本发明涉及一种模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置，属于掘进装备故障诊断技术领域。包括机架、液压动力机构、机械传动机构和控制与传感器机构：机架为整个故障诊断实验装置的支撑主体部分，液压动力机构布置在机架下部内侧并用于为机械传动机构提供动力来源，机械传动机构安装在机架上部并用于与控制与传感器机构配合进行第一刮板运输机故障诊断的模拟，控制与传感器机构用于提供多测点传感器并对机械传动机构的运动进行控制。本发明可根据掘进装备第一刮板运输机实际工作情况，设置机械部分、液压部分和电气部分的故障，传感器测点覆盖机械、液压和电气三个部分，部署分布广泛，数据类型多样，可满足多种类型的故障诊断需求。
1.一种模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置，其特征在于，包括机架
（1）、液压动力机构（2）、机械传动机构（3）和控制与传感器机构，其中：所述机架（1）为整个故障诊断实验装置的支撑主体部分，所述液压动力机构（2）布置在所述机架（1）下部内侧并用于为所述机械传动机构（3）提供动力来源，所述机械传动机构（3）安装在所述机架（1）上部并用于与所述控制与传感器机构配合进行第一刮板运输机故障诊断的模拟，所述控制与传感器机构用于提供多测点传感器并对所述机械传动机构（3）的运动进行控制；
所述机架（1）由不同长度的50*4方管型材（101）、6.3#U型槽钢（102）、8#U型槽钢（103）、
10#U型槽钢（104）、56*56*4角钢（105）、56*36*4角钢（106）、4mm钢板（107）、10mm钢板（108）和万向脚轮（109）组成，所述50*4方管型材（101）、6.3#U型槽钢（102）、8#U型槽钢（103）、10#U型槽钢（104）、56*56*4角钢（105）、56*36*4角钢（106）、4mm钢板（107）和10mm钢板（108）之间采用焊接的方法搭建并在与所述机械传动机构（3）的连接部分钻孔用于螺栓连接，所述万向脚轮（109）与所述10#U型槽钢（104）之间采用螺栓连接；
所述液压动力机构（2）包括注油口（201）、油箱（202）、三相异步电机（203）、齿轮油泵（204）、出油过滤器（205）、溢流阀（206）、回油过滤器（207）、压力表（208）、油路块（209）和金属液压管（210），所述油箱（202）用于存放液压油，所述注油口（201）与所述油箱（202）连接并用于为所述油箱（202）灌注液压油，所述三相异步电机（203）为所述液压动力机构（2）的原动件，所述三相异步电机（203）安装于所述油箱（202）上面并与所述齿轮油泵（204）直连以驱动所述齿轮油泵（204）工作，所述齿轮油泵（204）的进油口与所述油箱（202）通过所述金属液压管（210）连接，液压油通过所述金属液压管（210）进入所述齿轮油泵（204），所述齿轮油泵（204）的出油口与所述出油过滤器（205）的进油口通过所述金属液压管（210）连接，所述出油过滤器（205）的出油口与所述油路块（209）的进油口通过所述金属液压管（210）连接，所述油路块（209）的压力控制口与所述溢流阀（206）直连，所述溢流阀（206）与所述压力表（208）连接且其溢流压力通过所述压力表（208）察看和调整，所述压力表（208）并联在所述出油过滤器（205）与所述溢流阀（206）间的金属液压管（210）上，所述油路块（209）的泄油口与所述回油过滤器（207）通过所述金属液压管（210）连接，所述油路块（209）的出油口与所述油路块（209）的进油口在所述油路块（209）内部联通，所述油路块（209）的回油口与所述油路块（209）的泄油口在所述油路块（209）内部联通；
所述机械传动机构（3）由主动轴装置（31）、从动轴装置（32）和连接装置（33）组成，所述主动轴装置（31）包括尼龙液压管（3101）、2位4通电液比例换向阀（3102）、液压马达（3103）、行星轮减速器（3104）、减速器支架（3105）、刚性联轴器（3106）、深沟球轴承（3107）、主动轴（3108）、长套筒（3109）、短套筒（3110）和链轮（3111），所述从动轴装置（32）包括从动轴（3201）、编码器连接器（3202）、弹性联轴器（3203）、编码器（3204）、编码器支架（3205）、所述长套筒（3109）、所述深沟球轴承（3107）、所述短套筒（3110）和所述链轮（3111），所述连接装置（33）包括异形链条（3301）和金属横梁（3302）；
