立井鑿井井架模型試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋼結構井架的試驗系統(tǒng)，具體是一種立井鑿井井架模型試驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著目前礦井開采深度和井筒直徑的不斷加大，超千米立井的數(shù)量不斷增多，原有的定型立井鑿井井架已經(jīng)不能滿足使用要求，必須進行大型立井鑿井井架的選型和設計。為了適應鑿井裝備的發(fā)展，提高鑿井時的鑿井速度以及生產(chǎn)時的生產(chǎn)效率，大型立井鑿井井架的懸吊能力和提升能力必須得到提高，這就對井架的承載能力和安全性能提出了更高的要求。由于我國目前尚沒有關于立井鑿井井架的設計規(guī)范，實驗室中的模擬試驗是大型立井鑿井井架設計定型的必須環(huán)節(jié)。而大型立井鑿井井架屬于礦山特種結構，特種結構由于工作荷載的不確定性、工作條件的特殊性等方面因素，必須開展相關的試驗研宄，確保產(chǎn)品研發(fā)的成功。建立實驗室的大型立井鑿井井架模擬試驗系統(tǒng)，充分考慮立井鑿井井架結構受力特點，最不利的工況組合，復雜的應用條件等因素，對井架的設計計算成果進行驗證，是大型立井鑿井井架研宄的必要內(nèi)容。構建大型立井鑿井井架模型試驗系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對井架結構試驗的加載穩(wěn)定控制、斷繩荷載控制等試驗控制工作，同時實現(xiàn)試驗中的變形、荷載、應變等參數(shù)的自動測試，有利于特種結構理論和試驗研宄工作的不斷深入和發(fā)展?，F(xiàn)有技術缺少能夠準確分析立井井架模型的試驗系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種立井鑿井井架模型試驗系統(tǒng)，能便捷地實現(xiàn)對立井井架模型進行各種工況下受力的加載，并能實時監(jiān)測試驗中的變形、荷載、應變等參數(shù)，可實現(xiàn)對立井井架模型結構加載試驗、斷繩荷載試驗的穩(wěn)定控制，有利于特種結構理論和試驗研宄工作的不斷深入和發(fā)展。
[0004]本實用新型提供一種立井鑿井井架模型試驗系統(tǒng)，包括立井井架模型，鋼結構臺架系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和采集系統(tǒng)，所述立井井架模型為平頂四棱錐體，其頂端設有至少一個天輪平臺，所述天輪平臺上設有至少兩個相互對稱的天輪I和天輪II ;
[0005]所述鋼結構臺架系統(tǒng)主要由立柱、邊角底座和中心基座組成，所述邊角底座包括第一底座、第二底座、第三底座和第四底座，上述四個底座呈方形地分布在立井井架模型的四個底腳處，所述中心基座設置在四個底座的中心區(qū)域并分別與四個底座固定連接，所述四個底座所形成方形的四個邊與立井井架模型的四個底邊相互平行，所述立柱包括立柱
1、立柱I1、立柱III和立柱IV，所述立柱I和立柱III相互對稱的設置在第一底座和第三底座上，所述立柱II和立柱IV相互對稱的設置在第二底座和第四底座上，所述立柱I的上部和立柱II的上部之間、立柱III的上部和立柱IV的上部之間各至少設有一根第一水平支撐，所述立柱I的上部和立柱III的上部之間、立柱II的上部和立柱IV的上部之間各設有至少一根第一上橫梁，所述立柱I的下部和立柱III的下部之間、立柱II的下部和立柱IV的下部之間各設有至少一個下橫梁；
[0006]所述加載系統(tǒng)主要包括至少一根鋼絲繩1、至少一根鋼絲繩I1、至少一根拉力傳感器1、至少一根拉力傳感器I1、至少一個轉(zhuǎn)向器I和至少一個轉(zhuǎn)向器II，所述轉(zhuǎn)向器I設置在立柱I和立柱III之間的第一上橫梁上，所述轉(zhuǎn)向器II設置在立柱II和立柱IV之間的第一上橫梁上，所述鋼絲繩I的一端固定在中心基座上，其另一端從立井井架模型中穿過后依次繞過天輪1、轉(zhuǎn)向器I并與位于立柱I和立柱III之間的下橫梁上的緊繩器I連接；所述鋼絲繩II的一端固定在中心基座上，其另一端從立井井架模型中穿過后依次繞過天輪
