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专利号: 2019109418167
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种矿用钢带承载能力测试装置,包括纵向上由上到下依次设置的加载架(B)、被测钢带组件(D)和底座(A),其特征在于,还包括盒体(C);

所述底座(A)包括底座底板(A1)、沿长度方向固定连接在底座底板(A1)上部的两对立柱(A2)、分别固定连接在两对立柱(A2)上端的两个连接板(A3)和由多个螺栓组成 的底座螺栓组(A5);所述连接板(A3)上设置有供底座螺栓组(A5)中的底座螺栓穿过的连接板孔(A31);

所述加载架(B)包括加载上梁(B1)、加载下梁(B2)和两个加载立柱(B11),加载上梁(B1)和加载下梁(B2)分别固定连接在两个加载立柱(B11)的上端之间和下端之间并形成框形结构;所述加载上梁(B1)和加载下梁(B2)的中心于纵向上相对应地开设有上梁贯通孔(B2a)和下梁贯通孔(B1a);

所述盒体(C)内部的尺寸大于待测钢带(D1)的尺寸,其主要由在长度方向相对设置的两个盒体端板(C1)、在宽度方向相对设置的两个盒体侧板(C2)及固定连接在盒体端板(C1)和盒体侧板(C2)下端之间的盒体底板(C3)组成,盒体端板(C1)上部于其长度方向相对称地开设有两个端板腰型孔(C1a),盒体底板(C3)在其中心区域开设有底板中心孔(C3b),并在长度方向靠近两端部的位置开设有彼此相对称设置的两个底板腰型孔(C3c),在底板中心孔(C3b)和底板腰型孔(C3c)之间开设有底板螺纹孔(C3a);两个盒体侧板(C2)的外侧中心设置有两个抱箍(C4),且盒体侧板(C2)的中心区域开设有多个侧板螺纹孔(C2a);

所述被测钢带组件(D)包括待测钢带(D1)、锚杆托盘(D2),锚杆螺母(D3)、锚杆(D4)、钢带压板(D5)、钢带拉板(D6)、拉紧螺钉(D71)、锁紧螺栓(D9)和限位螺钉(D81);所述待测钢带(D1)在其中心区域开设有钢带中心孔(D1a),并在长度方向靠近两端部的位置开设有沿宽度方向排布的多个钢带端孔(D1b);所述锚杆(D4)的两端均设置有外螺纹段;所述钢带压板(D5)的数量为两个,钢带压板(D5)沿其长度方向开设有与钢带端孔(D1b)相对应的多个压板光孔(D51);所述钢带拉板(D6)的数量为两个,钢带拉板(D6)沿其宽度方向相间隔地开设有拉板螺纹孔B(D6c)和拉板光孔(D6b),钢带拉板(D6)在靠近拉板光孔(D6b)一侧的端沿上开设有拉板螺纹孔A(D6a),拉板螺纹孔B(D6c)的数量与钢带端孔(D1b)的数量相对应,拉板螺纹孔A(D6a)沿垂直于拉板光孔(D6b)的方向延伸;

所述加载架(B)纵向地设置在底座(A)上的两对立柱(A2)之间,所述盒体(C)横向地穿设于加载架(B)上的两个加载立柱(B11)之间,且位于两个连接板(A3)的上部;所述底座螺栓组(A5)穿过连接板孔(A31)后通过螺纹配合连接于底板螺纹孔(C3a)中将底座(A)与盒体(C)固定连接;两个抱箍(C4)分别套设在两个加载立柱(B11)下部的外侧;由多个抱箍螺栓组成的抱箍螺栓组(C5)在穿过抱箍(C4)连接端上的通孔后通过螺纹配合连接于侧板螺纹孔(C2a)中将加载架(B)与盒体(C)固定连接;所述待测钢带(D1)设置在盒体(C)内腔的上部,所述锚杆(D4)纵向穿过钢带中心孔(D1a)、底板中心孔(C3b)和下梁贯通孔(B1a),其上部的螺纹段延伸到盒体(C)的上方,并且在穿过设置在待测钢带(D1)上方的锚杆托盘(D2)后与锚杆螺母(D3)连接,其下部的螺纹段延伸到加载下梁(B2)的下方,并与锚杆螺母(D3)连接 ,两个钢带压板(D5)分别设置在待测钢带(D1)长度方向两端的上部,且多个压板光孔(D51)与多个钢带端孔(D1b)相对应地设置,两个钢带拉板(D6)分别设置在待测钢带(D1)长度方向两端的下部,且多个拉板螺纹孔B(D6c)与多个钢带端孔(D1b)相对应地设置,且拉板螺纹孔A(D6a)靠近盒体端板(C1)地设置,所述锁紧螺栓(D9)在依次穿过压板光孔(D51)和钢带端孔(D1b)后通过螺纹配合连接于拉板螺纹孔B(D6c)中,所述拉紧螺钉(D71)依次穿过拉紧调节螺母(D72)、大垫圈(D73)和端板腰型孔(C1a)后与通过螺纹配合与拉板螺纹孔A(D6a)连接,限位螺钉(D81)依次穿过拉板光孔(D6b)、底板腰型孔(C3c)和限位垫圈(D83)后与限位调节螺母(D82)连接。

