NB／T 10523.1-2021  滚筒采煤机力学性能测试方法 第1部分：实验室试验

： F21 X方向平均截割力，单位是千牛（kN）； F2 Y方向平均截割力，单位是千牛（kN)； F2 Z方向平均截割力，单位是千牛（kN）； F2 截齿三向截割力，单位是千牛（kN）； 第i条截线测试截齿X方向平均截割力，单位是千牛（kN）； F 第i条截线测试截齿Y方向平均截割力，单位是千牛（kN)； 第i条截线测试截齿Z方向平均截割力，单位是千牛（kN）； 截线数量

4.3.3截割转矩测试原理

设备安装规范F2r : F2y =(ZFy） /n F2 =(F) /n F2 =VF2."+F2"+F2

3试验用齿座分布示意

春最靠近滚简的惰轮轴，通过测 传感器径向受力，可等效计算出截割转矩，如图 14所示。计算公式如式（3)所示

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图4情轮轴受力示意图

式中： T 转矩，单位是牛米（N·m）； Fsz 惰轮轴X方向合力，单位是千牛（kN)； L 分度圆半径，单位是米（m）； 摇臂举升角，单位是度（°）。

4.4部件力学性能测试原理

4.4.1拉杆力学测试原理

拉杆使左、石行走驱动部与电控箱形成机身 在螺母和固定垫片中间加人压力环传感器，根据压力环传感器形变可等效测得拉杆轴向受力。

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4.4.2摇臂力学测试原理

图6摇臂截割受力、截割力矩示意图

4.4.3平滑靴支撑架力学测试原理

图7摇臂销轴受力示意图

采煤机行走速度为零时，平滑靴支撑架受静摩擦力，采煤机行走速度不为零时，平滑靴支撑架受滑 动摩擦力，如图8所示。根据销轴传感器形变可等效测得平滑靴支撑架径向受力。

图8平滑靴支撑架受力示意图

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5.1.1实验室环境条件

实验室试验环境应符合以下要求： a） 温度0℃~40℃； b) 相对湿度（65土20）%； c） 大气压强86kPa～106kPa； d) 电磁噪声（低于300MHz）； e) 冷却水温度0℃~20℃； 冷却水流量按设计要求，

实验室试验环境应符合以下要求： 温度0℃~40℃； 相对湿度（65±20）%； c）大气压强86kPa~106kPa； 电磁噪声（低于300MHz）； e）冷却水温度0℃~20℃； f）冷却水流量按设计要求，

5.1.2模拟煤壁条件

5.1.3采煤机技术要求

参与试验的滚筒采煤机应符合以下要求： a）试验用采煤机总装要求符合GB/T35060.1； b） 采煤机用齿轮油应符合GB5903； 液压油的选用应符合GB11118.1； d） 采煤机润滑剂应符合GB/T34535； 力学传感器安装完成后性能应符合GB/T20522，振动传感器安装完成后应保证传感器正常工 作，同时不能影响采煤机运行性能

本部分给出了采煤机力学传感器和振动传感器安装要求

6.2力学传感器安装要求

6.2.1拉杆力学传感器安装

6.2.4油缸油压力学传感器安装

在泄压口端盖中心安装压力传感器，传感器中心与端盖中心重合，如图9所示。

6.2.5情轮力学传感器安装

背轴压力传感器代替最靠近滚筒的惰轮轴，如图4

6.2.6导向滑靴力学传感器安装

图9调高油缸压力传感器安装示意图

5.2.7平滑靴力学传感器安装

向滑靴销轴传感器安装

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6.2.8滚筒齿座定位

在滚筒展开图上等距选取6条线，每相邻两条线夹角60°，每条线上对应的截齿位置即为试验用 装位置，如图3所示。

6.2.9截齿力学传感器安装

在对称于齿尖轴线所在竖直平面的齿座柄两侧安装应变片，在齿座背面中线处的齿座柄安装应 应变片、应变花顶端距离齿座柄与齿座的相交平面为10mm如图11所示

6.2.10截割电机力学传感器安装

图11滚简截齿三向力测试示意图

在柔性轴两侧对称安装应变片，应变片顶端距离柔性轴凹槽底面10mm，如图12所示。

截割电机柔性轴应变片

6.3振动传感器安装要求

6.3.2摇臂振动传感器安装

幕安装在滚简侧方椎中心处，传感器中心与方椎中

将振动传感器安装在摇臂输出端结构点附近，传感器中心与摇臂水平轴线重合，如图14所示。

6.3.3导向滑靴振动传感器安装

图14摇臂振动传感器安装示意图

将振动传感器安装在导向滑靴端盖中心处，传感器中心与端盖中心重合，如图15所示。

3.4平滑靴振动传感器

6.3.5电控箱振动传感器安装

动传感器安装在电控箱内易振动受损电板处，如

图15导向滑靴振动传感器安装示意图

图16平滑靴振动传感器安装示意图

图17电控箱主板振动传感器安装示意图

6.4整机模态振动传感器安装要求

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摇臂方样采空侧、截割电机处布设振动传感 顶布设3文3振动传感器矩阵。所有采集点不充许布设在壳体结构节点附近，如图18所示

7.1.1传感器校核方法

图18模态信号采集点分布示意图

将采煤机安装在配套输送机（包括机 、过渡段、中部。其中，中部不少于50m)机头处，找 油质油量加油，按设计要求供冷却水、 行走轮与销排啮合，按图4，图6～图10，图12～图11 安装各种力学传感器，按图 态振动传感器