所述主动轴装置（31）为所述机械传动机构（3）的动力输入装置，所述2位4通电液比例换向阀（3102）安装在所述机架（1）的所述10mm钢板（108）上，所述2位4通电液比例换向阀（3102）P口与所述油路块（209）的出油口通过所述尼龙液压管（3101）连接，所述2位4通电液比例换向阀（3102）A口与所述液压马达（3103）的进油口通过所述尼龙液压管（3101）连接，所述液压马达（3103）的出油口与所述2位4通电液比例换向阀（3102）B口通过所述尼龙液压管（3101）连接，所述液压马达（3103）的泄油口与所述油路块（209）的回油口通过所述尼龙液压管（3101）连接，所述2位4通电液比例换向阀（3102）为液压系统控制元件，控制液压系统执行元件的运动逻辑，所述液压马达（3103）为液压系统执行元件并用于为所述主动轴装置（31）提供动力输入，所述液压马达（3103）与所述行星轮减速器（3104）直连，所述行星轮减速器（3104）与所述减速器支架（3105）通过螺栓连接，所述减速器支架（3105）与所述机架（1）的8#U槽钢（103）通过螺栓连接，所述行星轮减速器（3104）输出轴与所述主动轴（3108）轴端通过所述刚性联轴器（3106）连接以实现动力传递，所述主动轴（3108）的动力输入模拟掘进装备第一刮板运输机动力输入模式，故设计为双侧输入，则所述液压马达（3103）、行星轮减速器（3104）、刚性联轴器（3106）、减速器支架（3105）对称安装在所述主动轴（3108）两侧，所述2位4通电液比例换向阀（3102）A口与2个所述液压马达（3103）的进油口通过所述尼龙液压管（3101）连接时使用三通零件分流将液压油分别供给给2个所述液压马达（3103），所述主动轴（3108）为简支梁结构，两侧使用所述深沟球轴承（3107）作为支撑部件，所述深沟球轴承（3107）与所述机架（1）的6.3#U型槽钢（102）通过螺栓连接，所述主动轴（3108）上安装2个所述链轮（3111），使用键联接实现2个所述链轮（3111）的周向定位，使用所述长套筒（3109）实现2个所述链轮（3111）间的轴向定位，使用所述短套筒（3110）实现所述链轮（3111）与所述深沟球轴承（3107）间的轴向定位；
所述从动轴装置（32）为所述机械传动机构（3）的从动装置，所述从动轴（3201）为简支梁结构，两侧使用所述深沟球轴承（3107）作为支撑部件，所述深沟球轴承（3107）与所述机架（1）的6.3#U型槽钢（102）通过螺栓连接，所述从动轴（3201）上安装2个所述链轮（3111），使用键联接实现2个所述链轮（3111）的周向定位，使用所述长套筒（3109）实现2个所述链轮（3111）间的轴向定位，使用所述短套筒（3110）实现所述链轮（3111）与所述深沟球轴承（3107）间的轴向定位，所述从动轴（3201）一侧轴端进行螺纹孔结构加工与所述编码器连接器（3202）通过螺钉连接实现轴径的转换，所述编码器连接器（3202）与所述编码器（3204）通过所述弹性联轴器（3203）连接，实现所述从动轴（3201）转速的测量， 所述编码器（3204）与所述编码器支架（3205）通过螺钉连接，所述编码器支架（3205）与所述机架（1）的6.3#U型槽钢（102）通过螺栓连接；
所述连接装置（33）用于连接所述主动轴装置（31）与所述从动轴装置（32），实现所述主动轴装置（31）向所述从动轴装置（32）传动的装置，2条所述异形链条（3301）分别连接所述主动轴装置（31）与所述从动轴装置（32）上的4个所述链轮（3111），2条所述异形链条（3301）的链板呈矩形凸起且留有孔洞，所述金属横梁（3302）两端面开设螺纹孔，所述金属横梁（3302）与2条所述异形链条（3301）的链板通过螺钉连接，所述金属横梁（3302）与所述4mm钢板（107）配合运动，以达到模拟掘进装备第一刮板运输机运行状态的目的；
所述控制与传感器机构包括振动传感器（401）、压力传感器（402）、钳形电流表（403）、