I1、轉(zhuǎn)向器II并與位于立柱II和立柱IV之間的下橫梁上的緊繩器II連接，所述拉力傳感器1、拉力傳感器II分別設置在鋼絲繩1、鋼絲繩II上，所述拉力傳感器I位于天輪I和中心基座之間，所述拉力傳感器位于天輪II和中心基座之間；
[0007]所述采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集儀，應變傳感器和位移傳感器，所述應變傳感器和位移傳感器均設置在立井井架模型上，所述數(shù)據(jù)采集儀用于接收來自于應變傳感器和位移傳感器的信號。
[0008]作為本發(fā)明的改進，還包括立柱V、立柱V1、立柱VE和立柱麗，所述立柱V和立柱VI相互對稱的設置在第一底座和第二底座上，所述立柱Vn和立柱VID相互對稱的設置在第三底座和第四底座上，所述立柱V的上部和立柱VE的上部之間、立柱VI的上部和立柱VID的上部之間各至少設有一根第二水平支撐，所述立柱V的上部和立柱VI的上部之間、立柱VE的上部和立柱VID的上部之間各設有至少一根第二上橫梁，所述立柱V的下部和立柱VI的下部之間、立柱VE的下部和立柱VID的下部之間各設有至少一根下橫梁。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述立柱I和第一底座之間、立柱V和第一底座之間、立柱II和第二底座之間、立柱VI和第二底座之間、立柱III和第三底座之間、立柱VE和第三底座之間、立柱IV和第四底座之間、立柱VID和第四底座之間均設有斜支撐。
[0010]本實用新型通過加載系統(tǒng)的緊繩器對鋼絲繩施加預定拉力即可實現(xiàn)對立井架模型受力的加載，試驗過程中鋼絲繩所承受的拉力大小由加載系統(tǒng)中的拉力傳感器實時測量并通過與其相連的顯示器讀取，在試驗過程中產(chǎn)生的對立柱的水平方向的推力由水平支撐來承擔，這樣能保證試驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性；通過多根上橫梁的設置，能便捷地實現(xiàn)力的多點加載，從而可實現(xiàn)各工況下的受力施加、監(jiān)測與分析，能更好的完成立井井架模型的設計定型，這樣就能保證立井井架產(chǎn)品有著更好的承載能力和安全性，另外，該系統(tǒng)可提供自反力，不需要將底座與地面進行錨固就可以進行試驗，同時，該系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向角度的調(diào)整即可完成各種角度受力的加載，該系統(tǒng)結構簡單、操作方便、可重復拆裝使用，加載點多，并且其整體的占地面積小，節(jié)省了試驗所需空間。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型中鋼結構臺架系統(tǒng)的俯視圖；
[0012]圖2是圖1的左視圖；
[0013]圖3是本實用新型中的立井井架模型進行試驗的裝配圖。
[0014]圖中:1、第一底座，2、第二底座，3、第三底座，4、第四底座，5、立柱I，6、立柱11，7、立柱III，8、立柱IV，9-1、第一水平支撐，9-2、第二水平支撐，10-1、第一上橫梁，10-2、第二上橫梁，11、下橫梁，12、鋼絲繩I，13、鋼絲繩II，14、拉力傳感器I，15、拉力傳感器II，16、天輪I，17、天輪II，18、緊繩器I，19、緊繩器II，20、中心基座，21、立柱V，22、立柱VI，23、立柱VE，24、立柱麗，25、立井井架模型，26、斜支撐，27、轉(zhuǎn)向器I，28、轉(zhuǎn)向器II，29、天輪平臺。