模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機的製作方法
2023-05-14 20:49:06 1
專利名稱：模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於模擬巖體、土體在重力作用下變形破壞的底摩擦試驗的試驗裝置。
二、技術背景用底摩擦試驗模擬巖體、土體在重力作用下的變形破壞，研究其破壞機制與演變過程，是20世紀70年代開始逐步得到應用的，由於該方法具有方便、省時、省力，同時又直接、經濟等方面的優點，該方法在土木工程、地質工程、巖土工程、地質災害的研究中被廣泛採用，尤其是在地質研究日益受到重視的今天，該方法得到更加廣泛的應用。採用該方法研究巖體、土體的變形破壞，能否正確反映巖體、土體變形破壞的機理及其演變過程，很重要的一個原因是取決於所採用的底摩擦試驗機的性能。現有技術的底摩擦試驗機都不同程度地存在一些不足，其中最為主要的不足是底摩擦試驗機中的摩擦帶運動不穩定，不能真實反映模型的受力狀況，因此，不能正確揭示巖體、土體變形破壞的機理及其演變過程。另一個主要的不足是，由於現有技術的底摩擦試驗機結構存在的不足，不能用於大型模型的模擬研究，應用範圍受到限制。
發明內容
針對現有技術的底摩擦試驗機所存在的不足，本發明提供的底摩擦試驗機旨在解決以下問題1、提高底摩擦試驗機模擬運動的穩定性，使其更為真實地反映巖體、土體變形破壞的機理及其演變過程；2、能對大尺寸的模型進行模擬研究，擴大底摩擦試驗機的應用範圍。
本發明的上述發明目的可以通過以下技術方案來實現用於模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，包括安裝在機架上不少於兩個的滾筒，其中至少有一個為主動滾筒，摩擦帶與滾筒相匹配地設置在滾筒上，摩擦帶與模型底面構成傳動摩擦副，測力裝置沿摩擦帶運動方向與摩擦帶對應設置，主動滾筒由動力裝置驅動，至少在主動滾筒上設計有周向環狀梯形槽，摩擦帶包合於滾筒的一面設計有與滾筒上的梯形槽相吻合的，斷面為梯形的條形結構(或導軌)。滾筒與摩擦帶之間的這一巧妙配合結構，其作用一可以有效防止摩擦帶在運動中產生的橫向竄動；二可以增加滾筒與摩擦帶之間傳動摩擦力，從而提高了底摩擦試驗機模擬運動的穩定性。
為了更好地實現上述發明目的，本發明還採取了以下技術措施用於驅動主動滾筒的動力裝置選用變頻控制無級調速電動機。變頻控制無級調速電動機可通過鏈條傳動機構驅動主動滾筒。採用變頻控制無級調速電動機和鏈條傳動機構，可以使底摩擦試驗機的模擬運動更加穩定。
底摩擦試驗機還設置有模型承託裝置，承託裝置的承託板位於直接承託模型的摩擦帶下方，直接作用於摩擦帶。在承託裝置的承託板與摩擦帶之間至少一方設計有一層用於降低承託板與摩擦帶之間摩擦係數的結構層。所說的結構層可由聚四氟乙烯材料製作。在摩擦帶下方設置的模型承託裝置，可以使底摩擦試驗機對大尺寸的模型進行模擬研究，擴大了其應用範圍。由於承託板與摩擦帶之間設計有用於降低承託板與摩擦帶之間摩擦係數的結構層，以及摩擦帶包合於滾筒的一面設計有斷面為梯形的條形結構，減少了摩擦帶與承託裝置承託板之間的接觸面積，因而大大降低了摩擦帶與承託裝置承託板之間的摩擦力，進而降低了運動驅動力，減少了能耗。
另外還設置有壓緊裝置，壓緊裝置含有一個可隨摩擦帶運動的用於將摩擦帶壓靠於承託裝置的承託板的壓輥。採取這一技術措施可以進一步提高底摩擦試驗機模擬運動穩定性。
底摩擦試驗機另外還設置有使摩擦帶張緊的張緊裝置，張緊裝置的張緊結構直接作用於位於下方一側的摩擦帶的下方。所說的張緊裝置為同步張緊裝置，由齒輪、齒條和張緊作用結構構成。張緊作用結構為可隨摩擦帶運動的壓輥。採取這一技術措施又進一步提高了底摩擦試驗機模擬運動穩定性。
底摩擦試驗機還設置有用於穩定模型的模型框，模型置於模型框內，測力裝置通過模型框作用於試驗模型。這一措施也提高了底摩擦試驗機模擬運動穩定性。
本發明還採取了其他的一些技術措施。
本發明與現有技術的底摩擦試驗機相比，由於其模擬運動穩定性好，以及可以對大尺寸的巖體、土體模型變形破壞進行模擬， 因此能比較真實地反映巖體、土體變形破壞的機理及其演變過程。發明人在試驗實踐中取得了很好的模擬效果。
四
附圖1是本發明一個實施例的結構示意圖。
附圖2是本發明另一個實施例的結構示意圖。
附圖3是本發明又另一個實施例的結構示意圖。
附圖4是底摩擦試驗機的俯視結構示意圖。
附圖5是底摩擦試驗機的滾筒剖面結構示意圖。
附圖6是底摩擦試驗機壓緊裝置的壓輥結構示意圖。
在上述
中，1模型承託裝置，2驅動主動滾筒的動力裝置，3機罩，4測力裝置，5模型，6模型框，7壓緊裝置，8摩擦帶，9從動滾筒，10承託裝置的承託板，11降低承託板與摩擦帶之間摩擦係數的結構層，12主動滾筒，13張緊裝置，14張緊裝置齒輪，15張緊裝置齒條，16張緊裝置張緊結構，17鏈條傳動機構，18拉緊裝置，19摩擦帶與滾筒上的梯形槽相配合的條形結構。
