一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置及方法制造方法及图纸

一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置及方法，装置包括机架、链轮传动轴、链轮、驱动电机、声发射传感器及压电俘能机构，压电俘能机构包括基板、筒体、盖板及发电组件，发电组件由一个质量块和若干发电模块组成，发电模块包括压电陶瓷片、顶杆及顶板。本发明专利技术能够及时反馈链轮与圆环链的啮合状态，为及时调整圆环链张力、为提高链轮与圆环链的啮合精度、为提高刮板输送机的煤炭运输效率及整机寿命提供了全新技术手段；压电俘能机构利用了链轮的低速旋转特征和质量块的重力特征，实现对压电陶瓷片施压而产生电能，进而实现声发射传感器和无线信号发射器的长期无源供电，克服了电池供电、有线电源供电及有线信号传输导致的井下布线困难的弊端。

【技术实现步骤摘要】
一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置及方法
本专利技术属于煤矿开采
，特别是涉及一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置及方法。
技术介绍
在煤矿开采过程中，刮板输送机是重要的煤炭运输设备，其通过电机驱动链轮转动，进而实现链轮与圆环链的啮合传动，最终带动刮板运动来完成煤炭的运输。因此，链轮与圆环链的啮合程度，将直接影响刮板输送机的煤炭运输性能。由于圆环链本身具有一定的张力，在长期大负载运输状态下，圆环链在刮板输送机上会有一定的伸长，从而导致链轮与圆环链的啮合不良，进而会造成链轮与圆环链的相互振动和冲击，不但会影响链轮与圆环链的使用寿命，甚至造成卡链、掉链及断链等工况，从而严重影响刮板输送机的煤炭运输效率及整机寿命。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置及方法，采用声发射传感器检测链轮与圆环链的啮合声发射特征，能够及时反馈链轮与圆环链的啮合状态，为及时调整圆环链张力、为提高链轮与圆环链的啮合精度、为提高刮板输送机的煤炭运输效率及整机寿命提供了全新技术手段。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，包括机架、链轮传动轴、链轮、驱动电机、声发射传感器及压电俘能机构；所述链轮传动轴水平安装在机架上，链轮传动轴一端与驱动电机的电机轴相固连，所述压电俘能机构安装在链轮传动轴另一端；所述链轮固定套装在链轮传动轴上，所述声发射传感器固定安装在链轮的轮盘上，通过声发射传感器检测链轮与圆环链的啮合声发射特征信号；在所述链轮传动轴的表面开设有引线槽，引线槽内安装有用于电连接声发射传感器与压电俘能机构的导线，声发射传感器通过压电俘能机构进行供电。所述压电俘能机构包括基板、筒体、盖板及发电组件；所述基板固装在链轮传动轴的端部，所述筒体位于基板与盖板之间，所述发电组件设置在筒体内；在所述基板和盖板上均设置有穿线孔；在所述盖板外表面安装有无线信号发射器，无线信号发射器的信号接收端通过导线与声发射传感器电连接，无线信号发射器的信号发射端与计算机进行无线连接，通过计算机对啮合声发射特征信号进行分析和处理；所述无线信号发射器通过压电俘能机构进行供电；在所述筒体外部安装有第一保护罩，在所述无线信号发射器外部安装有第二保护罩。所述发电组件由一个质量块和若干发电模块组成，所述质量块位于筒体的中心，发电模块位于质量块与筒体之间，且若干发电模块沿周向均布设置；所述发电模块包括第一压电陶瓷片、第一顶杆、第一顶板、第二压电陶瓷片、第二顶杆及第二顶板；所述第一顶杆一端固连在质量块上，所述第一压电陶瓷片黏接在第一顶杆另一端与第一顶板之间；所述第二顶板一端固连在筒体上，所述第二压电陶瓷片黏接在第二顶板另一端与第二顶板之间；所述第一顶板与第二顶板之间通过若干支撑块相连。在所述质量块与第一顶板之间连接有第一过载保护变径弹簧，通过第一过载保护变径弹簧输出反向弹簧力，通过反向弹簧力抵消第一压电陶瓷片受到的过载压力，用以保护第一压电陶瓷片。在所述筒体与第二顶板之间连接有第二过载保护变径弹簧，通过第二过载保护变径弹簧输出反向弹簧力，通过反向弹簧力抵消第二压电陶瓷片受到的过载压力，用以保护第二压电陶瓷片。一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测方法，采用了所述的链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，步骤为：首先将刮板输送机上的圆环链与链轮啮合配装在一起，然后启动驱动电机，驱动链轮传动轴及链轮转动，通过链轮与圆环链的啮合传动带动刮板运动进行煤炭运输；在链轮转动过程中，通过声发射传感器实时检测链轮与圆环链的啮合声发射特征信号，而啮合声发射特征信号以无线传输方式传递给计算机，再通过计算机对啮合声发射特征信号进行分析和处理；同时，压电俘能机构会随链轮传动轴同步转动，在压电俘能机构转动过程中，每个发电模块运行到质量块正下方时，质量块会在重力作用下对发电模块内的第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片施加压力，进而使第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片产生电能，最终实现声发射传感器和无线信号发射器的长期无源供电。本专利技术的有益效果：本专利技术采用声发射传感器检测链轮与圆环链的啮合声发射特征，能够及时反馈链轮与圆环链的啮合状态，为及时调整圆环链张力、为提高链轮与圆环链的啮合精度、为提高刮板输送机的煤炭运输效率及整机寿命提供了全新技术手段。本专利技术的压电俘能机构利用了链轮的低速旋转特征和质量块的重力特征，实现对压电陶瓷片的施压而产生电能，进而实现声发射传感器和无线信号发射器的长期无源供电，不但克服了传统电池供电需要往复更换电池的弊端，也克服了有线电源供电及有线信号传输导致的井下布线困难的弊端。附图说明图1为本专利技术的一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置的结构示意图；图2为本专利技术的压电俘能机构(过载保护变径弹簧未示出)的爆炸视图；图3为本专利技术的压电俘能机构中发电组件的结构示意图；图中，1—机架，2—链轮传动轴，3—链轮，4—驱动电机，5—声发射传感器，6—压电俘能机构，7—引线槽，8—基板，9—筒体，10—盖板，11—无线信号发射器，12—第一保护罩，13—第二保护罩，14—发电组件，15—质量块，16—第一压电陶瓷片，17—第一顶杆，18—第一顶板，19—第二压电陶瓷片，20—第二顶杆，21—第二顶板，22—支撑块，23—第一过载保护变径弹簧，24—第二过载保护变径弹簧，25—穿线孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1～3所示，一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，包括机架1、链轮传动轴2、链轮3、驱动电机4、声发射传感器5及压电俘能机构6；所述链轮传动轴2水平安装在机架1上，链轮传动轴2一端与驱动电机4的电机轴相固连，所述压电俘能机构6安装在链轮传动轴2另一端；所述链轮3固定套装在链轮传动轴2上，所述声发射传感器5固定安装在链轮3的轮盘上，通过声发射传感器5检测链轮与圆环链的啮合声发射特征信号；在所述链轮传动轴2的表面开设有引线槽7，引线槽7内安装有用于电连接声发射传感器5与压电俘能机构6的导线，声发射传感器5通过压电俘能机构6进行供电。所述压电俘能机构6包括基板8、筒体9、盖板10及发电组件14；所述基板8固装在链轮传动轴2的端部，所述筒体9位于基板8与盖板10之间，所述发电组件14设置在筒体9内；在所述基板8和盖板10上均设置有穿线孔25；在所述盖板10外表面安装有无线信号发射器11，无线信号发射器11的信号接收端通过导线与声发射传感器5电连接，无线信号发射器11的信号发射端与计算机进行无线连接，通过计算机对啮合声发射特征信号进行分析和处理；所述无线信号发射器11通过压电俘能机构6进行供电；在所述筒体9外部安装有第一保护罩12，在所述无线信号发射器11外部安装有第二保护罩13。所述发电组件14由一个质量块15和若干发电模块组成，所述质量块15位于筒体9的中心，发电模块位于质量块15与筒体9之间，且若干发电模块沿周向均布设置；所述发电模块包括第一压电陶瓷片16、第一顶杆17、第一顶板18、第二压电陶瓷片19、第二顶杆20及第二顶板21；所述第一顶杆17一端固连在质量块15上，所述第一压电陶瓷片16黏接在第一顶杆17另一端与第一顶板18之间；所述第二顶板21一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，其特征在于：包括机架、链轮传动轴、链轮、驱动电机、声发射传感器及压电俘能机构；所述链轮传动轴水平安装在机架上，链轮传动轴一端与驱动电机的电机轴相固连，所述压电俘能机构安装在链轮传动轴另一端；所述链轮固定套装在链轮传动轴上，所述声发射传感器固定安装在链轮的轮盘上，通过声发射传感器检测链轮与圆环链的啮合声发射特征信号；在所述链轮传动轴的表面开设有引线槽，引线槽内安装有用于电连接声发射传感器与压电俘能机构的导线，声发射传感器通过压电俘能机构进行供电。

