[实用新型]立井凿井井架模型试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及钢结构井架的试验系统，具体是一种立井凿井井架模型试验系统。

背景技术

随着目前矿井开采深度和井筒直径的不断加大，超千米立井的数量不断增多，原有的定型立井凿井井架已经不能满足使用要求，必须进行大型立井凿井井架的选型和设计。为了适应凿井装备的发展，提高凿井时的凿井速度以及生产时的生产效率，大型立井凿井井架的悬吊能力和提升能力必须得到提高，这就对井架的承载能力和安全性能提出了更高的要求。由于我国目前尚没有关于立井凿井井架的设计规范，实验室中的模拟试验是大型立井凿井井架设计定型的必须环节。而大型立井凿井井架属于矿山特种结构，特种结构由于工作荷载的不确定性、工作条件的特殊性等方面因素，必须开展相关的试验研究，确保产品研发的成功。建立实验室的大型立井凿井井架模拟试验系统，充分考虑立井凿井井架结构受力特点，最不利的工况组合，复杂的应用条件等因素，对井架的设计计算成果进行验证，是大型立井凿井井架研究的必要内容。构建大型立井凿井井架模型试验系统，可以实现对井架结构试验的加载稳定控制、断绳荷载控制等试验控制工作，同时实现试验中的变形、荷载、应变等参数的自动测试，有利于特种结构理论和试验研究工作的不断深入和发展。现有技术缺少能够准确分析立井井架模型的试验系统。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种立井凿井井架模型试验系统，能便捷地实现对立井井架模型进行各种工况下受力的加载，并能实时监测试验中的变形、荷载、应变等参数，可实现对立井井架模型结构加载试验、断绳荷载试验的稳定控制，有利于特种结构理论和试验研究工作的不断深入和发展。

本实用新型提供一种立井凿井井架模型试验系统，包括立井井架模型，钢结构台架系统、加载系统和采集系统，所述立井井架模型为平顶四棱锥体，其顶端设有至少一个天轮平台，所述天轮平台上设有至少两个相互对称的天轮Ⅰ和天轮Ⅱ；

所述钢结构台架系统主要由立柱、边角底座和中心基座组成，所述边角底座包括第一底座、第二底座、第三底座和第四底座，上述四个底座呈方形地分布在立井井架模型的四个底脚处，所述中心基座设置在四个底座的中心区域并分别与四个底座固定连接，所述四个底座所形成方形的四个边与立井井架模型的四个底边相互平行，所述立柱包括立柱Ⅰ、立柱Ⅱ、立柱Ⅲ和立柱Ⅳ，所述立柱Ⅰ和立柱Ⅲ相互对称的设置在第一底座和第三底座上，所述立柱Ⅱ和立柱Ⅳ相互对称的设置在第二底座和第四底座上，所述立柱Ⅰ的上部和立柱Ⅱ的上部之间、立柱Ⅲ的上部和立柱Ⅳ的上部之间各至少设有一根第一水平支撑，所述立柱Ⅰ的上部和立柱Ⅲ的上部之间、立柱Ⅱ的上部和立柱Ⅳ的上部之间各设有至少一根第一上横梁，所述立柱Ⅰ的下部和立柱Ⅲ的下部之间、立柱Ⅱ的下部和立柱Ⅳ的下部之间各设有至少一个下横梁；

所述加载系统主要包括至少一根钢丝绳Ⅰ、至少一根钢丝绳Ⅱ、至少一根拉力传感器Ⅰ、至少一根拉力传感器Ⅱ、至少一个转向器Ⅰ和至少一个转向器Ⅱ，所述转向器Ⅰ设置在立柱Ⅰ和立柱Ⅲ之间的第一上横梁上，所述转向器Ⅱ设置在立柱Ⅱ和立柱Ⅳ之间的第一上横梁上，所述钢丝绳Ⅰ的一端固定在中心基座上，其另一端从立井井架模型中穿过后依次绕过天轮Ⅰ、转向器Ⅰ并与位于立柱Ⅰ和立柱Ⅲ之间的下横梁上的紧绳器Ⅰ连接；所述钢丝绳Ⅱ的一端固定在中心基座上，其另一端从立井井架模型中穿过后依次绕过天轮Ⅱ、转向器Ⅱ并与位于立柱Ⅱ和立柱Ⅳ之间的下横梁上的紧绳器Ⅱ连接，所述拉力传感器Ⅰ、拉力传感器Ⅱ分别设置在钢丝绳Ⅰ、钢丝绳Ⅱ上，所述拉力传感器Ⅰ位于天轮Ⅰ和中心基座之间，所述拉力传感器位于天轮Ⅱ和中心基座之间；

所述采集系统包括数据采集仪，应变传感器和位移传感器，所述应变传感器和位移传感器均设置在立井井架模型上，所述数据采集仪用于接收来自于应变传感器和位移传感器的信号。

作为本发明的改进，还包括立柱Ⅴ、立柱Ⅵ、立柱Ⅶ和立柱Ⅷ，所述立柱Ⅴ和立柱Ⅵ相互对称的设置在第一底座和第二底座上，所述立柱Ⅶ和立柱Ⅷ相互对称的设置在第三底座和第四底座上，所述立柱Ⅴ的上部和立柱Ⅶ的上部之间、立柱Ⅵ的上部和立柱Ⅷ的上部之间各至少设有一根第二水平支撑，所述立柱Ⅴ的上部和立柱Ⅵ的上部之间、立柱Ⅶ的上部和立柱Ⅷ的上部之间各设有至少一根第二上横梁，所述立柱Ⅴ的下部和立柱Ⅵ的下部之间、立柱Ⅶ的下部和立柱Ⅷ的下部之间各设有至少一根下横梁。

作为本发明的进一步改进，所述立柱Ⅰ和第一底座之间、立柱Ⅴ和第一底座之间、立柱Ⅱ和第二底座之间、立柱Ⅵ和第二底座之间、立柱Ⅲ和第三底座之间、立柱Ⅶ和第三底座之间、立柱Ⅳ和第四底座之间、立柱Ⅷ和第四底座之间均设有斜支撑。