24V直流变压器（404）、数据采集卡（405）和PLC（406），所述振动传感器（401）有1个测点部署在所述减速器支架（3105）上，有1个测点部署在所述齿轮油泵（204）顶面，有2个测点部署在
2个所述行星轮减速器（3104）顶面，有4个测点部署在4个所述深沟球轴承（3107）轴承座顶面，所述压力传感器（402）有2个测点分别部署在2个所述液压马达（3103）的进油口处，并联在所述尼龙液压管（3101）上，所述钳形电流表（403）有3个测点分别部署在所述三相异步电机（203）的U、V、W三相导线上，所述24V直流变压器（404）输入220V交流电，输出24V直流电，为所述振动传感器（401）、压力传感器（402）、钳形电流表（403）和PLC（406）供电，所述PLC（406）对所述2位4通电液比例换向阀（3102）进行控制，实现对所述液压马达（3103）启动和制动的控制，所述数据采集卡（405）采集来自所述振动传感器（401）、压力传感器（402）和钳形电流表（403）的信号并保存到PC端，所述24V直流变压器（404）、数据采集卡（405）和PLC（406）均安装在所述10mm钢板（108）上。
2.根据权利要求1所述的模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置，其特征在于，所述液压动力机构（2）还包括扶手（211），所述扶手（211）与所述油箱（202）连接。
模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置
技术领域
[0001] 本发明涉及掘进装备故障诊断技术领域，尤其涉及一种模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置。
背景技术
[0002] 目前，大多数煤矿仍然使用液压与电气联合驱动的悬臂式掘进装备作为巷道掘进的主要设备，其机械化、自动化、智能化水平是提高掘进效率的关键。掘进装备的工作对象是煤岩体，运输部与截割部都受到煤岩体的反作用力，容易造成液压、机械和电气等配件的故障，一旦掘进装备因故障而停机，势必会造成掘进工作面的停产，对掘进效率、生产效率和经济造成严重影响。转载运输环节也是制约掘进速度的主要因素之一，机械化运输作业线能力的发挥，需要设备的可靠性做保障，由于运输系统设备零部件多，容易出现故障，可靠性相对较低，任何一个机构都会直接影响运输系统的运转，而对掘进工作产生重大影响。
[0003] 掘进装备第一刮板运输机作为掘进装备主要的运输装置，其运输工作是由机、电、液相互配合作用实现的，所以掘进装备第一刮板运输机的异常工作状态可以体现掘进装备运输功能在机械机构、液压机构和电气机构的故障。
[0004] 目前掘进装备第一刮板运输机的大多数实验装置仅针对机械机构的轴承、齿轮和电气机构的电机进行单一故障信号单一测点的数据进行研究，针对多故障多测点融合故障数据的实验装置和研究较少。
发明内容
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置。所述的技术方案如下：
[0006] 一种模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置，其包括机架、液压动力机构、机械传动机构和控制与传感器机构，其中：所述机架为整个故障诊断实验装置的支撑主体部分，所述液压动力机构布置在所述机架下部内侧并用于为所述机械传动机构提供动力来源，所述机械传动机构安装在所述机架上部并用于与所述控制与传感器机构配合进行第一刮板运输机故障诊断的模拟，所述控制与传感器机构用于提供多测点传感器并对所述机械传动机构的运动进行控制。
[0007] 可选地，所述机架由不同长度的50*4方管型材、6.3#U型槽钢、8#U型槽钢、10#U型槽钢、56*56*4角钢、56*36*4角钢、4mm钢板、10mm钢板和万向脚轮组成，所述50*4方管型材、6.3#U型槽钢、8#U型槽钢、10#U型槽钢、56*56*4角钢、56*36*4角钢、4mm钢板和10mm钢板之间采用焊接的方法搭建并在与所述机械传动机构的连接部分钻孔用于螺栓连接，所述万向脚轮与所述10#U型槽钢之间采用螺栓连接。
