[发明专利]一种具有初撑力的采煤工作面物理相似模拟支架

摘要

本发明公开了一种具有初撑力的采煤工作面物理相似模拟支架，包括支架骨架、支架立柱、测力传感系统以及显示表；支架骨架包括底座、连杆、掩护板以及顶护板；测力传感系统固定于支架骨架内的底座上；测力传感器系统通过信号传输线与显示表电连接；支架立柱为长度可调的伸缩立柱，支架立柱的下端与测力传感系统的上板面固定，支架立柱的上端与支架骨架的顶护板的下表面固定。本发明提供的具有初撑力的物理相似模拟支架能够提高试验精度，能更真实地模拟工程现场、实现结果的可靠性。

主权项

1.一种具有初撑力的采煤工作面物理相似模拟支架，其特征在于，包括支架骨架(1)、支架立柱(2)、测力传感系统(3)以及显示表(4)；所述支架骨架(1)包括底座(1‑3)、连杆(1‑2)、掩护板(1‑1)以及顶护板(1‑4)，所述底座(1‑3)与连杆(1‑2)的下端固定连接，连杆(1‑2)的上端与掩护板(1‑1)固定连接，掩护板(1‑1)与顶护板(1‑4)之间相连接，且顶护板(1‑4)可在垂直方向上下调节其位置；所述测力传感系统(3)固定于支架骨架(1)内的底座(1‑3)表面，测力传感系统(3)包括上板面(3‑2)、下板面(3‑5)以及固定于上、下板面(3‑2、3‑5)之间的测力传感器(3‑1)，所述测力传感器(3‑1)通过信号传输线与显示表(4)电连接；该测力传感系统是利用电阻应变式称重传感器原理，上板面与下板面设为悬空结构，测力传感系统在压力的作用下产生弹性形变，使传感器弹性体的应变片随之发生形变，引起电阻的变化，从而输出与压力成线性正比的电信号；所述上板面(3‑2)设于测力传感器(3‑1)的上表面，且与测力传感器(3‑1)之间设有上垫片(3‑3)；所述下板面(3‑5)设于测力传感器(3‑1)的下表面，且与测力传感器(3‑1)之间设有下垫片(3‑6)；所述支架立柱(2)为长度可调的伸缩立柱，支架立柱(2)的下端与测力传感系统(3)的上板面(3‑2)固定，支架立柱(2)的上端与支架骨架(1)的顶护板(1‑4)的下表面固定；所述支架立柱(2)包括头部(2‑1)、螺杆(2‑2)、螺母(2‑3)以及套筒(2‑4)，所述头部(2‑1)固定于螺杆(2‑2)的下端，螺杆(2‑2)上螺纹连接螺母(2‑3)，螺母(2‑3)上方的螺杆(2‑2)上套接所述套筒(2‑4)，且螺母(2‑3)对套筒(2‑4)形成向上的支撑；所述头部(2‑1)焊接于测力传感系统(3)的上板面(3‑2)上，所述套筒(2‑4)的上端焊接于支架骨架(1)的顶护板(1‑4)的下表面；所述支架立柱(2)的数量为2个；将螺母安在螺杆上，当螺母向下旋进时，套筒随之下降，此时模拟支架的降柱过程；螺母向上旋出时，套筒随之上升，此时模拟支架的升柱过程；从而实现了通过调节螺母达到支架初撑力的目的；所述掩护板(1‑1)与水平面呈夹角状，掩护板(1‑1)包括掩护梁以及设于掩护梁上的掩护梁侧护板，所述连杆(1‑2)与掩护梁相固定；所述顶护板(1‑4)与水平面平行，顶护板(1‑4)包括顶梁以及设于顶梁上的顶梁护板；所述掩护板(1‑1)与顶护板(1‑4)之间的具体连接结构是：所述掩护板(1‑1)上端的两侧开设有螺孔，螺孔内螺纹连接有螺栓(1‑5)，所述顶护板(1‑4)的两侧分别设有垂直于顶护板(1‑4)板面的侧护板(6)，侧护板(6)上开设有调节孔(1‑7)，所述螺栓(1‑5)穿过调节孔(1‑7)并以螺帽(1‑6)紧固；所述底座高度2mm，测力传感器系统高度20.7mm，支架立柱高度35‑45mm，顶护板高度2mm，模拟支架总高度为59.7‑69.7mm；所述螺杆直径10mm；套筒长度为20mm，壁厚1.5mm，外径15mm，内径12mm；所述显示表(4)包括壳体，壳体内设有控制器，壳体上设有显示屏；测力传感器(3‑1)通过信号传输线与控制器电连接，控制器与显示屏电连接。