2.根据权利要求1 所述的一种矿用钢带承载能力测试装置,其特征在于,所述加载上梁(B1)为箱式结构,其主要由位于顶部的上梁顶板(B21)、位于底部的上梁底板(B23)及相对地固定连接在上梁顶板(B21)和上梁底板(B23)之间的两个上梁立板(B24)组成,所述上梁贯通孔(B2a)依次贯通上梁顶板(B21)和上梁底板(B23)地设置;

所述加载下梁(B2)为箱式结构,其主要由位于顶部的下梁顶板(B18)、位于底部的下梁底板(B14)、及相对地固定连接在下梁顶板(B18)和下梁底板(B14)之间的两个下梁立板(B13)组成,所述下梁顶板(B18)上端面中心和下梁底板(B14)的下端面中心分别固定连接有下梁上贴板(B15)和下梁下贴板(B17),所述下梁贯通孔(B1a)依次贯通下梁上贴板(B15)、下梁顶板(B18)、下梁底板(B14)和下梁下贴板(B17)地设置;

所述加载立柱(B11)为矩形管结构,加载立柱(B11)的上端焊接有立柱法兰板(B16),加载立柱(B11)通过穿设于立柱法兰板(B16)和上梁底板(B23)之间的加载螺栓组(B3)与加载上梁(B1)连接;

所述盒体侧板(C2)与抱箍(C4)之间还设置有衬垫(C6),抱箍螺栓组(C5)在依次穿过抱箍(C4)和衬垫(C6)后通过螺纹配合连接于侧板螺纹孔(C2a)中实现抱箍(C4)与盒体(C)的连接。

3.根据权利要求2所述的一种矿用钢带承载能力测试装置,其特征在于,所述盒体侧板(C2)的上部于其长度方向开设有多对侧板光孔(C2b),每对侧板光孔(C2b)分别对应设置在待测钢带(D1)的上部和下部;所述盒体端板(C1)上部于其长度方向相对称地开设有两个端板螺纹孔(C1b),每个端板螺纹孔(C1b)中均通过螺纹配合与位于盒体端板(C1)外侧的一个吊环(C7)连接。

4.根据权利要求3所述的一种矿用钢带承载能力测试装置,其特征在于,所述钢带拉板(D6)靠近拉板螺纹孔B(D6c)的一侧开设有与待测钢板(D1)定位配合的定位凹槽(D7),所述定位凹槽(D7)的深度与待测钢板(D1)的厚度相适配。

5.根据权利要求4所述的一种矿用钢带承载能力测试装置,其特征在于,所述底座(A)还包括焊接在立柱(A2)和底座底板(A1)之间的多个立柱角板(A4);所述连接板(A3)与立柱(A2)之间、立柱(A2)与底座底板(A1)之间均焊接;所述上梁顶板(B21)和上梁立板(B24)之间焊接有上梁加强板(B22);加载立柱(B11)和上梁底板(B23)之间、加载立柱(B11)和下梁顶板(B18)之间均焊接有立柱加强板(B12)。

6.根据权利要求5所述的一种矿用钢带承载能力测试装置,其特征在于,所述衬垫(C6)为聚四氟乙烯材质或其它摩擦系数低的塑料。

7.根据权利要求6所述的一种矿用钢带承载能力测试装置,其特征在于,所述底座(A)、加载架(B)和被测钢带组件(D)均采用碳素结构钢制成;所述盒体(C)除衬垫(C6)之外均采用碳素结构钢制成。