[0008] 可选地，所述液压动力机构包括注油口、油箱、三相异步电机、齿轮油泵、出油过滤器、溢流阀、回油过滤器、压力表、油路块和金属液压管，所述油箱用于存放液压油，所述注油口与所述油箱连接并用于为所述油箱灌注液压油，所述三相异步电机为所述液压动力机构的原动件，所述三相异步电机安装于所述油箱上面并与所述齿轮油泵直连以驱动所述齿轮油泵工作，所述齿轮油泵的进油口与所述油箱通过所述金属液压管连接，液压油通过所述金属液压管进入所述齿轮油泵，所述齿轮油泵的出油口与所述出油过滤器的进油口通过所述金属液压管连接，所述出油过滤器的出油口与所述油路块的进油口通过所述金属液压管连接，所述油路块的压力控制口与所述溢流阀直连，所述溢流阀与所述压力表连接且其溢流压力通过所述压力表察看和调整，所述压力表并联在所述出油过滤器与所述溢流阀间的金属液压管上，所述油路块的泄油口与所述回油过滤器通过所述金属液压管连接，所述油路块的出油口与所述油路块的进油口在所述油路块内部联通，所述油路块的回油口与所述油路块的泄油口在所述油路块内部联通。
[0009] 可选地，所述机械传动机构由主动轴装置、从动轴装置和连接装置组成，所述主动轴装置包括尼龙液压管、2位4通电液比例换向阀、液压马达、行星轮减速器、减速器支架、刚性联轴器、深沟球轴承、主动轴、长套筒、短套筒和链轮，所述从动轴装置包括从动轴、编码器连接器、弹性联轴器、编码器、编码器支架、所述长套筒、所述深沟球轴承、所述短套筒和所述链轮，所述连接装置包括异形链条和金属横梁；
[0010] 所述主动轴装置为所述机械传动机构的动力输入装置，所述2位4通电液比例换向阀安装在所述机架的所述10mm钢板上，所述2位4通电液比例换向阀P口与所述油路块的出油口通过所述尼龙液压管连接，所述2位4通电液比例换向阀A口与所述液压马达的进油口通过所述尼龙液压管连接，所述液压马达的出油口与所述2位4通电液比例换向阀B口通过所述尼龙液压管连接，所述液压马达的泄油口与所述油路块的回油口通过所述尼龙液压管连接，所述2位4通电液比例换向阀为液压系统控制元件，控制液压系统执行元件的运动逻辑，所述液压马达为液压系统执行元件并用于为所述主动轴装置提供动力输入，所述液压马达与所述行星轮减速器直连，所述行星轮减速器与所述减速器支架通过螺栓连接，所述减速器支架与所述机架的8#U槽钢通过螺栓连接，所述行星轮减速器输出轴与所述主动轴轴端通过所述刚性联轴器连接以实现动力传递，所述主动轴的动力输入模拟掘进装备第一刮板运输机动力输入模式，故设计为双侧输入，则所述液压马达、行星轮减速器、刚性联轴器、减速器支架对称安装在所述主动轴两侧，所述2位4通电液比例换向阀A口与2个所述液压马达的进油口通过所述尼龙液压管连接时使用三通零件分流将液压油分别供给给2个所述液压马达，所述主动轴为简支梁结构，两侧使用所述深沟球轴承作为支撑部件，所述深沟球轴承与所述机架的6.3#U型槽钢通过螺栓连接，所述主动轴上安装2个所述链轮，使用键联接实现2个所述链轮的周向定位，使用所述长套筒实现2个所述链轮间的轴向定位，使用所述短套筒实现所述链轮与所述深沟球轴承间的轴向定位；
[0011] 所述从动轴装置为所述机械传动机构的从动装置，所述从动轴为简支梁结构，两侧使用所述深沟球轴承作为支撑部件，所述深沟球轴承与所述机架的6.3#U型槽钢通过螺栓连接，所述从动轴上安装2个所述链轮，使用键联接实现2个所述链轮的周向定位，使用所述长套筒实现2个所述链轮间的轴向定位，使用所述短套筒实现所述链轮与所述深沟球轴承间的轴向定位，所述从动轴一侧轴端进行螺纹孔结构加工与所述编码器连接器通过螺钉连接实现轴径的转换，所述编码器连接器与所述编码器通过所述弹性联轴器连接，实现所述从动轴转速的测量， 所述编码器与所述编码器支架通过螺钉连接，所述编码器支架与所述机架的6.3#U型槽钢通过螺栓连接；
[0012] 所述连接装置用于连接所述主动轴装置与所述从动轴装置，实现所述主动轴装置向所述从动轴装置传动的装置，2条所述异形链条分别连接所述主动轴装置与所述从动轴装置上的4个所述链轮，2条所述异形链条的链板呈矩形凸起且留有孔洞，所述金属横梁两端面开设螺纹孔，所述金属横梁与2条所述异形链条的链板通过螺钉连接，所述金属横梁与所述4mm钢板配合运动，以达到模拟掘进装备第一刮板运输机运行状态的目的。
