專(zhuān)利名稱(chēng)：一種重力加載試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型 涉及一種重力加載試驗(yàn)裝置，尤其適用于巷道礦壓與流變模型試驗(yàn)。
背景技術(shù)：
為了研究巖土工程特別是地下巖體工程圍巖變形破裂演化規(guī)律與穩(wěn)定控制機(jī)理， 保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定，需要進(jìn)行大量的相似模擬試驗(yàn)。目前巖土工程模型試驗(yàn)的加載方式主要包括油缸加載、液壓囊加載和杠桿重力 加載。前兩種加載方式一般都要與電液伺服控制系統(tǒng)相配合來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加載，雖然能夠 施加較大的荷載并保持較高的控制精度，但也存在以下幾個(gè)明顯的問(wèn)題(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù) 雜且需要電力供應(yīng)，購(gòu)買(mǎi)和運(yùn)行費(fèi)用昂貴；(2)液壓件由于密封質(zhì)量和頻繁動(dòng)作的原因，容 易出現(xiàn)漏油等故障；(3)由于電力供應(yīng)的不確定性，以及伺服控制系統(tǒng)頻繁動(dòng)作導(dǎo)致液壓 油升溫和構(gòu)件磨損而使控制精度下降等原因，該系統(tǒng)不適合長(zhǎng)期加載試驗(yàn)；(4)無(wú)論控制 系統(tǒng)的靈敏度有多高，都無(wú)法使荷載保持靜態(tài)恒定不變，而只能提供不斷上下波動(dòng)的動(dòng)態(tài) 恒定荷載。對(duì)于杠桿重力加載，雖然克服了油缸加載和液壓囊加載的以上缺點(diǎn)，但由于杠桿 強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)尺寸的限制，單純采用杠桿的放大倍數(shù)有限，所能提供的荷載較小。本新型重力 加載試驗(yàn)裝置將杠桿和滑輪組有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，充分克服了以上三種加載方式的缺點(diǎn)，能 在較大范圍內(nèi)提供預(yù)定的荷載。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是根據(jù)已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易， 造價(jià)低，使用效果好的模型試驗(yàn)重力加載裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的重力加載試驗(yàn)裝置，包括底座、對(duì)稱(chēng)固定在底座上 的兩個(gè)立柱，兩個(gè)立柱上部通過(guò)橫梁限位螺母固定有一橫梁，橫梁上間隔固定有三個(gè)開(kāi)口 向下的凹形固定夾塊，三個(gè)凹形固定夾塊中分別固定有懸臂杠桿，三個(gè)懸臂杠桿上設(shè)有加 載限位塊，三個(gè)懸臂杠桿的懸臂前端設(shè)有滑輪加載裝置，其后端設(shè)有平衡配重。所述的滑輪加載裝置由鋼絲繩固定并相互纏繞的8個(gè)滑輪和連接在鋼絲上的砝 碼盤(pán)構(gòu)成；所述的平衡配重由固定在懸臂杠桿后端部的螺桿和與螺桿相配合的螺母構(gòu)成。有益效果采用杠桿與滑輪組的荷載放大作用制成的重力加載試驗(yàn)裝置，能在較 大范圍內(nèi)提供預(yù)定的荷載，既能提供階段變化的荷載又能提供長(zhǎng)期恒定不變的荷載。杠桿 上表面與連接塊，杠桿下表面與加載限位塊之間的傳力部位都是線接觸，能保證杠桿的精 確放大倍數(shù)。通過(guò)多根杠桿與滑輪組之間的不同搭配，既可以施加整體均布面荷載，又可以 提供分區(qū)均布荷載(每一根杠桿單獨(dú)作用于模型的某一局部區(qū)域，而且作用力大小不同)。 整套裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，費(fèi)用低廉，使用可靠。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。[0009]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)左視圖。圖中1-底座，2-立柱，3-橫梁，4-限位螺母，5-滑輪，6-鋼絲繩，7_砝碼盤(pán)，8_杠 桿，9-加載限位塊，10-平衡配重。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例作進(jìn)一步的描述如圖所示，重力加載試驗(yàn)裝置主要由底座1、立柱2、橫梁3、杠桿8、滑輪5和砝碼 盤(pán)7構(gòu)成。