浅谈煤矿插销二倍静荷重安全检验设备要求

刘宏宇，来 斌

（江西煤炭工业科学研究所，江西 南昌330029）

1 概述

2011年国家煤矿在用安全设备检测检验目录（第一批）颁布，各地方随后陆续执行。其中煤矿在用窄轨车辆连接插销安全检验依据标准由MT－244.2－2005《煤矿在用窄轨车辆连接件连接插销》变换为《煤矿在用窄轨车辆连接插销检验规范》，新标准对插销安全检验的过程控制、测量精度、加载负荷都有重大变动。按新标准，对检验设备有了新要求，下面对煤矿插销二倍静荷重安全检验设备测量精度，消除测量误差措施等要求进行了探讨。

2 新旧标准比较

《煤矿在用窄轨车辆连接件 连接插销》 《煤矿在用窄轨车辆连接插销检验规范》检验项目 负荷试验时的永久弯曲变形量 二倍最大静荷重试验时的永久弯曲变形量加载负载 350kN 二倍最大静荷重（10～50kN）合格要求 不大于7mm 不大于0.2%插销直径（常用40mm，0.08mm）测量精度 0.02mm 1μm测量器具 游标卡尺 未具体试验过程在无冲击的条件下，连续加载至10kN时，在试验机的标尺上读出原始数据；然后加载负荷至350kN，读出标尺的数值，以此变化值作为插销的变形量连续加载至最大静载荷重，标定A位置；然后匀速加载至二倍最大静荷重逐渐卸载至最大静荷重，再次标定A位置，测量A 点二次变定距离为永久变形量

3 旧标准测量设备

旧标准测量设备是万能液压实验机，最大施加力值1000kN，需靠一个试验人员手工控制液压拉力机进油量完成试验，另一个试验人员配合读标尺数据。

新标准下，旧标准测量设备不能适应：

1）万能液压试验机施加力不需这么大，按煤矿窄轨车辆自重、坡度、输送能力、数量、摩擦力等计算，最大载荷重范围：10～50kN，100kN拉力可满足要求。

2）测量精度不能满足测量要求。煤矿用插销直径三种规格：38mm、40mm、41～50mm，最常用40mm，合格要求不大于0.072mm、0.08mm、0.082～0.1mm，最常用为40mm，因此测量精度要求达到1μm，目前机械测量器具尚不能达到此要求。

3）新标准试验过程分三阶段完成，每阶段加载速度均不同，手工控制万能液压试验机油量不可能实现。

在新标准下，万能液压试验机不能完成实验过程、测量精度、载荷浪费，不能实现二倍静荷重永久变形量试验要求。

4 煤矿插销二倍静载荷安全检验设备要求

1）精度要求：1μm。

2）测量传感器：光栅位移传感器精度1μm，位移示值相对误差为示值的±0.5%以内。

3）负载试验过程的控制：能够加载过程分多个阶段进行应力及加载速度控制。

第一阶段，定时不大于9.8m／s2加速度加载至一倍最大静荷重；

第二阶段，匀速加载至二倍最大静荷重；

第三阶段，定时以不大于9.8m／s2卸载至一倍最大静荷重。

4）接口：能采集串口数据，接受数字传感器数据。

5）数据处理：应力值与变形测量数据曲线显示和对应力值下变形量输出功能。

5 测量误差

试验设备通过横梁移动，钳口固定测量插销变形，因插销二倍静载荷变形量微米级，两部分因素会导致测量误差。

1）横梁施力移动时，其颤动、抖动均会影响测量准确性，其影响不确定，视颤动、抖动程度或大或小，或正或负。因此横梁平稳移动对消除测量误差很关键。

2）插销直径相对钳口，横梁尺寸太小，钳口及横梁在应力下变形会影响测量结果。因此，变形传感器安装位置很重要，它可避免一些非插销变形量的叠加。另外，在同样载荷条件下，其带来测量误差固定在一定范围内，还可通过测量数据修正。

6 结语

煤矿插销二倍静载荷安全检验设备要求包括：

1）1μm的测量精度。

2）力、变形、速度多阶段控制。

3）力、变形值曲线输出。

4）横梁平稳移动，光栅位移传感器无误差联机等消除测量误差措施。

目前通过科技情报所查新，国内尚无能够符合上述要求可进行煤矿用插销二倍静荷重永久变形量测量的专用设备。通过在老设备上检验，仍有许多不可克服的问题，不能适应新标准的要求，使得煤矿安全检验存在缺憾。

〔1〕《煤矿在用窄轨车辆连接件 连接插销》.

〔2〕MT－244.2－2005《煤矿在用窄轨车辆连接件 连接插销》.〔3〕国家煤矿在用安全设备检测检验目录（第一批）.

〔4〕科技查新报告：JXINFO 2015M082.