淺談煤礦插銷二倍靜荷重安全檢驗(yàn)設(shè)備要求

劉宏宇，來(lái) 斌

（江西煤炭工業(yè)科學(xué)研究所，江西 南昌330029）

1 概述

2011年國(guó)家煤礦在用安全設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)?zāi)夸洠ǖ谝慌╊C布，各地方隨后陸續(xù)執(zhí)行。其中煤礦在用窄軌車輛連接插銷安全檢驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)由MT－244.2－2005《煤礦在用窄軌車輛連接件連接插銷》變換為《煤礦在用窄軌車輛連接插銷檢驗(yàn)規(guī)范》，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)插銷安全檢驗(yàn)的過程控制、測(cè)量精度、加載負(fù)荷都有重大變動(dòng)。按新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)檢驗(yàn)設(shè)備有了新要求，下面對(duì)煤礦插銷二倍靜荷重安全檢驗(yàn)設(shè)備測(cè)量精度，消除測(cè)量誤差措施等要求進(jìn)行了探討。

2 新舊標(biāo)準(zhǔn)比較

《煤礦在用窄軌車輛連接件 連接插銷》 《煤礦在用窄軌車輛連接插銷檢驗(yàn)規(guī)范》檢驗(yàn)項(xiàng)目 負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)的永久彎曲變形量 二倍最大靜荷重試驗(yàn)時(shí)的永久彎曲變形量加載負(fù)載 350kN 二倍最大靜荷重（10～50kN）合格要求 不大于7mm 不大于0.2%插銷直徑（常用40mm，0.08mm）測(cè)量精度 0.02mm 1μm測(cè)量器具 游標(biāo)卡尺 未具體試驗(yàn)過程在無(wú)沖擊的條件下，連續(xù)加載至10kN時(shí)，在試驗(yàn)機(jī)的標(biāo)尺上讀出原始數(shù)據(jù)；然后加載負(fù)荷至350kN，讀出標(biāo)尺的數(shù)值，以此變化值作為插銷的變形量連續(xù)加載至最大靜載荷重，標(biāo)定A位置；然后勻速加載至二倍最大靜荷重逐漸卸載至最大靜荷重，再次標(biāo)定A位置，測(cè)量A 點(diǎn)二次變定距離為永久變形量

3 舊標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備

舊標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備是萬(wàn)能液壓實(shí)驗(yàn)機(jī)，最大施加力值1000kN，需靠一個(gè)試驗(yàn)人員手工控制液壓拉力機(jī)進(jìn)油量完成試驗(yàn)，另一個(gè)試驗(yàn)人員配合讀標(biāo)尺數(shù)據(jù)。

新標(biāo)準(zhǔn)下，舊標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備不能適應(yīng)：

1）萬(wàn)能液壓試驗(yàn)機(jī)施加力不需這么大，按煤礦窄軌車輛自重、坡度、輸送能力、數(shù)量、摩擦力等計(jì)算，最大載荷重范圍：10～50kN，100kN拉力可滿足要求。

2）測(cè)量精度不能滿足測(cè)量要求。煤礦用插銷直徑三種規(guī)格：38mm、40mm、41～50mm，最常用40mm，合格要求不大于0.072mm、0.08mm、0.082～0.1mm，最常用為40mm，因此測(cè)量精度要求達(dá)到1μm，目前機(jī)械測(cè)量器具尚不能達(dá)到此要求。

3）新標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)過程分三階段完成，每階段加載速度均不同，手工控制萬(wàn)能液壓試驗(yàn)機(jī)油量不可能實(shí)現(xiàn)。

在新標(biāo)準(zhǔn)下，萬(wàn)能液壓試驗(yàn)機(jī)不能完成實(shí)驗(yàn)過程、測(cè)量精度、載荷浪費(fèi)，不能實(shí)現(xiàn)二倍靜荷重永久變形量試驗(yàn)要求。

4 煤礦插銷二倍靜載荷安全檢驗(yàn)設(shè)備要求

1）精度要求：1μm。

2）測(cè)量傳感器：光柵位移傳感器精度1μm，位移示值相對(duì)誤差為示值的±0.5%以內(nèi)。

3）負(fù)載試驗(yàn)過程的控制：能夠加載過程分多個(gè)階段進(jìn)行應(yīng)力及加載速度控制。

第一階段，定時(shí)不大于9.8m／s2加速度加載至一倍最大靜荷重；

第二階段，勻速加載至二倍最大靜荷重；

第三階段，定時(shí)以不大于9.8m／s2卸載至一倍最大靜荷重。

4）接口：能采集串口數(shù)據(jù)，接受數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)。

5）數(shù)據(jù)處理：應(yīng)力值與變形測(cè)量數(shù)據(jù)曲線顯示和對(duì)應(yīng)力值下變形量輸出功能。

5 測(cè)量誤差

試驗(yàn)設(shè)備通過橫梁移動(dòng)，鉗口固定測(cè)量插銷變形，因插銷二倍靜載荷變形量微米級(jí)，兩部分因素會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。

1）橫梁施力移動(dòng)時(shí)，其顫動(dòng)、抖動(dòng)均會(huì)影響測(cè)量準(zhǔn)確性，其影響不確定，視顫動(dòng)、抖動(dòng)程度或大或小，或正或負(fù)。因此橫梁平穩(wěn)移動(dòng)對(duì)消除測(cè)量誤差很關(guān)鍵。

2）插銷直徑相對(duì)鉗口，橫梁尺寸太小，鉗口及橫梁在應(yīng)力下變形會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此，變形傳感器安裝位置很重要，它可避免一些非插銷變形量的疊加。另外，在同樣載荷條件下，其帶來(lái)測(cè)量誤差固定在一定范圍內(nèi)，還可通過測(cè)量數(shù)據(jù)修正。

6 結(jié)語(yǔ)

煤礦插銷二倍靜載荷安全檢驗(yàn)設(shè)備要求包括：

1）1μm的測(cè)量精度。

2）力、變形、速度多階段控制。

3）力、變形值曲線輸出。

4）橫梁平穩(wěn)移動(dòng)，光柵位移傳感器無(wú)誤差聯(lián)機(jī)等消除測(cè)量誤差措施。

目前通過科技情報(bào)所查新，國(guó)內(nèi)尚無(wú)能夠符合上述要求可進(jìn)行煤礦用插銷二倍靜荷重永久變形量測(cè)量的專用設(shè)備。通過在老設(shè)備上檢驗(yàn)，仍有許多不可克服的問題，不能適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，使得煤礦安全檢驗(yàn)存在缺憾。

〔1〕《煤礦在用窄軌車輛連接件 連接插銷》.

〔2〕MT－244.2－2005《煤礦在用窄軌車輛連接件 連接插銷》.〔3〕國(guó)家煤礦在用安全設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)?zāi)夸洠ǖ谝慌?

〔4〕科技查新報(bào)告：JXINFO 2015M082.