7.2采煤机静力学测试

.2.1平直状态静态试验

输送机呈直线布置，将采煤机整机安装在输送机上，将一侧摇臂缓慢调至最大位置，另一侧摇臂调

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7.2.2斜切进刀静态试验

输送机中部在直线铺设的情况下，将后端中部水平推移，使其中段达到最大弯曲角度。将采煤机停 于输送机最大突出位置（采煤机中心平面与输送机突出中心平面重合），测录导向滑靴、平滑靴力学传感 器受力情况

7.2.3垂直弯曲静态试验

送机最大突出位置（采煤机中心平面与输送机突出中心平面重合），测录导向滑靴、平滑靴力学传 力情况

7.2.4静态模态试验

输送机呈直线布置，将采煤机整机安装在输送机上，使用激励锤在机身、摇臂采集点阵中 分别敲击壳体，收集各采集点及振动传感器振动信号并进行模态分析

7.2.5仰斜/俯斜静态试验

分别将采煤机逐渐调斜至设计允许的 和 附用首按7.2.1.7.2.27.2.3.7.2. 步骤，测录各力学传感器受力情况 注：大采高采煤机在试验时仰斜、俯斜角度应小于设计允许的最大仰角和最大俯角

7.2.6大倾角静态试验

采煤机安装在大倾角行走试验架的输送机（包括两侧附挂装置）上，测录各力学传感器受 当最大适用煤层倾角不大于35°时可免做本项试验） 注：大倾角静态试验存在特殊试验危险，参与试验的人员与设备应增强安全防护措施

安装在天倾角行走试验架的输送机（包括两侧附挂装置）上，测录各力学传感器受力情况。 用煤层倾角不大于35°时可免做本项试验） 项角静态试验存在特殊试验危险，参与试验的人员与设备应增强安全防护措施，

7.3采煤机运动学测试

3.1平直状态空载运动

输送机呈直线布置，启动采煤机便 作行走速度、额定工作行走速度和额 定调动行走速度往返行走各3次，滚简不转动。沿行走方向 一侧滚筒调至最大截割高度，另一侧滚简调 至沿底板截割高度。换向时两滚简高度对调。 实时测录各力学、振动传感器的变化情况

7.3.2斜切进刀空载运动学试验

按7.2.2的铺设方式铺设输送机。按7.3.1采煤机试验方式运行，实时测录各力学、振动传感器的 变化情况

7.3.3垂直弯曲空载运动学试验

按7.2.3的铺设方式铺设输送机。按7.3.1采煤机试验方式运行，实时测录各力学、振动传感器的 变化情况。

7.3.4运动学模态试验

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，收集各采集点及振动传感器振动信号并进行模态分析

7.3.5仰斜/俯斜空载运动学试验

分别将采煤机逐渐调斜至设计允许的最大仰角位置和最大俯角位置，按7.3.1，7.3.2，7.3.3，7.3 验步骤，实时测录各力学、振动传感器的变化情况 注：大采高采煤机在试验时仰斜、俯斜角度应小于设计允许的最大仰角和最大俯角

7.3.6大倾角运动学试验

采煤机安装在大倾角行走试验架的输送机（包括两侧附挂装置）上，输送机呈直线布置，启动采煤机 使其在输送机上以1/2额定工作行走速度、额定工作行走速度和额定调动行走速度往返行走各3次，滚 简不转动，两摇臂调至与斜面平行位置，实时测录各力学传感器受力情况。（当最大适用煤层倾角不大 于35°时可免做本项试验）

7.4采煤机动力学测试

7.4.1平直状态负载动力学试验

7.4.2斜切进刀负载动力学试验

输送机中部在直线铺设的情况下，将后端中部水平推移，使其中段达到最大弯曲角度。两滚筒分别 处于最大截割高度和沿底板截割高度，采煤机以额定工作行走速度行走通过水平弯曲段，换向时调整煤 壁位置，将前段中部水平推移，使其达到最大弯曲角度，滚筒位置对调，再次以额定工作行走速度行走通 寸水平弯曲段，实时测录各力学、振动传感器变化情况

7.4.3垂直弯曲负载动力学试验

于最大截割高度和沿底板截割高度，采煤机以额定工作行走速度往返行走通过垂直弯曲段，换向时滚筒 位置对调工程造价标准规范范本，实时测录各力学、振动传感器变化情况

7.4.4动力学模态试验

分别按7.2.1，7.2.2，7.2.3的铺设方法完成输送机布置，按7.4.1，7.4.2，7.4.3行走方式进行负至 ，实时测录各采集点及振动传感器振动信号并进行模态分析

7.4.5仰斜/俯斜负载动力学试验

将采煤机逐渐调斜分别达到最大 骤，实时测录各力学、振动传感器变化情况

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试验测试报告示例参见附录A，模态分析报告示例参见附录B。 振动信号应经过降噪处理后进行时域、频域分析，分析各部件振动信号特征。 静止状态下，行走力、截割力、截割转矩及各关键部受力测量值与设计要求相对误差应小于5%； 空载行走状态下，行走力、截割力、截割转矩及各关键部受力测量值与设计要求相对误差应小 于10%； 负载行走状态下，行走力、截割力、截割转矩及各关键部受力测量值与设计要求相对误差应小 于15%。

附录A （资料性附录） 试验报告表格示例 表A.1～表A.9给出了采煤机力学性能测试试验的实验数据记录表格模板

二建标准规范范本表A.1采煤机力学参数测试表