[0013] 可选地，所述控制与传感器机构包括振动传感器、压力传感器、钳形电流表、24V直流变压器、数据采集卡和PLC，所述振动传感器有1个测点部署在所述减速器支架上，有1个测点部署在所述齿轮油泵顶面，有2个测点部署在2个所述行星轮减速器顶面，有4个测点部署在4个所述深沟球轴承轴承座顶面，所述压力传感器有2个测点分别部署在2个所述液压马达的进油口处，并联在所述尼龙液压管上，所述钳形电流表有3个测点分别部署在所述三相异步电机的U、V、W三相导线上，所述24V直流变压器输入220V交流电，输出24V直流电，为所述振动传感器、压力传感器、钳形电流表和PLC供电，所述PLC对所述2位4通电液比例换向阀进行控制，实现对所述液压马达启动和制动的控制，所述数据采集卡采集来自所述振动传感器、压力传感器和钳形电流表的信号并保存到PC端，所述24V直流变压器、数据采集卡和PLC均安装在所述10mm钢板上。
[0014] 可选地，所述液压动力机构还包括扶手，所述扶手与所述油箱连接。
[0015] 上述所有可选地技术方案均可任意组合，本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。
[0016] 借由上述方案，本发明的有益效果如下：
[0017] 1、本发明通过设置机架、液压动力机构、机械传动机构和控制与传感器机构，提供了一种能够对掘进装备第一刮板运输机工作过程中的故障类型进行模拟实验的装置，通过该装置模拟掘进装备第一刮板运输机工作过程中的各种故障的成本低，诊断范围广。通过设置液压动力机构、机械传动机构和控制与传感器机构来配合进行掘进装备第一刮板运输机机械部分、液压部分和电气部分的故障模拟，实现了根据掘进装备第一刮板运输机实际工作情况模拟故障，故障诊断结果准确可靠。
[0018] 2、本发明可应用的故障诊断方法多。本发明通过设置液压动力机构、机械传动机构和控制与传感器，并设置多种传感器种类和数量，不仅可以设置单一故障，还可以设置多种故障综合的运行状态，且传感器测点覆盖机械、液压和电气三个部分，部署分布广泛，数据类型多样，可完成多模态信息融合等故障诊断方法所需的数据采集任务。
[0019] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0020] 图1是本发明的结构示意图。
[0021] 图2是图1中机架的立体图。
[0022] 图3是图1中液压动力机构在一个视角下的立体图。
[0023] 图4是图1中液压动力机构在另一个视角下的立体图。
[0024] 图5是图1中机械传动机构的立体图。
[0025] 图6是图5的俯视图。
[0026] 图7是本发明中主动轴装置的剖面图。
[0027] 图8是本发明中从动轴装置的剖面图。
[0028] 图9是本发明中主动轴装置的局部放大图。
[0029] 图10是本发明中从动轴装置的局部放大图。
[0030] 图中：1‑机架，2‑液压动力机构，3‑机械传动机构，4‑控制与传感器机构，31‑主动轴装置，32‑从动轴装置，33‑连接装置，101‑50*4方管型材，102‑6.3#U型槽钢，103‑8#U型槽钢，104‑10#U型槽钢，105‑56*56*4角钢，106‑56*36*4角钢，107‑4mm钢板，108‑10mm钢板，109‑万向脚轮，201‑注油口，202‑油箱，203‑三相异步电机，204‑齿轮油泵，205‑出油过滤器，206‑溢流阀，207‑回油过滤器，208‑压力表，209‑油路块，210‑金属液压管，扶手‑211，
401‑振动传感器，402‑压力传感器，403‑钳形电流表，404‑24V直流变压器，405‑数据采集卡，406‑PLC，3101‑尼龙液压管，3102‑2位4通电液比例换向阀，3103‑液压马达，3104‑行星轮减速器，3105‑减速器支架，3106‑刚性联轴器，3107‑深沟球轴承，3108‑主动轴，3109‑长套筒，3110‑短套筒，3111‑链轮，3201‑从动轴，3202‑编码器连接器，3203‑弹性联轴器，
3204‑编码器，3205‑编码器支架，3301‑异形链条，3302‑金属横梁。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0032] 如图1所示，本发明提供的模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置，其包括机架1、液压动力机构2、机械传动机构3和控制与传感器机构，其中：所述机架1为整个故障诊断实验装置的支撑主体部分，所述液压动力机构2布置在所述机架1下部内侧并用于为所述机械传动机构3提供动力来源，所述机械传动机构3安装在所述机架1上部并用于与所述控制与传感器机构配合进行第一刮板运输机故障诊断的模拟，所述控制与传感器机构4用于对所述机械传动机构3的运动进行控制，并在本发明一种模拟掘进装备第一刮板运输机的故障诊断实验装置各测点上部署传感器。
