一种组合结构微型相似模拟实验架的制作方法

本实用新型涉及一种组合结构微型相似模拟实验架。

背景技术：

目前，普遍的高校采矿工程专业老师和研究生，都在矿山压力显现规律方面进行大量的实验研究，由于现场实际研究中，采场上覆岩层运动的不可见性及煤矿井下现场试验的局限性，给采场矿压的研究和理论教学都带来了极大的困难，采用相似模拟实验，可以直观模拟采场推进过程中上覆岩层的运动及支撑压力的变化规律，并获知采场支架与围岩及顶板间的相互关系，因此，相似模拟实验研究是一种行之有效的途径，而对于采矿工程本科生，矿山压力及岩层控制课程是其核心专业课程，为了让学生更直观的掌握矿压显现规律及研究方法手段，实验室将相似模拟实验加入到矿压实验教学中，但是一般的相似模拟实验架制作的模型尺寸规格是长×宽×高为3000mm×300mm×1500mm，整个实验从材料铺设到完成铺设需要4-5个小时，工作量大，耗材量大，占用空间大，而且数量有限，对于老师及研究生的科学研究来说是可以的，但是，对于本科生实验课程教学及其实验探究是不太现实的，其尺寸偏大，模型制作的耗材及工作量大，与实际实验教学情况不符，为了减小实验耗材及劳动量，实现实验课程分组教学及本科生的实验探究，因此，设计组合结构微型相似模拟实验架是很有必要的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多功能组合结构微型相似模拟实验架。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种组合结构微型相似模拟实验架包括底座架和侧护梁。所述底座架包括横梁，竖梁，底梁和固定梁，所述横梁是长为1000mm的横梁槽钢，高度100mm，腿高48mm，腰厚5.3mm，在两端端头处焊接长100mm，宽48mm，厚5.3mm的封闭钢板，在横梁槽钢端头封闭钢板中央处打两个直径为10mm的圆形钢板螺孔。所述竖梁是长为1500mm的竖梁槽钢，高度100mm，腿高48mm，腰厚5.3mm，在竖梁两边腿面中央处每隔100mm打一个直径为10mm圆形竖梁槽钢腿面螺孔，用于多个竖梁之间的固定连接，竖梁槽钢腰面据两端276mm的位置分别打两个直径为10mm的圆形竖梁槽钢两端腰面螺孔，用于横梁与竖梁在横梁的钢板螺孔处用螺丝和螺母固定连接，所述底梁是长1400mm的底梁等边角钢，在其腹板面上每隔100mm打一个直径为10mm的圆形底梁等边角钢腹板螺孔，面板和腹板宽度都为40mm，面板和腹板厚度都为5.0mm，所述固定梁是长度为500mm的固定梁等边角钢，在固定梁一端端头处焊接长40mm，宽40mm，厚 5.0mm的固定连接钢板，在固定连接钢板中央处打一个直径为10mm的圆形固定连接钢板螺孔，用于与竖梁的竖梁槽钢腿面螺孔固定连接，固定梁另一端端头腹板处打一个直径为10mm的圆形固定梁腹板螺孔，用于与底梁的底梁等边角钢腹板螺孔固定连接，固定梁等边角钢的面板和腹板宽都为度40mm，面板和腹板厚度都为5.0mm。将竖梁与横梁通过螺丝和螺母在钢板螺孔与竖梁钢槽腰面螺孔处固定连接，横梁的腰面朝上，腰面水平距底梁的底梁等边角钢的面板底面300mm，竖梁与底梁通过固定梁固定连接，通过螺丝和螺母在固定梁的连接钢板螺孔与竖梁的竖梁槽钢腿面螺孔处固定连接，再通过螺丝和螺母在固定梁的固定梁等边角钢腹板螺孔与底梁的底梁等边角钢腹板螺孔处固定连接，如此构成底座架，所述侧护梁是长为1400mm的侧护梁槽钢，在其腰部中央距两端176mm处各打一个直径为10mm的圆形侧护梁槽钢腰部螺孔，侧护梁槽钢的高度为100mm，腿高为48mm，腰厚为5.3mm，侧护梁槽钢腰部螺孔用于与竖梁通过螺丝和螺母在竖梁的竖梁槽钢腿面螺孔处固定连接，进而将底座架与侧护梁固定连接起来，如此构成一个单横梁型组合结构微型相似模拟架，当增加横梁的数目为2、竖梁5的数目为4时，并平行连接时可以组合成新横梁宽度为2倍原横梁宽度的双横梁型组合结构微型相似模拟架，当增加横梁的数目为3、竖梁5的数目为6时，并平行连接时可以组合成新横梁宽度为3倍原横梁宽度的三横梁型组合结构微型相似模拟架，如此，构成一种组合结构微型相似模拟实验架。

