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        煤礦在用軌道車輛連接插銷檢驗方法及儀器改進

        2018-03-29 07:19:44鄧勇禹偓李樂
        機電信息 2018年9期
        關(guān)鍵詞:煤礦變形

        鄧勇 禹偓 李樂

        (貴州省煤田地質(zhì)局實驗室,貴州貴陽550023)

        0 引言

        在煤礦生產(chǎn)運輸過程中,工作人員需要知道所使用的窄軌車輛所屬部件的情況。對車輛連接件情況的掌握,不僅能提高運輸工作效率,而且對工作人員安全及礦井正常生產(chǎn)是極大的保障。怎樣精確測量連接插銷永久變形量,就成了檢測人員的難題。

        1 變形量測試的基本原理

        試驗是模擬煤礦窄軌車輛的工作運行狀態(tài),來確定對應(yīng)的變形量。在試驗過程中,要求測試在水平狀態(tài)下進行。在連接件的一端逐步施加拉力,連接件拉緊后所產(chǎn)生的位置變化就是對應(yīng)的變形量。

        2 檢驗方法

        國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局頒布的《煤礦安全規(guī)程》和AQ 1113—2014《煤礦在用窄軌車輛連接插銷檢驗規(guī)范》分別對連接插銷的檢測年限、檢測結(jié)果做出了相應(yīng)的要求:連插銷在2倍最大靜荷重試驗時應(yīng)無裂紋,永久彎曲變形量不超過公稱直徑的0.2%。

        插銷試驗運行程序一般為:將試驗插銷與專用試驗機的插銷連接件連接好,試驗機加載0.5倍最大靜荷重(為了消除連接件之間受力而產(chǎn)生的擠壓變形造成的測量誤差,要預(yù)先給連接插銷施加預(yù)緊力),然后降至1 kN,再將試驗機加載到最大靜荷重,記錄此時位置,以不大于9.8 MPa/s的加載速率勻速加載至2倍最大靜荷重,之后逐漸卸載至最大靜荷重,再次記錄位置,兩次位置之間的差值,就是插銷的永久彎曲變形量。

        MT 244.2—2005《煤礦窄軌車輛連接件連接插銷》的負(fù)荷試驗是將插銷安放在卡具上后,連續(xù)加載到10 kN,記錄原始數(shù)據(jù),然后再加載負(fù)荷到350 kN,讀出標(biāo)尺數(shù)據(jù),兩次數(shù)據(jù)差值為插銷的形變量。插銷的負(fù)荷試驗永久彎曲變形量不大于7 mm。

        3 目前試驗機

        在用連接插銷按照2016版《煤礦安全規(guī)程》中416條(四)中的規(guī)定進行檢測,但是現(xiàn)在市面上的試驗機,都是以MT 244.2—2005《煤礦窄軌車輛連接件連接插銷》標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的,對應(yīng)出廠檢驗:試驗時,試驗機自動記錄的數(shù)據(jù)是10 kN時的數(shù)據(jù)和最大載荷時的數(shù)據(jù)。這兩個數(shù)據(jù)顯然不能用作煤礦中在用窄軌車輛連接插銷的數(shù)據(jù),因而,在讀取數(shù)據(jù)時,只能通過曲線圖來讀取。例如:有一φ40連接插銷,最大靜荷重為17.5 kN,2倍最大靜荷重為35 kN,試驗曲線如圖1所示。

        最大靜荷重17.5 kN時,加載段位移為1.333 mm,卸載段位移為1.374 mm。

        圖1 儀器改進前最大靜荷重對應(yīng)的位置:拉緊力加載段和卸載段

        4 存在問題

        從上面實例中可以發(fā)現(xiàn):雖然插銷結(jié)果合格,但數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。造成數(shù)據(jù)不精確的原因如下:

        (1)數(shù)據(jù)讀?。河捎谠囼炃€圖的分辨率,鼠標(biāo)焦點很難精確找到所需拉力值對應(yīng)的位移。

        (2)試驗夾具的變形量與插銷的變形量混合在了一起:插銷的變形量是試驗儀器對插銷的擠壓變形,試驗夾具的變形量是試驗機夾具各個接觸點與量尺之間的結(jié)構(gòu)造成的。當(dāng)插銷受力產(chǎn)生變形時,與插銷接觸的夾具也存在一定的微變形,測量結(jié)果是兩者共同的變形量。

        5 改進方案

        試驗機的改進要從數(shù)據(jù)讀取和消除夾具變形量帶來的影響兩個方面進行:

        (1)數(shù)據(jù)的讀取不再需要從曲線圖上查找:從數(shù)據(jù)庫里查找最大靜張力所對應(yīng)的位置。

        (2)量尺零點位置與連接插銷壁相對靜止:不管夾具形變?nèi)绾?,都不會對測量結(jié)果有所影響。

        插銷安置在圖2所示的卡具上,相比較改進前,增加了圖2中的4,量尺零點位置與連接插銷壁相對靜止,有效減少了因夾具機械應(yīng)力變形產(chǎn)生的測量誤差。增加了量尺,由軟件來記錄最大靜荷重對應(yīng)的位移量,減少了因曲線圖譜分辨率因素給找位移所帶來的誤差。

        驗證舉例:φ40連接插銷,最大靜荷重為17.5 kN,2倍最大靜荷重為35 kN,試驗曲線如圖3所示。

        圖2 改進后:將插銷放置在卡具上1—試驗機的固定夾具 2—試驗機的移動夾具 3—試驗插銷4—改造后的量尺

        圖3 儀器改進后最大靜荷重對應(yīng)的位置:拉緊力加載段和卸載段

        最大靜荷重17.5 kN時,加載段位移為1.095 mm,卸載段位移為1.141 mm,計算出永久彎曲變形量為0.115%。從軟件查找出17.5 kN對應(yīng)的位置:拉緊力加載段為1.216 mm,卸載段為1.256 mm,計算出的永久彎曲變形量為0.100%。

        6 結(jié)語

        從試驗數(shù)據(jù)得出:使用改進后的夾具,消除了夾具自身受擠壓產(chǎn)生變形帶來的影響,從儀器數(shù)據(jù)庫里提出的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。

        連接插銷作為煤礦窄軌車輛連接的重要部件之一,準(zhǔn)確地測定其變形量,不僅可以提高運輸效率,而且對安全生產(chǎn)有極其重要的意義。

        [1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程:總局令第87號[A],2016.

        [2]煤礦在用窄軌車輛連接插銷檢驗規(guī)范:AQ 1113—2014[S].

        [3]煤礦窄軌車輛連接件 連接插銷:MT 244.2—2005[S].

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