[0033] 如图2所示，所述机架1由不同长度的50*4方管型材101、6.3#U型槽钢102、8#U型槽钢103、10#U型槽钢104、56*56*4角钢105、56*36*4角钢106、4mm钢板107、10mm钢板108和万向脚轮109组成，所述50*4方管型材101、6.3#U型槽钢102、8#U型槽钢103、10#U型槽钢104、56*56*4角钢105、56*36*4角钢106、4mm钢板107和10mm钢板108之间采用焊接的方法搭建并在与所述机械传动机构3的连接部分钻孔用于螺栓连接，所述万向脚轮109与所述10#U型槽钢104之间采用螺栓连接。万向脚轮109的设置使本发明具有灵活性和可移动性。
[0034] 如图3和图4所示，所述液压动力机构2包括注油口201、油箱202、三相异步电机203、齿轮油泵204、出油过滤器205、溢流阀206、回油过滤器207、压力表208、油路块209和金属液压管210，所述油箱202用于存放液压油，所述注油口201与所述油箱202连接并用于为所述油箱202灌注液压油，所述三相异步电机203为所述液压动力机构2的原动件，所述三相异步电机203安装于所述油箱202上面并与所述齿轮油泵204直连以驱动所述齿轮油泵204工作，所述齿轮油泵204的进油口与所述油箱202通过所述金属液压管210连接，液压油通过所述金属液压管210进入所述齿轮油泵204，所述齿轮油泵204的出油口与所述出油过滤器
205的进油口通过所述金属液压管210连接，使液压油在进入液压系统执行元件前进行过滤，保护液压系统执行元件，延长液压系统执行元件使用寿命，所述出油过滤器205的出油口与所述油路块209的进油口通过所述金属液压管210连接，所述油路块209的压力控制口与所述溢流阀206直连，所述溢流阀206为液压系统的压力保持原件，起到控制液压系统压力，保护液压系统执行元件的作用，所述溢流阀206与所述压力表208连接且其溢流压力通过所述压力表208察看和调整，所述压力表208并联在所述出油过滤器205与所述溢流阀206间的金属液压管210上，所述油路块209的泄油口与所述回油过滤器207通过所述金属液压管210连接，对经过液压系统执行元件的液压油进行过滤，保证所述油箱202内液压油的清洁度，所述油路块209的出油口与所述油路块209的进油口在所述油路块209内部联通，所述油路块209的回油口与所述油路块209的泄油口在所述油路块209内部联通。
[0035] 液压动力机构2为本发明的动力部分，液压油由注油口201注入油箱202，三相异步电机203由电力驱动运转，三相异步电机203驱动齿轮油泵204工作，将液压油从油箱202泵出供给给液压系统。为保证液压系统和油箱202中液压油清洁度，液压油从油箱202进入液压系统时要经过出油过滤器205过滤，从液压系统回到油箱202时要经过回油过滤器207过滤。液压系统的压力保护由溢流阀206实现，溢流阀206在控制液压系统压力时，通过压力表208读数调节。油路块209内有两条通路，一条连接液压系统供油管路，一条连接液压系统回油管路，液压动力部分2中油箱202、齿轮油泵204、出油过滤器205、溢流阀206、回油过滤器
207、压力表208和油路块209之间通过金属液压管210连接。油路块209有两条通路，一条是出油口与进油口内部联通，另一条是回油口与泄油口内部联通。
[0036] 如图5至图10所示，所述机械传动机构3由主动轴装置31、从动轴装置32和连接装置33组成，所述主动轴装置31包括尼龙液压管3101、2位4通电液比例换向阀3102、液压马达3103、行星轮减速器3104、减速器支架3105、刚性联轴器3106、深沟球轴承3107、主动轴
3108、长套筒3109、短套筒3110和链轮3111，所述从动轴装置32包括从动轴3201、编码器连接器3202、弹性联轴器3203、编码器3204、编码器支架3205、所述长套筒3109、所述深沟球轴承3107、所述短套筒3110和所述链轮3111，所述连接装置33包括异形链条3301和金属横梁
