[發明專利]一種硬巖掘進刀盤截割過程中的巖石夾具及測力裝置

在審

• 申請號: 202111180503.8
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN115961969A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 郭辰光;王超越;王新宇;岳海濤;李強
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21D9/10
• 分類號: E21D9/10;E21D9/00;E21F17/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種硬巖掘進刀盤截割過程中的巖石夾具及測力裝置，所述夾具包括整體的龍門固定臺、巖石支撐臺、力傳感器和傳感系統信號處理器，龍門固定臺包括主體結構和左、右、上六個頂絲螺栓，通過螺栓與地面進行固定。巖石支撐臺包括內外襯板，力傳感器設置在內襯板與外襯板之間，通過螺栓使得其整體相連接。通過獲取刀盤在截割硬巖過程中三個方向力的信息，為定量的評價巖石截割特性、深入研究巖石的截割機理、合理選擇與使用掘進機和刀盤結構等提供重要的依據。本發明具有安裝難度低、試驗效率高、勞動強度低的特點。

技術領域

本發明屬于煤炭機械技術領域，涉及到一種巖石夾具裝置，具體涉及一種刀盤截割巖石測力裝置。

背景技術

合理的選擇掘進機的型號和刀盤的結構，對掘進機的工作效率和刀盤的壽命有一定的影響。掘進機在工作的過程中的實際工作效率受到眾多的因素影響，如刀盤的結構，刀盤的材料，巖石的種類，掘進機主軸的轉速、擺臂速度、進刀量，以及周圍環境等諸多因素等。由于在不同的井巷和不同的巖層的巖石性質都有所不同，且巖石在截割的過程中破碎都是隨機的，因此掘進機在截割過程中所受的力也不同。能夠準確的測量截割力，可以獲得刀盤在巖石截割過程中的大量信息，從而可以評定巖石的截割機理、巖石的截割特性、合理的選擇刀盤的結構、合理的使用掘進機等提供重要的依據。

某些測量刀盤截割過程中的截割力裝置的傳感器存在兩大問題：不能測三向截割分力，多數僅能測主截割力，個別可測主截割力和徑向力；動態特性差，數據失真較大。巖石截割力的力幅變動大、頻率較高的隨機動態力，須用動態性能好、靈敏度高的力傳感器測量，由此獲得刀盤的截割力。

發明內容

為了提高現有的技術水平，本發明提供一種硬巖掘進刀盤截割過程中的巖石夾具及測力裝置，使用該測量裝置，可以獲得刀盤在截割巖石的過程中的受力信息，為了深入研究巖石的截割機理、定量評價巖石的截割特性、合理的選擇刀盤的結構、合理的使用掘進機等提供重要的依據，進而提高企業的生產效率和經濟效益。

本發明的技術方案是：一種硬巖掘進刀盤截割過程中的巖石夾具及測力裝置，所述夾具及測力裝置包括整體的龍門固定臺、巖石支撐臺、單向作用力傳感器和傳感系統信號處理器。

所述龍門固定臺整體結構主要起到保證結構穩定，放置巖石支撐臺的作用，整體結構為一個鋼架實體，左右立柱和上橫梁均有螺紋孔，在其底板上通過開孔使得與地面螺栓相連接。

所述龍門固定臺頂絲螺栓主要起到刀盤截割時夾緊巖石支撐臺防止巖石脫落的作用，其分別布置其左、右、上三面，與龍門固定臺上的螺紋孔連接，同時當安裝巖石支撐臺時，能夠保證巖石的夾緊固定。

所述巖石支撐臺起到支撐巖石的作用，保證刀盤截割位置位于巖石中心，由內襯板、外襯板、保護襯板、單向作用力傳感器組成。

所述的內襯板由三塊獨立的襯板組成，主要負責構成三個平面，與巖石的三個表面相接觸，所述的外襯板由左襯板、后襯板和下襯板組成，主要負責與龍門固定臺連接，三塊襯板通過螺栓進行連接，所述的保護襯板尺寸略小于傳感器，主要負責保護單向作用力傳感器。

所述的單向作用力傳感器通過內部應變片彈性形變的方式采集壓力，3個壓力傳感器分別安裝在內襯板和外襯板之間，通過螺栓進行連接。

所述的傳感系統信號處理器是由變送器、數據采集卡、PC端上位機組成，是將單向作用力傳感器采集的信號通過配套變送器將其轉化為既定的電壓信號，通過對數據采集卡設定對應的量程范圍將電壓信號轉化為數字信號，并在PC端上位機上呈現。

本發明有如下積極的效果：本發明的硬巖掘進刀盤截割過程中的巖石夾具及測力裝置能夠穩定的固定住巖石，并且測量截割過程中的三維力的信息，準確的測量截割力，可以獲得刀盤截割在巖石過程中的大量力的信息，從而可以評定巖石的截割機理、巖石的截割特性、合理的選擇刀盤的結構、合理的使用掘進機等提供重要的依據。

附圖說明