待实验课程教学时，提供足够数量的横梁、竖梁、底梁、固定梁和侧护梁，将班级学生分成3组，分别进行长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm、1000mm×200mm×1000mm，1000mm×300mm×1000mm的相似材料模型制作实验，每个组学生根据自己的需要自行组合相应的相似模拟架，当组合成能制作长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm的微型相似模拟架时，将单个横梁两端分别与单个竖梁通过螺丝和螺母在横梁的钢板螺孔与竖梁钢槽腰面螺孔处固定连接，横梁的腰面朝上，再通过螺丝和螺母在竖梁的竖梁钢槽腰面螺孔与固定梁的连接钢板螺孔处固定连接，固定梁的固定梁等边角钢腹板螺孔与底梁的底梁等边角钢腹板螺孔，通过螺丝和螺母固定连接，组合成底座架，腰面水平距底梁的底梁等边角钢的面板底面300mm，将底座架放置于地面，即横梁的腰面距地面300mm，从横梁腰面水平开始安装侧护梁，侧护梁的侧护梁槽钢螺孔与竖梁的竖梁槽钢腿面螺孔通过螺丝和螺母连接固定，随着相似材料的铺设高度增加依次安装侧护梁，待铺设到1000mm高时，停止铺设相似材料，如此组合成可以制作模型长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm的微型相似模拟架,当组合能制作模型长×宽×高为1000mm×200mm×1000mm的微型相似模拟架时，将2个横梁平行放置并在两端分别与2个平行放置的竖梁通过螺丝和螺母在横梁的钢板螺 孔与竖梁钢槽腰面螺孔处固定连接，横梁的腰面朝上，再通过螺丝和螺母在竖梁的竖梁钢槽腰面螺孔与固定梁的连接钢板螺孔处固定连接，固定梁的固定梁等边角钢腹板螺孔与底梁的底梁等边角钢腹板螺孔，通过螺丝和螺母固定连接，组合成底座架，腰面水平距底梁的底梁等边角钢的面板底面300mm，将底座架放置于地面，即横梁的腰面距地面300mm，从横梁腰面水平开始安装侧护梁，侧护梁的侧护梁槽钢螺孔与竖梁的竖梁槽钢腿面螺孔通过螺丝和螺母连接固定，随着相似材料的铺设高度增加依次安装侧护梁，待铺设到1000mm高时，停止铺设相似材料，如此组合成可以制作模型长×宽×高为1000mm×200mm×1000mm的微型相似模拟架，同样地，可以组合成能制作模型长×宽×高为1000mm×300mm×1000mm的微型相似模拟架，组合结构微型相似模拟架的构件简单，安装便捷，减小了实验的工作量，降低了相似材料耗材，利于实验课程分组，能满足本科生实验课程教学及实验探究内容，增强了学生对相似模拟架的结构认识。

该组合结构微型相似模拟实验架具有操作简单，模型制作耗材低，工作量小，能组合成不同结构的相似模拟架，给实验分组教学带来了很大便利，构件占用空间小，移动便捷，利于实验课程教学分组，能很好的提高实验课程教学效率。

附图说明

图1是横梁结构示意图；

图2是竖梁结构示意图

图3是竖梁结构的A-A剖视图；

图4是底梁结构示意图；

图5是固定梁结构示意图；

图6是侧护梁结构示意图；

图7是螺丝螺母连接示意图；

图8是底座架结构示意图；

图9是单横梁型组合结构微型相似模拟架结构示意图；

图10是双横梁型组合结构微型相似模拟架结构示意图；

其中，1.横梁 2.横梁槽钢 3.横梁槽钢端头封闭钢板 4.钢板螺孔 5.竖梁 6.竖梁槽钢 7.竖梁槽钢两端腰面螺孔 8.竖梁槽钢腿面螺孔 9.底梁 10.底梁等边角钢 11.底梁等边角钢腹板螺孔 12.固定梁 13.固定梁等边角钢 14.连接钢板 15.连接钢板螺孔 16.固定梁等边角钢腹板螺孔 17.侧护梁 18.侧护梁槽钢19.侧护梁槽钢螺纹孔 20.螺丝 21.螺母 22.底座架