3302。
[0037] 所述主动轴装置31为所述机械传动机构3的动力输入装置，所述2位4通电液比例换向阀3102安装在所述机架1的所述10mm钢板108上，所述2位4通电液比例换向阀3102P口与所述油路块209的出油口通过所述尼龙液压管3101连接，所述2位4通电液比例换向阀3102A口与所述液压马达3103的进油口通过所述尼龙液压管3101连接，所述液压马达3103的出油口与所述2位4通电液比例换向阀3102B口通过所述尼龙液压管3101连接，所述液压马达3103的泄油口与所述油路块209的回油口通过所述尼龙液压管3101连接，所述2位4通电液比例换向阀3102为液压系统控制元件，控制液压系统执行元件的运动逻辑，所述液压马达3103为液压系统执行元件并用于为所述主动轴装置31提供动力输入，所述液压马达
3103与所述行星轮减速器3104直连，实现传动比i=32的减速传动，使所述机械传动机构3的运转速度达到要求的48r/min，所述行星轮减速器3104与所述减速器支架3105通过螺栓连接，所述减速器支架3105与所述机架1的8#U槽钢103通过螺栓连接，所述行星轮减速器3104输出轴与所述主动轴3108轴端通过所述刚性联轴器3106连接以实现动力传递，所述主动轴
3108的动力输入模拟掘进装备第一刮板运输机动力输入模式，故设计为双侧输入，则所述液压马达3103、行星轮减速器3104、刚性联轴器3106、减速器支架3105对称安装在所述主动轴3108两侧，所述2位4通电液比例换向阀3102A口与2个所述液压马达3103的进油口通过所述尼龙液压管3101连接时使用三通零件分流将液压油分别供给给2个所述液压马达3103，所述主动轴3108为简支梁结构，两侧使用所述深沟球轴承3107作为支撑部件，所述深沟球轴承3107与所述机架1的6.3#U型槽钢102通过螺栓连接，所述主动轴3108上安装2个所述链轮3111，使用键联接实现2个所述链轮3111的周向定位，使用所述长套筒3109实现2个所述链轮3111间的轴向定位，使用所述短套筒3110实现所述链轮3111与所述深沟球轴承3107间的轴向定位。
[0038] 具体地，齿轮油泵204将液压油泵出油箱202，为液压马达3103提供产生动力所需的液压油，行星轮减速器3104传动比i=32，对主动轴装置31输入转速进行降低，以达到要求转速48r/min，提高扭矩，并将动力向后传递，行星轮减速器3104输出动力通过刚性联轴器3106传递给主动轴3108，完成机械传动机构3的驱动。
[0039] 所述从动轴装置32为所述机械传动机构3的从动装置，结构与所述主动轴装置31相似，所述从动轴3201为简支梁结构，两侧使用所述深沟球轴承3107作为支撑部件，所述深沟球轴承3107与所述机架1的6.3#U型槽钢102通过螺栓连接，所述从动轴3201上安装2个所述链轮3111，使用键联接实现2个所述链轮3111的周向定位，使用所述长套筒3109实现2个所述链轮3111间的轴向定位，使用所述短套筒3110实现所述链轮3111与所述深沟球轴承3107间的轴向定位，使主动轴装置31的2个链轮3111与从动轴装置32的2个链轮3111位置对齐，并且从动轴装置32安装高度低于主动轴装置31，使主动轴3108与从动轴3201所在平面与水平面呈10°夹角，以模拟掘进装备第一刮板运输机的实际布置位置，从动轴3201一侧轴端进行螺纹孔结构加工与编码器连接器3202通过螺钉联接；所述从动轴3201一侧轴端进行螺纹孔结构加工与所述编码器连接器3202通过螺钉连接实现轴径的转换，所述编码器连接器3202与所述编码器3204通过所述弹性联轴器3203连接，实现所述从动轴3201转速的测量， 所述编码器3204与所述编码器支架3205通过螺钉连接，所述编码器支架3205与所述机架1的6.3#U型槽钢102通过螺栓连接。
[0040] 所述连接装置33用于连接所述主动轴装置31与所述从动轴装置32，实现所述主动轴装置31向所述从动轴装置32传动的装置，2条所述异形链条3301分别连接所述主动轴装置31与所述从动轴装置32上的4个所述链轮3111，2条所述异形链条3301的链板呈矩形凸起且留有孔洞，所述金属横梁3302两端面开设螺纹孔，所述金属横梁3302与2条所述异形链条3301的链板通过螺钉连接，所述金属横梁3302与所述4mm钢板107配合运动产生滑动摩擦，以达到模拟掘进装备第一刮板运输机运行状态的目的。
