CN206132500U

CN206132500U - 一种光弹试验位移释放装置

Info

Publication number: CN206132500U
Application number: CN201621144221.7U
Authority: CN
Inventors: 罗静; 刘希亮; 李照元; 郭佳奇; 于建新
Original assignee: Henan University of Technology
Current assignee: Henan University of Technology
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2026-10-20

Abstract

本实用新型公开了一种光弹试验位移释放装置，包括两个底座支撑组件，设置在底座支撑组件中间的左右旋转丝杠；所述的左右旋转丝杠上设置有铰接盘连杆组件，以及设置在铰接盘连杆组件中间的轮廓支撑块组件；所述的底座支撑组件与铰接盘连杆组件之间设置有导向杆；所述的左右旋转丝杠穿过底座支撑组件，且一端设置有手轮；本实用新型结构简单、操作方便；位移释放装置实现了模拟光弹试验中控制带底拱巷道轮廓从有支撑(模拟未开挖状态)到完全脱离(开挖状态)的渐变过程；通过两端左右旋向螺距相同的丝杠带动左右旋螺母，螺母和伞式涨缩机构一体实现涨缩套收缩速度同步，方便试验人员手动操作。

Description

一种光弹试验位移释放装置

技术领域

本实用新型涉及深部巷道光弹试验中模拟巷道开挖卸荷过程的装置，具体为一种光弹试验位移释放装置。

背景技术

随着煤矿开采深度、广度和强度的不断增加，深部高应力巷道围岩变形增大，支护成本成倍增加。深部巷道大变形的稳定及控制，已成为深部煤炭资源开发面临的难题之一。根据工程经验总结出的现代支护理念认为：巷道的稳定性控制应适当允许围岩变形，并充分提高和发挥围岩自身承载力，与支护结构共同形成互相协调、互相作用的支承系统；该支护理念已被广泛接受，并提出了一次支护(锚杆+喷层)-可缩层(泡沫塑料等可缩材料)-二次支护(钢筋混凝土结构层、锚索、注浆、U型钢、W钢带等)等支护结构形式，对于解决深部巷道围岩稳定性问题具有较明显的效果。

对于这种复合支护体系中各结构单元或部分组合单元的作用，国内外做过大量的物理、数值和理论研究，但目前还没有对这种复合支护体系整体耦合作用进行研究，而光弹试验是研究该理论的一种重要手段。

因此，提供一种结构简单、操作方便的用于研究带底拱巷道平面光弹模型的位移释放装置，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种通过两端左右旋向螺距相同的丝杠带动左右旋螺母，螺母和伞式涨缩机构一体实现涨缩套收缩速度同步，手动操作的用于研究带底拱巷道平面光弹模型光弹试验的位移释放装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种光弹试验位移释放装置，包括两个底座支撑组件3，设置在底座支撑组件3中间的左右旋转丝杠2；所述的左右旋转丝杠2上设置有铰接盘连杆组件5，以及设置在铰接盘连杆组件5中间的轮廓支撑块组件6；所述的底座支撑组件3与铰接盘连杆组件5之间设置有导向杆4；所述的左右旋转丝杠2穿过底座支撑组件3，且一端设置有手轮1；

所述的底座支撑组件3包括底座31，设置在底座31上的支撑杆套筒32，支撑杆套筒32连接升降支撑杆33，升降支撑杆33设置有定位块35，定位块35中部设置有用于内穿左右旋丝杠2的轴套34；定位块35上下分别设置有导向杆定位孔36；

所述的左右旋丝杠2通过丝杠光杆上设置的四片卡簧与轴套34配合实现轴向定位；

所述的支撑杆套筒32上端设置有用于调整和定位底座升降支撑杆高度的定位螺栓；

所述的导向杆4包括分别位于左右旋转丝杠2上部的第一导向杆41和第四导向杆44，以及位于左右旋转丝杆2下部的第二导向杆42和第二导向杆43；所述的导向杆4一端穿插于定位块中的导向杆定位孔36内，另一端连接铰接盘连杆组件5中的铰接盘51；

所述的铰接盘连杆组件5包括铰接盘51，所述的铰接盘51上设置有呈正六角布置的第一连接杆52、第二连接杆53、第三连接杆54、第四连接杆55、第五连接杆56和第六连接杆57；所述的第一连接杆52、第二连接杆53、第三连接杆54、第四连接杆55、第五连接杆56和第六连接杆57一端通过销轴与铰接盘51铰接连接，另一端通过销轴与轮廓支撑块组件6铰接连接，共同构成伞式涨缩机构；