8.根据权利要求7所述的一种矿用钢带承载能力测试装置的测试方法,其特征在于,包括以下步骤;

步骤一:在盒体(C)中放入抗压强度不小于50 MPa的预置混凝土试块或岩石试块,形成的预置混凝土试块层或岩石试块层的高度为100 150 mm,其中,盒体底板(C3)上开孔的位~

置均不覆盖预置混凝土试块或岩石试块;

步骤二:在形成的预置混凝土试块层上部铺设碎石子,覆盖过程中避开底板中心孔(C3b)的位置,形成的碎石子层的高度为100 150 mm;

~

步骤三:将加载架(B)放入底座(A)上的两对立柱(A2)之间;将步骤二中铺设好碎石子的盒体(C)穿入加载架(B)中,并置于底座(A)上的两个连接板(A3)的上部,用底座螺栓组(A5)穿过连接板孔(A31)后通过螺纹配合连接于底板螺纹孔(C3a)中将底座(A)与盒体(C)固定连接;在盒体(C)两外侧的侧板螺纹孔(C2a)处分别设置两个衬垫(C6),将两个抱箍(C4)分别套设在两个加载立柱(B11)下部的外侧,再使抱箍螺栓组(C5)依次穿过抱箍(C4)连接端上的通孔和衬垫(C6)上的通孔后通过螺纹配合连接于侧板螺纹孔(C2a)中将加载架(B)与盒体(C)固定连接;在盒体(C)长度方向的两端外侧的端板螺纹孔(C1b)中均通过螺纹配合连接吊环(C7);

步骤四:在形成的碎石子层上部铺设待测钢带(D),并在加载下梁(B2)的上表面和下表面分别设置下梁上贴板(B15)和下梁下贴板(B17);将两端部带有螺纹段的锚杆(D4)由上梁贯通孔(B2a)穿入加载架(B)内部,再依次向下穿过钢带中心孔(D1a)、底板中心孔(C3b)、下梁上贴板(B15)上的通孔、下梁贯通孔(B1a)和下梁下贴板(B17)上的通孔,并使上部的螺纹段和下部的螺纹段分别位于待测钢带(D)的上部和加载下梁(B2)的上部;在锚杆(D4)下部的螺纹段上套接锚杆螺母(D3),将锚杆托盘(D2)套设在锚杆(D4)上部的螺纹段外侧,并通过螺纹连接锚杆螺母(D3);

步骤五:调整待测钢带(D)的位置,将两个钢带压板(D5)分别设置在待测钢带(D1)长度方向两端的上部,将两个钢带拉板(D6)分别设置在待测钢带(D1)长度方向两端的下部,将锁紧螺栓(D9)在依次穿过压板光孔(D51)和钢带端孔(D1b)后通过螺纹配合连接于拉板螺纹孔B(D6c)中,将限位螺钉(D81)依次穿过拉板光孔(D6b)、底板腰型孔(C3c)和限位垫圈(D83)后与限位调节螺母(D82)连接,将拉紧螺钉(D71)依次穿过拉紧调节螺母(D72)、大垫圈(D73)和端板腰型孔(C1a)后与通过螺纹配合与拉板螺纹孔A(D6a)连接;

步骤六:用叉车将组合成型的测试装置置入电液伺服试验机的压缩平台上,调整加载梁(B),使上梁顶板(B21)与电液伺服试验机的压板保持水平状态,通过底座(A)、加载架(B)和盒体(C)三者的联合空间锁止效应,将承载在底座底板(A1)和加载架(B)的上梁顶板(B21)之间的压力转为盒体(C)中锚杆(D4)与钢带(D1)之间的拉力,然后开展力学测试,并记录测试数据。

9.根据权利要求8所述的一种矿用钢带承载能力测试方法,其特征在于,在步骤五中,当待测钢带(D1)发变变形时,于每对侧板光孔(C2b)中穿入贯穿盒体(C)的长螺杆,以防止待测钢带(D1)翘曲。

10.根据权利要求9所述的一种矿用钢带承载能力测试方法,其特征在于,在步骤六中,在将组合成型的测试装置置入电液伺服试验机的压缩平台的过程中,通过吊环(C7)来辅助吊运。