具体实施方式

下面结合附图，通过对实施例的描述，对本实用新型做进一步说明：

如图1所示是横梁结构示意图，是将普通槽钢两端焊接封闭钢板，并在封闭钢板上打两个10mm的螺纹孔，图2是竖梁结构示意图，图3所示是图2的A-A剖视图，图4所示是底梁结构示意图，图5所示是固定梁结构示意图，图6所示是侧护梁结构示意图，图7所示是螺丝螺母连接示意图，图8所示是底座架结构示意图，图9所示是单横梁型组合结构微型相似模拟架结构示意图，图10所示是双横梁型组合结构微型相似模拟架结构示意图；本实用新型包括底座架22和侧护梁17。所述底座架22包括横梁1，竖梁5，底梁9和固定梁12，所述横梁1是长为1000mm的横梁槽钢2，高度100mm，腿高48mm，腰厚5.3mm，在两端端头处焊接长100mm，宽48mm，厚5.3mm的封闭钢板3，在横梁槽钢端头封闭钢板3中央处打两个直径为10mm的圆形钢板螺孔4。所述竖梁5是长为1500mm的竖梁槽钢6，高度100mm，腿高48mm，腰厚5.3mm，在竖梁5两边腿面中央处每隔100mm打一个直径为10mm圆形竖梁槽钢腿面螺孔8，用于多个竖梁5之间的固定连接，竖梁槽钢6的腰面据两端276mm的位置分别打两个直径为10mm的圆形竖梁槽钢两端腰面螺孔7，用于横梁1与竖梁5在横梁1的钢板螺孔4处用螺丝20和螺母21固定连接，所述底梁9是长1400mm的底梁等边角钢10，在腹板面上每隔100mm打一个直径为10mm的圆形底梁等边角钢腹板螺孔11，面板和腹板宽度都为40mm，面板和腹板厚度都为5.0mm，所述固定梁12是长度为500mm的固定梁等边角钢13，在固定梁一端端头处焊接长40mm，宽40mm，厚5.0mm的固定连接钢板14，在固定连接钢板14中央处打一个直径为10mm的圆形固定连接钢板螺孔15，用于与竖梁5的竖梁槽钢腿面螺孔7固定连接，固定梁12另一端端头腹板处打一个直径为10mm的圆形固定梁腹板螺孔16，用于与底梁9的底梁等边角钢腹板螺孔固定连接，固定梁等边角钢13的面板和腹板宽都为度40mm，面板和腹板厚度都为5.0mm。将竖梁5与横梁1通过螺丝20和螺母21在钢板螺孔4与竖梁钢槽腰面螺孔7处固定连接，横梁1的腰面朝上，腰面水平距底梁9的底梁等边角钢10的面板底面300mm，竖梁5与底梁9通过固定梁12固定连接，通过螺丝20和螺母21在固定梁12的连接钢板螺孔15与竖梁5的竖梁槽钢腿面螺孔8处固定连接，再通过螺丝20和螺母21在固定梁12的固定梁等边角钢腹板螺孔15与底梁9的底梁等边角钢腹板螺孔11处固定连接，如此构成底座架22，所述侧护梁17是长为1400mm的侧护梁槽钢18，在其腰部中央距两端176mm处各打一个直径为10mm的圆形侧护梁槽钢腰部螺孔19，侧护梁槽钢18的高度为100mm，腿高为48mm，腰厚为5.3mm，侧护梁槽钢腰部螺孔19用于与竖梁5通过螺丝20和螺母21在竖梁5的竖 梁槽钢腿面螺孔8处固定连接，进而将底座架22与侧护梁17固定连接起来，如此构成一个单横梁型组合结构微型相似模拟架，当增加横梁1的数目为2、竖梁5的数目为4时，并平行连接时可以组合成新横梁宽度为2倍原横梁1宽度的双横梁型组合结构微型相似模拟架，当增加横梁1的数目为3、竖梁5的数目为6时，并平行连接时可以组合成新横梁宽度为3倍原横梁1宽度的三横梁型组合结构微型相似模拟架，如此，构成一种组合结构微型相似模拟实验架。