所述的铰接盘51的中心设置有左右旋螺纹孔，圆周方向设置有连接导向杆4的螺纹定位孔；

所述的轮廓支撑块组件6包括组合在一起的第一轮廓支撑块61、第二轮廓支撑块62、第三轮廓支撑块63、第四轮廓支撑块64、第五轮廓支撑块65和第六轮廓支撑块66，以及设置在第一轮廓支撑块61和第六轮廓支撑块66连接处的第三限位板69，设置在第二轮廓支撑块62和第三轮廓支撑块63连接处的第二限位板68，设置在第四轮廓支撑块64和第五轮廓支撑块65连接处的第一限位板67；

所述的第一轮廓支撑块61、第二轮廓支撑块62、第三轮廓支撑块63、第四轮廓支撑块64、第五轮廓支撑块65和第六轮廓支撑块66上分别设置有与第一连接杆52、第二连接杆53、第三连接杆54、第四连接杆55、第五连接杆56和第六连接杆57对应设置的连接耳环，所述的连接耳环中间设置有用于穿插销轴的销轴孔。

积极有益效果：本实用新型结构简单、操作方便；位移释放装置实现了模拟光弹试验中控制带底拱巷道轮廓从有支撑(模拟未开挖状态)到完全脱离(开挖状态)的渐变过程；通过两端左右旋向螺距相同的丝杠带动左右旋螺母，螺母和伞式涨缩机构一体实现涨缩套收缩速度同步，方便试验人员手动操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的底座与支撑杆组件结构示意图；

图3为本实用新型的铰接盘连杆组件结构示意图；

图4为本实用新型所述轮廓支撑块组件结构示意图；

图5为本实用新型所述导向杆位置示意图；

图中为：手轮1、左右旋转丝杠2、底座支撑组件3、导向杆4、铰接盘连杆组件5、轮廓支撑块组件6、底座31、支撑杆套筒32、升降支撑杆33、轴套34、定位块35、导向杆定位孔36、第一导向杆41、第二导向杆42、第三导向杆43、第四导向杆44、铰接盘51、第一连接杆52、第二连接杆53、第三连接杆54、第四连接杆55、第五连接杆56、第六连接杆57、第一轮廓支撑块61、第二轮廓支撑块62、第三轮廓支撑块63、第四轮廓支撑块64、第五轮廓支撑块65、第六轮廓支撑块66。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，一种光弹试验位移释放装置，包括两个底座支撑组件3，设置在底座支撑组件3中间的左右旋转丝杠2；所述的左右旋转丝杠2上设置有铰接盘连杆组件5，以及设置在铰接盘连杆组件5中间的轮廓支撑块组件6；所述的底座支撑组件3与铰接盘连杆组件5之间设置有导向杆4；所述的左右旋转丝杠2穿过底座支撑组件3，且一端设置有手轮1；

如图2所示，所述的底座支撑组件3包括底座31，设置在底座31上的支撑杆套筒32，支撑杆套筒32连接升降支撑杆33，升降支撑杆33设置有定位块35，定位块35中部设置有用于内穿左右旋丝杠2的轴套34；定位块35上下分别设置有导向杆定位孔36，导向杆可以在导向杆定位孔内滑动，用于平衡丝杠的转矩。

如图5所示，所述的导向杆4包括分别位于左右旋转丝杠2上部的第一导向杆41和第四导向杆44，以及位于左右旋转丝杆2下部的第二导向杆42和第二导向杆43；所述的导向杆4一端穿插于定位块中的导向杆定位孔36内，另一端连接铰接盘连杆组件5中的铰接盘51；

如图3所示，所述的铰接盘连杆组件5包括铰接盘51，所述的铰接盘51上设置有呈正六角布置的第一连接杆52、第二连接杆53、第三连接杆54、第四连接杆55、第五连接杆56和第六连接杆57；所述的第一连接杆52、第二连接杆53、第三连接杆54、第四连接杆55、第五连接杆56和第六连接杆57一端通过销轴与铰接盘51铰接连接，另一端通过销轴与轮廓支撑块组件6铰接连接，共同构成伞式涨缩机构，实现轮廓支撑块的径向位移。

