[发明专利]一种掘进机截割头产尘仿真实验装置及其实验方法

摘要

本发明公开了一种掘进机截割头产尘仿真实验装置及其实验方法，其包括有机玻璃罩、掘进机仿真装置安装台、掘进机仿真装置、压风风管、抽风风管、推送杆和测量仪表；其采用有外部计算机控制与手动调节相结合的方式，通过调节所需截割的煤块或岩块的应力、截割头工作时，截割角度、截割位置、转速、有机玻璃罩内风流场等参数，以进行煤矿开采过程中掘进机的截割头所产生的粉尘真实情况的模拟。本发明具有结构简单、布局合理、调节简便，可以高仿真地模拟掘进机截割头在不同截割角度、不同转速以及不同煤层条件下所产生的粉尘情况等功能，并具有适时记录与同步数据处理功能。

主权项

一种掘进机截割头产尘的仿真实验装置，其特征在于，包括有机玻璃罩、掘进机仿真装置安装台、掘进机仿真装置、压风风管、抽风风管、推送杆和测量仪表；其中：所述有机玻璃罩包括一长方体形状的框架，框架的六个面分别由六块有机玻璃板封闭并密封，形成一外部呈长方体形状、内部为空腔的箱体结构；在上述有机玻璃罩内部的左壁面上设置有一置煤台，置煤台为一倒U字形状围堰，在围堰的两侧壁面上分别设置有若干数量的螺孔；围堰的顶部内侧壁面上安装有一应力施加装置，所述应力施加装置包括第一挤压板和第一电动推杆，第一电动推杆的螺杆末端与第一挤压板固定连接，第一电动推杆的底座固定在围堰底部内侧壁面上；在上述围堰两侧壁面的螺孔位置处，分别安装有一左夹具和一右夹具，所述左夹具和右夹具对称布置在所述围堰的中轴线的左右两侧；上述左夹具包括有一第二挤压板和若干数量的第二螺杆，各第二螺杆的工作端分别固定在第二挤压板上，各第二螺杆的另一端设置均分别设置有手柄；上述各第二螺杆均分别从与其对应的螺孔中穿过，并形成螺纹连接；在上述置煤台前方、有机玻璃罩的底板上，安装有沿前后方向布置的第一滑轨，在第一滑轨上装配有一掘进机仿真装置安装台，所述掘进机仿真装置安装台与所述第一滑轨成可滑动连接；在所述掘进机仿真装置安装台前侧或后侧、有机玻璃罩的底板上，还设置有第二电动推杆；所述第二电动推杆的螺杆末端与所述掘进机仿真装置安装台固定连接；在上述掘进机仿真装置安装台顶部设置有若干数量的滑槽，所述滑槽沿左右方向布置；所述掘进机仿真装置包括一底座、一带减速机的电机和一截割头安装架；所述底座的下表面上设置有若干数量的滑块，所述滑块装配在上述掘进机仿真装置安装台顶部的滑槽中，所述底座与所述掘进机仿真装置安装台成可滑动连接；在位于所述底座的右侧的掘进机仿真装置安装台上，还设置有第三电动推杆；所述第三电动推杆的螺杆与所述底座固定连接；在底座的上表面中心位置处安装有一带减速机的电机，减速机的输出轴竖直朝上；所述截割头安装架呈三角架结构形式，包括一立轴、一水平轴和一斜支撑轴；所述立轴通过第一联轴器与减速机的输出轴固定连接，所述水平轴的右端铰接在所述立轴的上部；所述斜支撑轴为第四电动推杆，该第四电动推杆的底座固定在上述立轴的下部，该第三电动推杆的螺杆端铰接在上述水平轴的左端端面的右下方位置；在所述水平轴的左端通过第二联轴器固定连接有一截割头；在上述置煤台的正下方、有机玻璃罩的底板上放置有由若干数量方格组成的试样接料盒；在所述有机玻璃罩的右壁面上，一上一下分别开设有两个风管安装用通孔，上风管安装用通孔为压风风管安装孔，下风管安装用通孔为抽风风管安装孔；所述压风风管经由上风管安装用通孔穿过并伸入所述有机玻璃罩内，所述压风风管与该通孔的孔壁形成气密封；所述抽风风管经由下风管安装用通孔穿过并伸入所述有机玻璃罩内，所述抽风风管与该通孔的孔壁形成气密封；在所述有机玻璃罩的右壁面上，还开设有一推送杆安装孔；上述推送杆的左端经由上述推送杆安装孔穿过所述有机玻璃罩的右侧壁面，并伸入到所述有机玻璃罩内部，上述推送杆的右端伸出所述有机玻璃罩的右侧壁面一定距离；所述测量仪表包括若干组，每组测量仪表均分别安装包括若干数量的激光粒子计数仪、粉尘浓度测定仪和风速仪；同一组测量仪表分别固定在同一矩形框的不同位置处；各矩形框分别悬挂在所述推送杆纵向的不同位置处；所述推送杆为一不锈钢管，上述各仪表的通讯线均分别经由该不锈钢管的内部穿出，并分别与外部的计算机通讯连接；上述各用电设备的电源线均分别经由该不锈钢管的内部穿出，并分别与外部的电控装置连接。