光纖光柵傾角測(cè)量技術(shù)的研究.pdf

1、搖臂是滾筒式采煤機(jī)工作、受力承載的關(guān)鍵工作部件，同時(shí)又是采煤機(jī)截割部重要的一環(huán)，截割部的傳動(dòng)系統(tǒng)就安裝在采煤機(jī)的搖臂上，同時(shí)搖臂還支撐著采煤機(jī)的截割滾筒，可以調(diào)節(jié)滾筒的采煤高度，一旦搖臂出現(xiàn)問題，將會(huì)影響到整個(gè)采煤機(jī)的工作運(yùn)行情況。采煤機(jī)在采煤的工作過程當(dāng)中，搖臂會(huì)受到來自截割滾筒上的截割阻力以及牽引阻力，搖臂會(huì)在這種強(qiáng)烈波動(dòng)的動(dòng)載荷下發(fā)生結(jié)構(gòu)振動(dòng)，如果當(dāng)搖臂的某階模態(tài)頻率足夠接近激振力中的某個(gè)主要頻率成分，搖臂就會(huì)產(chǎn)生共振反應(yīng)，輕則會(huì)

2、影響采煤機(jī)的正常運(yùn)行工作，重則有可能導(dǎo)致?lián)u臂的斷裂以及其它部位零件的破壞。正是由于采煤機(jī)工作環(huán)境的復(fù)雜性，所以對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行姿態(tài)的監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要，搖臂與水平面之間的夾角就是采煤機(jī)運(yùn)行姿態(tài)中重要參數(shù)之一，使其夾角處于安全的工作范圍之內(nèi)能夠很好的保證采煤機(jī)的運(yùn)行安全;同時(shí)該角度參數(shù)也能為采煤機(jī)搖臂的采高提供相應(yīng)的理論數(shù)據(jù)支持?，F(xiàn)在大功率采煤機(jī)被廣泛使用，因此對(duì)采煤機(jī)搖臂的安全監(jiān)測(cè)也顯得尤為重要。
　　 由于采煤機(jī)的工作環(huán)境較為惡劣

3、，煤礦井下環(huán)境極端復(fù)雜，空間狹小，陰暗潮濕，工作面充滿煤塵，采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)隨時(shí)可能遭受機(jī)械碰撞等多種沖擊，因此，其運(yùn)行姿態(tài)監(jiān)測(cè)裝置和系統(tǒng)必須滿足防爆、防水、防潮、防碰砸、防腐蝕、防電磁干擾等特殊要求，現(xiàn)有的許多適用于地面和靜止設(shè)備的監(jiān)測(cè)和故障診斷方法無法移用到采煤機(jī)上。光纖傳感技術(shù)卻能同時(shí)滿足安全、實(shí)時(shí)在線檢測(cè)、不受被測(cè)環(huán)境干擾的要求，并且，還具有體積小、重量輕、柔韌性好，還能抗化學(xué)腐蝕和惡劣的環(huán)境溫度、無電磁干擾等，適合于煤礦特殊環(huán)境和

4、采煤機(jī)極端惡劣的工作條件。因此利用光纖光柵傳感器對(duì)采煤機(jī)的姿態(tài)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)成為可能。本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 1、著重研究了光纖光柵加速度傳感器以及動(dòng)態(tài)傾角測(cè)量技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)和發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)目前監(jiān)測(cè)手段的不足以及對(duì)采煤機(jī)及其運(yùn)行姿態(tài)的系統(tǒng)研究，提出了利用光纖Bragg光柵傳感器作為采煤機(jī)搖臂傾角的監(jiān)測(cè)工具。
　　 2、對(duì)光纖光柵傳感器的基本理論以及加速度傳感器測(cè)量角度的基本原理進(jìn)行深入的研究，由于搖

5、臂的結(jié)構(gòu)及工作環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)搖臂的動(dòng)態(tài)特性作了系統(tǒng)的分析，為后續(xù)加速度傳感器設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　 3、針對(duì)現(xiàn)有的加速度傳感器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一種新型的加速度傳感器，并對(duì)該傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，該傳感器理論上能夠很好滿足采煤機(jī)搖臂的復(fù)雜工作環(huán)境。
　　 4、對(duì)設(shè)計(jì)出來的新型加速度傳感器進(jìn)行振動(dòng)及角度等一系列實(shí)驗(yàn)，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得到的結(jié)果與理論分析進(jìn)行對(duì)照，對(duì)其結(jié)果誤差進(jìn)行系統(tǒng)分析，并提出改進(jìn)的方法以及本論文的后續(xù)研