专利名称：矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于力学变量的分析实验装置技术领域，涉及一种矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置。
背景技术：
在煤矿井巷中，矿井轨道铺设于巷道底板之上。目前本领域有相当多矿井内的巷道底板为松软围岩，当矿车在轨道上运行时，由于各种原因可能造成矿车发生振动，导致车轮与钢轨之间的作用力增大，并致使松软底板因受力增大而发生变形；底板变形又进一步会造成轨道变形以及矿车振动幅度增大，从而严重影响到矿井轨道运输设备的工作性能和煤矿运输效率。为此有必要对矿井巷道底板及轨道动态特性进行相关的分析研究，以提高矿井轨道运输设备的工作性能，保证运输效率。但迄今为止，本领域还尚未见到有关对矿井巷道底板及轨道(包括钢轨、轨枕)受力、变形及振动特性等进行分析的综合型试验装置的报道。
实用新型内容本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构先进合理、操作简单方便、可为矿井轨道的铺设提供科学依据的矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置。用于实现上述发明目的的技术解决方案是这样的所提供的矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置包括一个矩形刚性槽，在刚性槽内置有多层矿井巷道底板矿物介质，在底板矿物介质上通过轨枕和螺钉铺设有钢轨，在各层底板矿物介质内部分别埋设有多只压电式压力传感器，在钢轨上贴设有多个应变片，在钢轨下铺的轨枕上设置有加速度传感器，压电式压力传感器、应变片和加速度传感器的输出信号均通过一个多路放大器传输至一个带DAQ卡的计算机中进行处理。鉴于煤矿松软巷道底板表现出明显的分层特性，所以本实用新型的刚性槽中所盛装的矿物介质亦为分层结构，从而可以真实地模拟巷道底板的实际结构。具体实验中，当模型矿车在钢轨上运行时，底板、轨枕及轨道上所设的压电式压力传感器、加速度传感器及应变片分别采集到底板的压力、轨枕的振动加速度及钢轨的变形三类信号，并随之将此三类信号输入到多路放大器中，多路放大器中对信号进行相应转化后再输入至DAQ卡中，从而将模拟信号转化为数字信号输入到计算机；由计算机显示底板受力、轨枕振动加速度及钢轨变形的规律，从而研究相应的动态特性，为矿井轨道的铺设提供准确的科学依据。本实用新型从煤矿轨道运输设备的实际出发，选用与矿井巷道底板相类似的矿物介质构成模拟巷道底板，并在模拟底板上设置轨枕、钢轨以及与计算机联接的传感器和应变片等，可方便地对底板受力、轨枕振动加速度及钢轨变形的规律进行分析，为提高矿井轨道运输设备的工作性能和工作效率提供了有力保障。
图I是本实用新型一个实施例的结构示意图。图2是图I中刚性槽部分的俯视图。图中标号名称分别是1_刚性 槽，2-钢轨，3-螺钉，4-轨枕，5-应变片，6_压电式压力传感器，7-模型矿车，8-底板矿物介质，9-多路放大器，10-DAQ卡，11-计算机，12-加速度传感器。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。参见附图，本实用新型所述的矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置由其内分层填充有底板矿物介质8的矩形刚性槽I、设置在刚性槽I内的钢轨2、轨枕4、(电阻)应变片5、压电式压力传感器6、加速度传感器12以及配设在刚性槽I外的多路放大器9、DAQ卡10、计算机11等组成。轨枕4铺设于刚性槽I中的底板矿物介质8之上，钢轨2通过螺钉3与轨枕4联接。模型矿车7可以在钢轨2上运行。在刚性槽I的矿物介质内部设置压电式压力传感器6，在轨枕4的中部安装加速度传感器12，在钢轨2上贴应变片5。当模型矿车7在钢轨2上运行时，上述的压力传感器6、加速度传感器12及应变片5分别采集到底板的压力、轨枕的振动加速度及钢轨的变形三类信号，并随之将这三类信号输入多路放大器9中，由多路放大器9对信号进行相应转化后再输入DAQ卡中，从而将模拟信号转化为数字信号输入到计算机，最后由计算机显示底板受力、轨枕振动加速度及钢轨变形的规律，从而研究相应的动态特性，为矿井轨道的铺设提供准确的科学依据。
权利要求1. 一种矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置，其特征在于包括一个矩形刚性槽(I)，在刚性槽(I)内置有多层矿井巷道底板矿物介质(8)，在底板矿物介质(8)上通过轨枕⑷和螺钉⑶铺设有钢轨(2)，在各层底板矿物介质⑶内部分别埋设有多只压电式压力传感器(6)，在钢轨⑵上贴设有多个应变片(5)，在钢轨⑵下铺的轨枕⑷上设置有加速度传感器(12)，压电式压力传感器(6)、应变片(5)和加速度传感器(12)的输出信号均通过一个多路放大器(9)传输至一个带DAQ卡(10)的计算机(11)中进行处理。
专利摘要本实用新型涉及一种矿井巷道底板及轨道动态特性分析实验装置，包括一个矩形刚性槽，在刚性槽内置有多层矿井巷道底板矿物介质，在底板矿物介质上通过轨枕铺设有钢轨，在各层底板矿物介质内分别埋有多只压电式压力传感器，在钢轨上贴有应变片，在轨枕上设有加速度传感器，各传感器及应变片的输出信号均通过多路放大器、DAQ卡传输至计算机进行处理。具体实验中，当模型矿车运行时，底板、轨枕及钢轨上所设的各传感器及应变片分别采集到底板压力、轨枕振动加速度及钢轨变形的三类信号，并将之通过多路放大器经DAQ卡输入到计算机，由计算机显示底板受力、轨枕振动加速度及钢轨变形的规律，从而为矿井轨道的铺设提供准确的科学依据。
文档编号G01M7/02GK202582858SQ201220226650
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者贺文海, 倪陈强, 王燕, 姜伟, 陈远浩, 唐宇青, 贺露露, 魏传达 申请人:西安科技大学