五具體實施例方式
實施例1用於模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，在機架上安裝有兩個滾筒，其中一個為主動滾筒12，另一個為從動滾筒9，摩擦帶8套置在兩個滾筒上，模型5通過模型框6放置在摩擦帶上，其底部與摩擦帶構成傳動摩擦副。主動滾筒與從動滾筒上設計有周向環狀梯形槽，摩擦帶包合於滾筒的一面設計有與滾筒上的梯形槽相吻合的、斷面為梯形的條形結構19。設置在機架上的測力裝置4通過模型框作用於試驗模型，測力裝置沿摩擦帶運動方向與摩擦帶對應設置。驅動主動滾筒的動力裝置2選用變頻控制無級調速電動機。變頻控制無級調速電動機通過鏈條傳動機構16驅動主動滾筒。用於承託模型的承託裝置1的承託板10位於直接承託模型的摩擦帶下方，直接作用於摩擦帶。承託裝置的承託板設計有一層用於降低承託板與摩擦帶之間摩擦係數的結構層11。所說的結構層由聚四氟乙烯材料製作。
實施例2用於模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其具體結構是在實施例1的結構基礎上，另外增設了壓緊裝置7、使摩擦帶張緊的張緊裝置13和拉緊裝置18。壓緊裝置含有一個可隨摩擦帶運動的用於將摩擦帶壓靠於承託裝置承託板的壓輥。所說的張緊裝置為同步張緊裝置，由齒輪14、齒條15和張緊作用結構件16構成。張緊作用結構件為可隨摩擦帶運動的壓輥，直接作用於位於下方一側的摩擦帶的下方。
本發明不限於上述實施例和附圖所描述的結構形式。
權利要求
1.一種模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，包括安裝在機架上至少一個為主動的不少於兩個的滾筒，匹配設置在滾筒上與模型底構成摩擦傳動副的摩擦帶，沿摩擦帶運動方向與摩擦帶對應設置的測力裝置，用於驅動主動滾筒的動力裝置，其特徵在於至少在主動滾筒上設計有周向環狀梯形槽，摩擦帶包合於滾筒的一面設計有與滾筒上的梯形槽吻合的斷面為梯形的條形結構。
2.如權利要求1所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於所說的用於驅動主動滾筒的動力裝置為變頻控制無級調速電動機。
3.如權利要求2所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於所說的變頻控制無級調速電動機通過鏈條傳動機構驅動主動滾筒。
4.如權利要求1或2或3所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於設置有模型承託裝置，承託裝置的承託板位於直接承託模型的摩擦帶下方。
5.如權利要求4所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於在承託裝置的承託板與摩擦帶之間至少一方設置有一層降低承託板與摩擦帶之間摩擦係數的結構層。
6.如權利要求5所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於所說的降低承託板與摩擦帶之間摩擦係數的結構層由聚四氟乙烯材作。
7.如權利要求1或2或3所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於還設置有用於穩定模型的模型框，所說測力裝置通過模型框作用於試驗模型。
8.如權利要求1或2或3所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於所說的壓緊裝置含有一個可隨摩擦帶運動的壓輥。
9.如權利要求1或2或3所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於還設置有使摩擦帶張緊的張緊裝置，張緊裝置的張緊結構件直接作用於位於下方一側的摩擦帶的下方。
10.如權利要求9所述的模擬巖體、土體變形破壞的底摩擦試驗機，其特徵在於所說的張緊裝置為同步張緊裝置，由齒輪、齒條和張緊作用結構構成。
全文摘要
本發明是一種用於模擬巖體、土體在重力作用下變形破壞及其演變過程的底摩擦試驗機，包括安裝在機架上其中至少有一個為主動的且不少於兩個的滾筒，與滾筒相匹配地設置在滾筒上的摩擦帶，摩擦帶與模型底面構成傳動摩擦副，與摩擦帶相對應地設置在沿摩擦帶運動方向上的測力裝置，驅動主動滾筒運動的動力裝置，在滾筒上設計有防止皮帶橫向竄動的周向環狀梯形槽。本發明由於模擬運動穩定性好，以及可以對大尺寸的巖體、土體模型變形破壞過程進行模擬，因此能比較真實地反映巖體、土體變形破壞機理及其演變過程。
文檔編號G01N3/40GK1605850SQ20041008128
公開日2005年4月13日 申請日期2004年11月22日 優先權日2004年11月22日
發明者徐進, 賈成功, 黃勇 申請人:四川大學