一种用于锚杆或锚索的受力演示装置的制作方法

本发明涉及实验教学演示装置，尤其涉及一种用于锚杆或锚索的受力演示装置。

背景技术：

伴随着煤矿井巷支护技术的发展，锚杆支护作为一种重要的围岩加固形式，由于其安全、高效、低成本的优点，已成为采矿工程领域不可缺少的必需品之一。因而，在采矿工程教学过程中，为了帮助学生深刻理解锚杆支护机理，需要对锚杆受力及其变化过程进行观察。

毫无疑问，前往煤矿支护现场是掌握锚杆受力特征的最好途径，但需要耗费金钱与时间。此外，目前我国矿业类高校的实验室还鲜有能够供学生感知、进行试验的锚杆受力演示模型。即使有这种模型，大多数也是高精密测量的实验分析仪器，这些设备价格昂贵，无法实现普通用户针对简单手动操作直观演示锚杆受力变化的要求，给用户带来诸多不便。因此，现有技术有待于更进一步的改进与发展。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于锚杆或锚索的受力演示装置，即能够模拟围岩运动过程中的锚杆受力现象，又能实时监测锚杆的受力状况。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于锚杆或锚索的受力演示装置，其包括支撑部，支撑部包括多个支撑杆，相邻两个支撑杆之间布置有玻璃面板，其中，支撑部上部设置有上面板，上面板下方的支撑部内设置有下面板，上面板与下面板之间设置有中空的液压千斤顶，上面板上设置有一竖直布置的锚杆或锚索，锚杆或锚索穿过上面板、中空的液压千斤顶与下面板，锚杆或锚索通过一固定结构固定在上面板、下面板上，锚杆或锚索下端设置有测力计。

所述的受力演示装置，其中，上述中空的液压千斤顶通过一连接管与一液压手动泵相连接。

所述的受力演示装置，其中，上述测力计通过一连接线与一受力检测分站相连接。

所述的受力演示装置，其中，上述固定结构包括设置在锚索或锚杆上端的上固定螺母、固定在锚索或锚杆下端的托盘，上固定螺母位于上面板外侧，托盘下方的锚杆或锚索上设置有下固定螺母，测力计设置在托盘与下固定螺母之间。

所述的受力演示装置，其中，上述下固定螺母与测力计之间设置有垫圈。

所述的受力演示装置，其中，上述锚杆或锚索的上端、下端均设置有螺纹。

所述的受力演示装置，其中，上述上面板、下面板上均设置有圆形通孔，圆形通孔与液压千斤顶的中空部位于统一轴线，用于穿过锚杆或锚索。

本发明提供的一种用于锚杆或锚索的受力演示装置，通过约束上面板、下面板的位置以及配合中空的液压千斤顶来伸缩的模拟围岩运动过程中的锚杆或锚索的受力现象；通过锚杆或锚索的测力计实时感知锚杆或锚索的受力状态，并将测得的数据传递给监测分站，实时显示并记录锚杆的受力大小；仪器整体成本较低，通过摇动液压手动泵手柄即可完成操作，使学生直观感知到锚杆在煤矿现场的受力及变化情况，方便了用户操作。

附图说明

图1为本发明中受力演示装置的结构示意图；

图2为本发明中上面板的结构示意图；

图3为本发明中锚杆的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于锚杆或锚索的受力演示装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于锚杆或锚索的受力演示装置，如图1、图2与图3所示的，其包括支撑部，支撑部包括多个支撑杆16，相邻两个支撑杆16之间布置有玻璃面板，由于玻璃面板为透明，故在图中未示出，支撑部上部设置有上面板3，上面板3下方的支撑部内设置有下面板4，上面板3与下面板4之间设置有中空的液压千斤顶10，上面板3上设置有一竖直布置的锚杆或锚索1，锚杆或锚索1穿过上面板3、中空的液压千斤顶10与下面板4，锚杆或锚索1通过一固定结构固定在上面板3、下面板4上，锚杆或锚索1下端设置有测力计12。

更进一步的，上述中空的液压千斤顶10通过一连接管9与一液压手动泵8相连接，用于驱动液压千斤顶10施加的力。而且上述测力计12通过一连接线7与一受力检测分站6相连接。

在本发明的另一较佳实施例中，上述固定结构包括设置在锚索或锚杆上端的上固定螺母2、固定在锚索或锚杆下端的托盘11，上固定螺母2位于上面板3外侧，托盘11下方的锚杆或锚索1上设置有下固定螺母14，测力计12设置在托盘11与下固定螺母14之间。而且上述下固定螺母14与测力计12之间设置有垫圈13。上述锚杆或锚索1的上端、下端均设置有螺纹19。并且上述上面板3、下面板4上均设置有圆形通孔18，圆形通孔18与液压千斤顶10的中空部位于统一轴线，用于穿过锚杆或锚索1，而且上面板3与支撑杆16的连接处可以采用插槽的连接方式进行固定，也可以通过铆接、焊接等方式来实现，在此不再赘述。

为了更进一步描述本发明，以下列举更详尽的实施例进行说明。

其包括支撑系统、加载系统、监测系统和锚杆。支撑系统包括支撑部和玻璃面板5，支撑部由多个支撑杆16构成，支撑部四周均通过卡槽与玻璃面板5相连；加载系统包括上面板3、中空的液压千斤顶10、下面板4和液压手动泵8，上面板3通过四个固定螺母17与支撑杆16紧密连接，中空的液压千斤顶10位于上面板3和下面板4之间，上面板3和下面板4中心均设有圆形孔洞18，三者中心位于同一条轴线上，锚杆或锚索1穿过圆形孔洞18将三者连接起来，液压手动泵8的连接管9穿过玻璃面板5上预留的圆孔与中空的液压千斤顶10的快速接头15相连；监测系统包括测力计12和受力监测分站6，锚杆测力计12套在锚杆或锚索1上，位于托盘11与垫圈13之间，测力计12的连接线7穿过玻璃面板5上预留的圆孔与受力监测分站6相连；锚杆或锚索1通过上固定螺母2、下固定螺母14、托盘11和垫圈13固定，在锚杆或锚索1上部，通过上固定螺母2将上面板3紧紧压住，托盘11套在锚杆或锚索1上，与下面板4紧密接触，垫圈13位于测力计12与下固定螺母14之间，上固定螺母2和下固定螺母14都通过螺纹19与锚杆杆体1相连。

本发明的工作过程：当需要做锚杆或锚索1受力演示试验时，首先将受力检测分站6接通电源，按下重启键检查受力检测分站6是否正常工作；若其正常工作，则摇动液压手动泵8的手柄对中空的液压千斤顶10进行打压，随后中空的液压千斤顶10的活柱伸长，在上固定螺母2和下固定螺母14的约束下，在锚杆或锚索1中产生轴向拉伸作用力；此时，测力计12发生变形，感知中空的液压千斤顶10加载过程中的压力变化，并将感知的数据通过连接线7传递给受力检测分站6，显示并记录；当试验完成后，对液压手动泵8进行卸压，关闭受力检测分站6的电源。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。