【技术特征摘要】
1.一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，其特征在于：包括机架、链轮传动轴、链轮、驱动电机、声发射传感器及压电俘能机构；所述链轮传动轴水平安装在机架上，链轮传动轴一端与驱动电机的电机轴相固连，所述压电俘能机构安装在链轮传动轴另一端；所述链轮固定套装在链轮传动轴上，所述声发射传感器固定安装在链轮的轮盘上，通过声发射传感器检测链轮与圆环链的啮合声发射特征信号；在所述链轮传动轴的表面开设有引线槽，引线槽内安装有用于电连接声发射传感器与压电俘能机构的导线，声发射传感器通过压电俘能机构进行供电。2.根据权利要求1所述的一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，其特征在于：所述压电俘能机构包括基板、筒体、盖板及发电组件；所述基板固装在链轮传动轴的端部，所述筒体位于基板与盖板之间，所述发电组件设置在筒体内；在所述基板和盖板上均设置有穿线孔；在所述盖板外表面安装有无线信号发射器，无线信号发射器的信号接收端通过导线与声发射传感器电连接，无线信号发射器的信号发射端与计算机进行无线连接，通过计算机对啮合声发射特征信号进行分析和处理；所述无线信号发射器通过压电俘能机构进行供电；在所述筒体外部安装有第一保护罩，在所述无线信号发射器外部安装有第二保护罩。3.根据权利要求2所述的一种链轮与圆环链的啮合性能声发射检测装置，其特征在于：所述发电组件由一个质量块和若干发电模块组成，所述质量块位于筒体的中心，发电模块位于质量块与筒体之间，且若干发电模块沿周向均布设置；所述发电模块包括第一压电陶瓷片、第一顶杆、第一顶板、第二压电陶瓷片、第二顶杆及第二顶板；所述第一顶杆一端固连在质量块上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海舰，张强，潘洲峰，李明枫，彭艳华，刘冠隆，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45