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0016]如圖1至圖3所示，一種立井鑿井井架模型試驗系統(tǒng)，包括立井井架模型25，該立井井架模型25可根據(jù)所要生產(chǎn)的大型立井鑿井井架的尺寸按照一定比例縮放得到，鋼結構臺架系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和采集系統(tǒng)，所述立井井架模型25為平頂四棱錐體，其頂端設有至少一個天輪平臺29，所述天輪平臺29上設有至少兩個相互對稱的天輪I 16和天輪II 17 ;
[0017]所述鋼結構臺架系統(tǒng)主要由立柱、邊角底座和中心基座20組成，所述邊角底座包括第一底座1、第二底座2、第三底座3和第四底座4，上述四個底座呈方形地分布在立井井架模型25的四個底腳處，所述中心基座20設置在四個底座的中心區(qū)域并分別與四個底座固定連接，所述四個底座所形成方形的四個邊與立井井架模型25的四個底邊相互平行，所述立柱包括立柱I 5、立柱II 6、立柱III 7和立柱IV 8，所述立柱I 5和立柱III 7相互對稱的設置在第一底座I和第三底座3上，所述立柱II 6和立柱IV 8相互對稱的設置在第二底座2和第四底座4上，所述立柱I 5的上部和立柱II 6的上部之間、立柱III 7的上部和立柱IV 8的上部之間各至少設有一根第一水平支撐9-1，第一水平支撐9-1可以承擔在試驗過程中產(chǎn)生的對立柱的水平方向的推力，這樣可以確保實驗過程中所獲得數(shù)據(jù)的準確性，所述立柱I 5的上部和立柱III7的上部之間、立柱II 6的上部和立柱IV 8的上部之間各設有至少一根第一上橫梁10-1，可以使第一上橫梁10-1的數(shù)量為多根，這樣能根據(jù)需要在多根第一上橫梁10-1上分別設置轉(zhuǎn)向器，從而可以便于實現(xiàn)力的多點加載，這樣能夠更方便地進行試驗，所述立柱I 5的下部和立柱III 7的下部之間、立柱II 6的下部和立柱IV 8的下部之間各設有至少一個下橫梁11 ;可以使下橫梁11的數(shù)量為多根，這樣能便于實現(xiàn)力的多點加載。
[0018]所述加載系統(tǒng)主要包括至少一根鋼絲繩I 12、至少一根鋼絲繩II 13、至少一根拉力傳感器I 14、至少一根拉力傳感器II 15、至少一個轉(zhuǎn)向器I 27和至少一個轉(zhuǎn)向器II 28，所述轉(zhuǎn)向器I 27設置在立柱I 5和立柱III 7之間的第一上橫梁10-1上，所述轉(zhuǎn)向器II 28設置在立柱II 6和立柱IV 8之間的第一上橫梁10-1上，所述鋼絲繩I 12的一端固定在中心基座20上，其另一端從立井井架模型25中穿過后依次繞過天輪I 16、轉(zhuǎn)向器I 27并與位于立柱I 5和立柱III 7之間的下橫梁11上的緊繩器I 18連接；所述鋼絲繩II 19的一端固定在中心基座20上，其另一端從立井井架模型25中穿過后依次繞過天輪II 17、轉(zhuǎn)向器II 28并與位于立柱II 6和立柱IV 8之間的下橫梁11上的緊繩器II 19連接，所述拉力傳感器I 14、拉力傳感器II 15分別設置在鋼絲繩I 12、鋼絲繩II 13上，所述拉力傳感器I 14位于天輪I 16和中心基座20之間，所述拉力傳感器15位于天輪II 17和中心基座20之間；
[0019]所述采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集儀，應變傳感器和位移傳感器，所述應變傳感器和位移傳感器均設置在立井井架模型25上，所述數(shù)據(jù)采集儀用于接收來自于應變傳感器和位移傳感器的信號。
[0020]為了使立井井架模型25的縱向和橫向同時能實現(xiàn)力的加載，該系統(tǒng)還包括立柱V 21、立