连接件向左(面向煤壁侧)偏转时的示意图；
图6是本发明的采煤机电缆张力检测系统的一个实施例的连接件向右(面向煤壁侧)偏转时的示意图。
附图标记：1、连接轴，1-1、紧固件，1-2、紧固件，1-3、紧固件，1-4、拖缆装置底座，2、连接件，2-1、金属触点，2-2、连接件下部，2-3、销轴，2-4、销轴，2-5、铁链，2-6、链条，2-7、销轴，2-8、销轴，2-9、电缆夹板，2-10、连接件上部，3、开关组件，3-1、自复位开关，3-2、自复位开关，3-3、自复位开关，3-4、自复位开关，3-5、自复位开关，4、采煤机箱体，5、数据采集模块，6、采煤机主控模块。
具体实施方式
本发明公开了一种采煤机电缆张力检测系统，如图1-6所示，包括拖缆装置底座1-4、开关组件3、连接件2、电缆夹板2-9和链条2-6，开关组件固定安装在拖缆装置底座上，开关组件上设有多个自复位开关(例如本实施例中的3-1、3-2、3-3、3-4和3-5)，各个自复位开关对应一个自复位开关回路，所有自复位开关回路与同一个数据采集模块5电气连接。连接件2的一端摆动连接在拖缆装置底座上，连接件的另一端与链条的一端铰接，链条的另一端与电缆夹板铰接。连接件的一端还安装有金属触点2-1，在所述连接件相对拖缆装置底座的摆动范围内能够达到与每一个自复位开关接触的位置上。在采煤机电缆的牵拉下，连接件会相对拖缆装置底座摆动，当金属触点与某个自复位开关接触时，相应的自复位开关回路接通，即连接件的摆动位置与自复位开关回路的接通具有一一对应关系，因此通过自复位开关可以检测连接件的摆动位置信号。数据采集模块收集各个自复位开关回路的通断状态，作为进一步判断连接件摆动位置的基础信息。
所述自复位开关的按钮呈半球形，该按钮凸出于开关组件的朝向连接件的大端面上。
所述金属触点垂直安装在连接件一端的朝向开关组件的大端面上，金属触点的顶端为半球形。
有两组链条2-5和2-6并列连接在连接件和电缆夹板之间。链条2-5的两端分别通过销轴2-4和2-8与连接件的另一端和电缆夹板铰接，链条2-6的两端分别通过销轴2-3和2-7与连接件的另一端和电缆夹板铰接。
所述开关组件和连接件套在同一连接轴1上，连接轴通过紧固件1-3固定在拖缆装置底座上。开关组件通过紧固件1-2和1-3固定在连接轴上。连接件的一端通过位于其两侧的紧固件1-1和1-2轴向限位于连接轴上。所述自复位开关分布在与连接轴同轴的圆周上。
安装到采煤机上的状态下，拖缆装置底座1-4安装在采煤机箱体4上，连接轴前后水平延伸。连接轴位于拖缆装置底座的后方，开关组件较连接件更靠近采煤机机身。所述自复位开关在开关组件的后侧大端面上左右对称布置。连接件的上部套在连接轴上，连接件在不受电缆拉力的情况下，连接件的下部2-2自然下垂，金属触点2-1与开关组件上最下端的自复位开关3-1接触，根据规定可确定此时供电电缆的受力大小为零，如图1、4所示。在电缆拉动下，连接件可以绕连接轴左右摆动，当连接件摆动方向和角度不同时，将有不同的自复位开关电路处于导通状态。
自复位开关的数量越多，间隔的角度越小，所述采煤机电缆张力检测系统的检测精度就越高。可以根据实际需要在开关组件上设置不同数量、不同角度间隔的自复位开关。
所述采煤机电缆张力检测系统还包括采煤机主控模块6，所述数据采集模块5与采煤机主控模块6电气连接，以便采煤机主控模块实时掌握自复位开关回路的通断状态，并据此执行进一步的控制操作。
所述采煤机电缆张力检测系统的使用方法是：检测前先对连接件摆动到的不同位置所对应的电缆张力大小和方向进行标定，检测中再根据所获得的连接件的实际摆动位置转换得到对应的电缆张力大小和方向数据。通过该系统及方法可以在达到连接轴被拉断的极限状态前及早检测出几种不同档位的电缆张力大小，当有必要进行干预时可以及时干预，避免拉断连接轴。
所述连接件所能摆动到的不同位置与所述自复位开关的位置一一对应，连接件受到供电电缆不同拉力时，其摆动角度不同，且当采煤机运行方向不同时，连接件的摆动方向也不同。连接件摆动到哪个位置根据金属触点与哪个自复位开关接触致使相应的自复位开关回路导通确定。
标定时以连接件垂直于水平地面时的位置为正负角度的分界点。标定采煤机向右侧行走时连接件为正向摆动，采煤机向左侧行走时连接件为反向摆动。如图5所示，当采煤机向右行走时，采用所述采煤机电缆张力检测系统检测采煤机供电电缆受力情况时，所述连接件在供电电缆的拖动下，向左摆动，金属触点2-1与自复位开关3-4接触，使相应自复位开关回路导通，根据标定结果可确定此时供电电缆受力大小。如图6所示，当采煤机向左行走时，采用所述采煤机电缆张力检测系统检测采煤机供电电缆受力情况时，所述连接件在供电电缆拖动下，向右摆动，金属触点2-1与自复位开关3-3接触，使相应自复位开关回路导通，根据标定结果可确定此时供电电缆受力大小。
进一步地，将连接件摆动到的每一个位置所对应的电缆张力大小定义为与该位置相对应的电缆张力保护值，当连接件摆动到设定位置并维持N秒后，判定为电缆张力达到了与设定位置相对应的电缆张力保护值且张力过大，此时可以控制采煤机停机，不至于在连接轴被拉断时才停机；若连接件摆动到设定位置且维持不足N秒时，则判定为电缆张力未达到与设定位置相对应的电缆张力保护值。N的大小可根据实际情况更改，该方法可防止误判，进而避免因误判导致的采煤机停机保护。
本发明是用于采煤机的电缆张力检测系统，该系统对开关量进行检测，原理简单，且该系统的使用可有效减少供电电缆和连接轴损坏次数，节省成本，提高安全性。
本文所称的前后、左右、上下均是所述采煤机电缆张力检测系统安装到采煤机上的状态下、观察者面向煤壁观察的视角下的方位。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：物体表面冲击波测量高灵敏薄膜传感器及制作方法