[0041] 进一步地，所述控制与传感器机构包括振动传感器401、压力传感器402、钳形电流表403、24V直流变压器404、数据采集卡405和PLC406，所述振动传感器401有1个测点部署在所述减速器支架3105上，有1个测点部署在所述齿轮油泵204顶面，有2个测点部署在2个所述行星轮减速器3104顶面，有4个测点部署在4个所述深沟球轴承3107轴承座顶面，所述压力传感器402有2个测点分别部署在2个所述液压马达3103的进油口处，并联在所述尼龙液压管3101上，所述钳形电流表403有3个测点分别部署在所述三相异步电机203的U、V、W三相导线上，所述24V直流变压器404输入220V交流电，输出24V直流电，为所述振动传感器401、压力传感器402、钳形电流表403和PLC406供电，所述PLC406对所述2位4通电液比例换向阀3102阀芯位置进行控制，实现对所述液压马达3103启动和制动的控制，所述数据采集卡405采集来自所述振动传感器401、压力传感器402和钳形电流表403的信号并保存到PC端，所述
24V直流变压器404、数据采集卡405和PLC406均安装在所述10mm钢板108上。
[0042] 可选地，所述液压动力机构2还包括扶手211，所述扶手211与所述油箱202连接，以便于推移所述液压动力机构2。
[0043] 本发明运转时，首先，启动三相异步电机203，驱动所述齿轮油泵204将所述油箱202中的液压油供给给液压系统；然后，向所述24V直流变压器404提供220V交流电，驱动所述控制与传感器机构，通过所述PLC406控制所述2位4通电液比例换向阀3102，使所述液压马达3103向所述主动轴装置31提供动力，令所述机械传送机构3工作；最后，PC端控制所述数据采集卡405从所述振动传感器401、压力传感器402和钳形电流表403采集信号，完成本发明一种状态下的数据采集。当数据采集完成后，首先通过所述PLC406控制所述2位4通电液比例换向阀3102停止所述液压马达3103工作，然后停止对所述24V直流变压器404供给电力，使所述控制与传感器机构停止工作，最后停止所述三相异步电机303的电力供给，使所述液压动力机构2停止向所述机械传动机构3提供动力。
[0044] 为便于理解本发明，下面举一些例子来说明本发明的具体使用方法：
[0045] 例如，在进行机械部分故障的模拟时，可进行如下设置：对减速器支架3105与机架1的8#U槽钢103之间的螺栓联接进行松动设置，通过在加速器支架3105处部署的振动传感器401和数据采集卡405进行故障信号采集；再例如：可将异形链条3301与金属横梁3302之间的螺钉连接进行松动设置，模拟掘进装备第一刮板运输机的刮板与链条松动的故障，通过深沟球轴承3107上部署的振动传感器401和数据采集卡405进行故障信号采集。
[0046] 例如，在进行电气部分故障的模拟时，可进行如下设置：将三相异步电机203的定子绕组剪断，通过 部署在定子绕组上的三个钳形电流表403测量定子绕组的三相电流，通过数据采集卡405进行故障信号采集。
[0047] 例如，在进行液压部分故障的模拟时，可进行如下设置：对液压马达3103内部结构进行微量破坏，通过液压马达3103顶部部署的振动传感器401和数据采集卡405进行故障信号采集；再例如：对液压马达3103进油口连接的尼龙液压管3101内部的O型密封圈进行破坏，模拟掘进装备第一刮板运输机的液压系统渗油故障，通过压力传感器402和数据采集卡405进行故障信号采集。
[0048] 本发明根据掘进装备第一刮板运输机工作原理进行结构简化，提高故障诊断经济性。同时，本发明可根据掘进装备第一刮板运输机实际工作情况，同时设置机械部分、液压部分和电气部分的故障，传感器测点覆盖机械、液压和电气三个部分，部署分布广泛，数据类型多样，不仅可满足单一故障单一测点数据的故障诊断需求，还可完成多故障多模态信息融合等故障诊断方法所需的数据采集任务，相较于目前故障诊断实验装置仅针对机械部分轴承、齿轮或电气部分电机故障的单一故障单一测点的局限性，本发明更具有创新性、通用性和可扩展性。
[0049] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
