[發明專利]變地壓巷道掘進負載實驗臺

有效

• 申請號: 201610634337.7
• 申請日: 2016-08-05
• 公開（公告）號: CN106323750B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 郭辰光;張鵬;李源
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 方星星

一種變地壓巷道掘進負載實驗臺，包括底板，底板上設置有模擬巖壁組件，模擬巖壁組件的底部通過支撐機構撐起，模擬巖壁組件的一側設有液壓缸推進機構對其進行加載，另一側設有掘進截割推進機構對其進行截割，以對掘進機在變地壓圍巖掘進過程中的運行負載工況進行相似性實驗，對掘進截割裝備在掘進過程中的負載動力特性進行研究，實現掘進截割推進機構在負載掘進過程中力傳遞特性的定性分析，對變化載荷工作情況下掘進機的動力學分析設計方案進行驗證。

技術領域

本發明涉及煤炭開采巷道掘進工程技術領域，特別是涉及一種變地壓巷道掘進負載實驗臺。

背景技術

在煤礦巷道快速掘進施工作業中，掘進機在掘進過程中，地質層由于巖體密度、巷道掘進深度、地質條件特性的變化，掘進工作面地應力載荷分布和大小會發生突變，掘進面圍巖地應力顯著變化，容易造成掘進機堵轉，掘進作業速度緩慢等現象，嚴重影響礦井的建設速度。為了避免掘進機在掘進過程中面對變地壓圍巖作業時的故障率高、可靠性差、效率低下等問題，需要對掘進機在圍巖掘進截割過程中由于地應力變化引起的整機動力學特性進行系統測試，這就必須考慮掘進機在不同地應力圍巖工作面截割過程中的力傳遞特性，對掘進機進行動力學方案設計。

要完成對掘進機的受力負載特性分析，需要在實驗室內開展掘進機掘進過程的受力負載相似性實驗，測試其在不同的地質條件下，當地應力發生變化時，變地壓載荷模擬加載機構三向力傳感器的壓力變化數據、截割減速機工作時的溫度變化數據和掘進機截割電機的扭矩變化數據等。因此，開發一種適用于變地壓巷道快速掘進的掘進機截割負載特性測試實驗平臺對煤機生產企業的掘進機整機變地壓掘進動力學測試具有重要意義。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種可以對掘進機在變地壓圍巖掘進過程中的運行負載工況進行相似性實驗，對掘進截割裝備在掘進過程中的負載動力特性進行研究的變地壓巷道掘進負載實驗臺。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種變地壓巷道掘進負載實驗臺，包括底板，所述底板上設置有模擬巖壁組件，所述模擬巖壁組件的底部通過支撐機構撐起，所述模擬巖壁組件的一側設有液壓缸推進機構，所述液壓缸推進機構包括鉸接于立柱上的第一液壓缸，所述立柱固定于所述底板，所述第一液壓缸的伸出端通過第一球面支撐組件抵持于所述模擬巖壁組件的端面，所述模擬巖壁組件與所述第一球面支撐組件之間設有第一三向力傳感器，所述模擬巖壁組件的另一側設有掘進截割推進機構，所述掘進截割推進機構包括行走組件和截割組件，所述行走組件包括固定于所述底板上的底座，所述底座上設有齒條，所述齒條上方設有齒輪與所述齒條相嚙合，所述齒輪被第一電機驅動，所述齒輪的齒輪軸固定在移動座上，通過所述第一電機驅動所述齒輪沿所述齒條移動，帶動所述移動座相對所述底座移動，所述截割組件設置于所述移動座上，所述截割組件包括用于截割所述模擬巖壁組件的截割頭，所述截割頭遠離所述模擬巖壁組件的一側連接于減速機，所述減速機上設有溫度傳感器，所述減速機的末端連接于第二電機，所述第二電機與所述減速機之間設有扭矩傳感器，通過所述第二電機帶動所述截割頭轉動截割，所述截割組件與所述行走組件之間設有舉伸液壓缸，所述舉伸液壓缸的一端鉸接于所述減速機，另一端鉸接于所述移動座。

進一步，所述模擬巖壁組件包括圓柱體實驗巖壁和盛裝所述實驗巖壁的圓筒狀金屬外殼體，所述實驗巖壁由水泥、巖體、煤樣、樹脂、固化劑與水按特定比例攪拌均勻澆筑凝結于所述金屬外殼體內。

進一步，所述金屬外殼體上方設有吊耳，用于將所述模擬巖壁組件吊裝到對應位置。

進一步，所述第一球面支撐組件包括連接于所述第一液壓缸端部的第一球面支撐件，以及連接于所述第一三向力傳感器一端的第一球面支撐座，所述第一三向力傳感器的另一端連接于所述模擬巖壁組件的端面，所述第一球面支撐件設置于所述第一球面支撐座內。