待实验课程教学时，提供足够数量的横梁1、竖梁5、底梁9、固定梁12和侧护梁17，将班级学生分成3组，分别进行长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm、1000mm×200mm×1000mm，1000mm×300mm×1000mm的相似材料模型制作实验，每个组学生根据自己的需要自行组合相应的相似模拟架，当组合成能制作长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm的微型相似模拟架时，将单个横梁1两端分别与单个竖梁5通过螺丝20和螺母21在横梁1的钢板螺孔4与竖梁钢槽腰面螺孔7处固定连接，横梁1的腰面朝上，再通过螺丝20和螺母21在竖梁5的竖梁钢槽腰面螺孔8与固定梁12的连接钢板螺孔15处固定连接，固定梁12的固定梁等边角钢腹板螺孔15与底梁9的底梁等边角钢腹板螺孔11，通过螺丝20和螺母21固定连接，组合成底座架22，腰面水平距底梁9的底梁等边角钢13的面板底面300mm，将底座架22放置于地面，即横梁1的腰面距地面300mm，从横梁1腰面水平开始安装侧护梁17，侧护梁17的侧护梁槽钢螺孔19与竖梁5的竖梁槽钢腿面螺孔8通过螺丝20和螺母21连接固定，随着相似材料的铺设高度增加依次安装侧护梁17，待铺设到1000mm高时，停止铺设相似材料，如此组合成可以制作模型长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm的微型相似模拟架，当组合能制作模型长×宽×高为1000mm×200mm×1000mm的微型相似模拟架时，将2个横梁1平行放置并在两端分别与2个平行放置的竖梁5通过螺丝20和螺母21在横梁1的钢板螺孔4与竖梁钢槽腰面螺孔7处固定连接，横梁1的腰面朝上，再通过螺丝20和螺母21在竖梁5的竖梁钢槽腰面螺孔8与固定梁12的连接钢板螺孔15处固定连接，固定梁12的固定梁等边角钢腹板螺孔15与底梁9的底梁等边角钢腹板螺孔11，通过螺丝20和螺母21固定连接，组合成底座架22，腰面水平距底梁9的底梁等边角钢13的面板底面300mm，将底座架22放置于地面，即横梁1的腰面距地面300mm，从横梁1腰面水平开始安装侧护梁17，侧护梁17的侧护梁槽钢螺孔19与竖梁5的竖梁槽钢腿面螺孔8通过螺丝20和螺母21连接固定，随着相似材料的铺设高度增加依次安装侧护梁17，待铺设到1000mm高时，停止铺设相似材料，如此组合成可以制作模型长×宽×高为1000mm×200mm×1000mm的微型相似模拟架，同样地，可以组合成能制作模 型长×宽×高为1000mm×300mm×1000mm的微型相似模拟架，组合结构微型相似模拟架的构件简单，安装便捷，减小了实验的工作量，降低了相似材料耗材，利于实验课程分组，能满足本科生实验课程教学及实验探究内容，增强了学生对相似模拟架的结构认识。

该组合结构微型相似模拟实验架具有操作简单，模型制作耗材低，工作量小，能组合成不同结构的相似模拟架，给实验分组教学带来了很大便利，构件占用空间小，移动便捷，利于实验课程教学分组，能很好的提高实验课程教学效率。

采用上述技术方案，一种组合结构微型相似模拟实验架，包括底座架22和侧护梁17，所述底座架22包括横梁1，竖梁5，底梁9和固定梁12，待实验课程教学时，将班级学生分成3组，提供足够数量的横梁1、竖梁5、底梁9、固定梁12和侧护梁17，分别进行长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm、1000mm×200mm×1000mm，1000mm×300mm×1000mm的相似材料模型制作实验，当组合成能制作长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm的微型相似模拟架时，将单个横梁1两端分别与单个竖梁5通过螺丝20和螺母21在横梁1的钢板螺孔4与竖梁钢槽腰面螺孔7处固定连接，横梁1的腰面朝上，再通过螺丝20和螺母21在竖梁5的竖梁钢槽腰面螺孔8与固定梁12的连接钢板螺孔15处固定连接，固定梁12的固定梁等边角钢腹板螺孔15与底梁9的底梁等边角钢腹板螺孔11，通过螺丝20和螺母21固定连接，组合成底座架22，从横梁1腰面水平开始安装侧护梁17，侧护梁17的侧护梁槽钢螺孔19与竖梁5的竖梁槽钢腿面螺孔8通过螺丝20和螺母21连接固定，随着相似材料的铺设高度增加依次安装侧护梁17，待铺设到1000mm高时，停止铺设相似材料，如此组合成可以制作模型长×宽×高为1000mm×100mm×1000mm的微型相似模拟架，同样地，可以组合成能制作模型长×宽×高为1000mm×200mm×1000mm和长×宽×高为1000mm×300mm×1000mm的微型相似模拟架，该组合结构微型相似模拟实验架具有操作简单，模型制作耗材低，工作量小，能组合成不同结构的相似模拟架，给实验分组教学带来了很大便利，构件占用空间小，移动便捷，利于实验课程分组，能很好的提高实验课程教学效率。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。