立柱2為兩個(gè)，通過(guò)螺紋連接固定在底座1上，橫梁3通過(guò)限位螺母4固定在兩 個(gè)立柱2之 上，通過(guò)調(diào)節(jié)限位螺母4可使橫梁3沿立柱2上下移動(dòng)。橫梁3上間隔固定有 三個(gè)開(kāi)口向下的凹形固定夾塊，三個(gè)凹形固定夾塊中分別固定有懸臂杠桿8，三個(gè)懸臂杠桿 8上裝有可沿其前后移動(dòng)的加載限位塊9，三個(gè)懸臂杠桿8的懸臂前端設(shè)有滑輪加載裝置， 滑輪加載裝置由鋼絲繩固定并相互纏繞的8個(gè)滑輪5和連接在鋼絲上的砝碼盤(pán)7構(gòu)成，8個(gè) 滑輪5分層設(shè)置，上層的三個(gè)滑輪分別由鋼絲繩吊掛在左、中、右三個(gè)懸臂杠桿8上，下層的 三個(gè)滑輪前兩個(gè)滑輪由鋼絲繩固定在底座1上，后一個(gè)滑輪與設(shè)在上下層之間的兩個(gè)滑輪 經(jīng)鋼絲繩相互串掛在一起，并與砝碼盤(pán)7相連。三個(gè)懸臂杠桿8的后端設(shè)有平衡配重10，平 衡配重10由固定在懸臂杠桿8后端部的螺桿和與螺桿相配合的螺母構(gòu)成。杠桿8通過(guò)連 接塊與橫梁3連接，滑輪5、砝碼盤(pán)7以及杠桿8之間采用鋼絲繩6連接。工作過(guò)程首先，在砝碼盤(pán)7上未放置砝碼的情況下，調(diào)整平衡配重10的位置，使 杠桿8處于水平平衡狀態(tài)；然后，將鋪設(shè)好的模型放置于底座1上，調(diào)整模型位置使加載限 位塊9處于模型加載面的中線上，在加載限位塊與模型加載面之間放置合適厚度的傳力板 (在加載限位塊壓緊傳力板的情況下使杠桿保持水平)；最后，根據(jù)加載裝置的荷載放大倍 數(shù)和設(shè)計(jì)的荷載，往砝碼盤(pán)上放置合適重量的砝碼。在試驗(yàn)過(guò)程中，隨著模型的壓實(shí)下沉， 應(yīng)及時(shí)向下調(diào)整橫梁限位螺母4，使杠桿始終處于水平狀態(tài)。
權(quán)利要求一種重力加載試驗(yàn)裝置，其特征在于它包括底座(1)、對(duì)稱(chēng)固定在底座上的兩個(gè)立柱(2)，兩個(gè)立柱(2)上部通過(guò)橫梁限位螺母(4)固定有一橫梁(3)，橫梁(3)上間隔固定有三個(gè)開(kāi)口向下的凹形固定夾塊，三個(gè)凹形固定夾塊中分別固定有懸臂杠桿(8)，三個(gè)懸臂杠桿(8)上設(shè)有加載限位塊(9)，三個(gè)懸臂杠桿(8)的懸臂前端設(shè)有滑輪加載裝置，其后端設(shè)有平衡配重(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力加載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的滑輪加載裝置由鋼 絲繩固定并相互纏繞的8個(gè)滑輪(5)和連接在鋼絲上的砝碼盤(pán)(7)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力加載試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的平衡配重(10)由固 定在懸臂杠桿(8)后端部的螺桿和與螺桿相配合的螺母構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要一種重力加載試驗(yàn)裝置，包括底座、對(duì)稱(chēng)固定在底座上的兩個(gè)立柱，兩個(gè)立柱上部通過(guò)橫梁限位螺母固定有一橫梁，橫梁上間隔固定有三個(gè)開(kāi)口向下的凹形固定夾塊，三個(gè)凹形固定夾塊中分別固定有懸臂杠桿，三個(gè)懸臂杠桿上設(shè)有加載限位塊，三個(gè)懸臂杠桿的懸臂前端設(shè)有滑輪加載裝置，其后端設(shè)有平衡配重。本裝置通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿的力臂比值、滑輪數(shù)量和砝碼重量來(lái)精確控制，既能準(zhǔn)確施加階段變化的荷載，又能提供流變?cè)囼?yàn)的長(zhǎng)期恒定荷載。由于未使用電力和液壓伺服控制系統(tǒng)，既節(jié)省能源，又確保了荷載的精確恒定。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，費(fèi)用低廉，使用可靠。
文檔編號(hào)G01N3/14GK201716239SQ201020230489
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者丁書(shū)學(xué), 許國(guó)安, 陳坤福, 靖洪文 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)