如图4、图5所示，所述的轮廓支撑块组件6包括组合在一起的第一轮廓支撑块61、第二轮廓支撑块62、第三轮廓支撑块63、第四轮廓支撑块64、第五轮廓支撑块65和第六轮廓支撑块66，以及设置在第一轮廓支撑块61和第六轮廓支撑块66连接处的第三限位板69，设置在第二轮廓支撑块62和第三轮廓支撑块63连接处的第二限位板68，设置在第四轮廓支撑块64和第五轮廓支撑块65连接处的第一限位板67，限位板用于限制轮廓支撑块的旋转自由度。

使用时，将制作好的光弹模型安装在加载架上后，即可安装位移释放装置。

位移释放方法(模拟开挖的过程)：位移释放装置安装完成后，转动手轮1进行调整，使第一轮廓支撑块61、第二轮廓支撑块62、第三轮廓支撑块63、第四轮廓支撑块64、第五轮廓支撑块65和第六轮廓支撑块66与巷道光弹模型相接触，对光弹模型进行模拟地应力加载后，反向转动手轮1，使第一轮廓支撑块61、第二轮廓支撑块62、第三轮廓支撑块63、第四轮廓支撑块64、第五轮廓支撑块65和第六轮廓支撑块66收缩，逐步脱离巷道光弹模型，即完成模拟巷道开挖卸荷加载的过程。

由于光弹试验几何缩比较大，模拟巷道轮廓的几何尺寸较小，设计方案采用机械手动方式实现；左右旋丝杠由手轮来驱动，丝杠带动的螺母即为伞式涨缩机构的铰接盘，轴向对称设置的伞式涨缩机构通过铰链来连接分成几个部分的巷道轮廓支撑块两端面，轮廓支撑块的径向位移通过水平轴线方向铰接盘的轴向位移转换来实现。

以上实施案例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：包括两个底座支撑组件，设置在底座支撑组件中间的左右旋转丝杠；所述的左右旋转丝杠上设置有铰接盘连杆组件，以及设置在铰接盘连杆组件中间的轮廓支撑块组件；所述的底座支撑组件与铰接盘连杆组件之间设置有导向杆；所述的左右旋转丝杠穿过底座支撑组件，且一端设置有手轮。

2.根据权利要求1所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的底座支撑组件包括底座，设置在底座上的支撑杆套筒，支撑杆套筒连接升降支撑杆，升降支撑杆设置有定位块，定位块中部设置有用于内穿左右旋丝杠的轴套；定位块上下分别设置有导向杆定位孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的左右旋丝杠通过丝杠光杆上设置的四片卡簧与轴套配合实现轴向定位。

4.根据权利要求2所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的支撑杆套筒上端设置有用于调整和定位底座升降支撑杆高度的定位螺栓。

5.根据权利要求1所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的导向杆包括分别位于左右旋转丝杠上部的第一导向杆和第四导向杆，以及位于左右旋转丝杆下部的第二导向杆和第三导向杆；所述的导向杆一端穿插于定位块中的导向杆定位孔内，另一端连接铰接盘连杆组件中的铰接盘。

6.根据权利要求1所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的铰接盘连杆组件包括铰接盘，所述的铰接盘上设置有呈正六角布置的第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第五连接杆和第六连接杆；所述的第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第五连接杆和第六连接杆一端通过销轴与铰接盘铰接连接，另一端通过销轴与轮廓支撑块组件铰接连接。

7.根据权利要求6所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的铰接盘的中心设置有左右旋螺纹孔，圆周方向设置有连接导向杆的螺纹定位孔。

8.所根据权利要求1所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：述度轮廓支撑块组件包括组合在一起的第一轮廓支撑块、第二轮廓支撑块、第三轮廓支撑块、第四轮廓支撑块、第五轮廓支撑块和第六轮廓支撑块，以及设置在第一轮廓支撑块和第六轮廓支撑块连接处的第三限位板，设置在第二轮廓支撑块和第三轮廓支撑块连接处的第二限位板，设置在第四轮廓支撑块和第五轮廓支撑块连接处的第一限位板。

9.根据权利要求8所述的一种光弹试验位移释放装置，其特征在于：所述的第一轮廓支撑块、第二轮廓支撑块、第三轮廓支撑块、第四轮廓支撑块、第五轮廓支撑块和第六轮廓支撑块上分别设置有与第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第五连接杆和第六连接杆对应设置的连接耳环，所述的连接耳环中间设置有用于穿插销轴的销轴孔。