一种用于相似材料模拟试验的自动铺料装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种相似材料模拟试验装置，尤其涉及一种用于相似材料模拟试验的自动铺料装置。
【背景技术】
[0002]相似材料模拟试验可以综合考虑地下工程的结构与岩体特点，定性的反映现场工程岩体的变形破坏特征，与实地观测和理论研究相配合，合理地指导工程设计与施工，广泛应用于采矿、岩土、水利、铁道等领域。
[0003]目前相似模拟试验在其模型制作过程中，主要依赖人工完成。对于体型尺寸相对较小的模型制作，这种方法的缺点尚不十分明显。但是，对于“大型”相似材料模型，例如长2000mm、宽2500mm、高2500mm及以上尺寸的模型，其材料的铺设与捣实工程量巨大，采用人工手动操作，制作周期长、劳动强度大，而且铺设过程中难以确定材料的密实度及平整度，铺设模型会因操作人员的不同，导致成型后模拟岩层不能很好的与工程岩体相匹配，试验结果的可信度较低。
[0004]基于上述原因，现有技术中，围绕相似材料模型制作过程中的铺料与捣实方法，进行了一系列技术改进，例如:中国专利申请CN103728422公开了一种用于相似材料模拟试验的自移式布料及振实装置，可替代人工实现相似材料模拟试验时材料的布料与振实。但是，该类装置结构复杂、制造成本相对偏高，工作过程中该装置的所有部件均随振动板一起震动，导致设备故障率高、维护维修成本高；而且该装置在工作过程中，无法根据层与层之间的实际需要进行振实作用力的调节，成型后模拟岩层的密实度及相似比的一致性得不到保障。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是，提供一种用于相似材料模拟试验的自动铺料振实的试验装置，其具有结构简单、操控灵活，生产效率高、劳动强度低、铺料与捣实效果好等特点。
[0006]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是，一种用于相似材料模拟试验的自动铺料装置，其特征在于，包括安装支架、液压缸、限位块、振动装置和盛料箱；
[0007]所述安装支架为一矩形框，所述矩形框的四个角分别安装在相似材料模拟试验装置的四根立柱上；
[0008]所述安装支架的前、后、左、右四边框均为第一方形柱，其中，左第一方形柱和右第一方形柱的上表面，均分别设置有第一滑槽；
[0009]所述安装支架还包括有一根横梁，所述横梁的左右两端分别设置有第一滑块；
[0010]所述横梁的两端与所述左第一方形柱和右第一方形柱之间，分别通过第一滑块与第一滑槽形成可滑动连接；
[0011]所述横梁为可拆卸的左中右三段式结构，横梁的左、右两端均为实心块；中间段为分体式组合结构，包括两根相互平行的导轨，在两根相互平行的导轨之间保留一定的间距；
[0012]所述导轨的截面均呈U形，两根导轨的U形缺口部面对面相向布置，围成一个分体式的第一滑槽结构；
[0013]在上述第一滑槽结构内设置有一滑动板，所述滑动板水平布置，其前后两边分别插入上述第一滑槽结构，形成可滑动连接；
[0014]上述滑动板的下表面上一左一右分别焊接有两个第一连接柱，所述第一连接柱的下端部从上述两根导轨之间向下伸出；
[0015]上述两根第一连接柱的下端均分别固定连接有一安装座板，每一块安装座板上分别连接有一液压缸；
[0016]所述液压缸的活塞杆朝下，其底座通过螺栓与所述安装座板成可拆卸连接；
[0017]在上述两个液压缸的活塞杆末端，均分别连接有一限位块；
[0018]所述限位块的截面均成U形，缺口部面对面相向布置，围成一个分体式的第二滑槽结构；
[0019]所述振动装置为“工”字形箱体结构;所述振动装置的顶板的左右两边分别插入至上述第二滑槽结构内，并与所述第二滑槽结构的上方内侧壁面保持20-30mm的间距；
[0020]所述振动装置内部安装有一振动电机；
[0021]在上述振动装置的顶板上表面上竖立设置有支撑座，所述盛料箱固定在所述支撑座的顶部；
[0022]所述盛料箱的左右两侧分别设置有出料口，所述出料口处设置有插板阀；
[0023]在上述滑动板的上表面上一左一右分别焊接有两个第二连接柱，所述第二连接柱的上端部从上述两根导轨之间向上伸出；
[0024]上述横梁的左、右两端的实心块上均分别安装有第一钢丝绳卷绕装置；
[0025]上述第二连接柱的上端部分别栓有钢丝绳，钢丝绳的另一端分别缠绕在与其各自对应的第一钢丝绳卷绕装置上；
[0026]在上述安装支架的前后两个边框纵向中心位置处，分别安装有第二钢丝绳卷绕装置；
[0027]上述横梁纵向中心位置处的前后两侧壁面上，分别设置有吊钩，吊钩上分别栓有钢丝绳，钢丝绳的另一端分别缠绕在与其各自对应的第二钢丝绳卷绕装置上；
[0028]上述第一钢丝绳卷绕装置和第二钢丝绳卷绕装置均有电机驱动，各电机的电源开关均设置在一手持式开关盒内。
[0029]上述技术方案直接带来的技术效果是，结构简单、操控灵活、机动性好，可替代人工实现相似材料模拟试验时相似材料的铺料与捣实，降低操作人员的劳动强度；
[0030]最为关键的是，这种装置，可大幅提高相似材料模型的平整度及密实度，以及成型后模拟岩层厚度及强度相似比的一致性。原因简要分析与说明如下:
[0031]1、其振动装置的振动幅度可调(通过振动电机的输出功率调节)；
[0032]2、在振动装置可调节幅度之外，还可以适时使用液压缸进行辅助施压(此时，振动装置不起振动作用，而是作为液压缸的压头对相似材料进行施力挤压)，以满足相似材料模型中的层与层之间材料密实程度的不同要求。
[0033]优选为，上述液压缸的活塞杆末端与所述限位块之间设置有第一弹簧。
[0034]该优选技术方案直接带来的技术效果是，可以有效缓冲振动装置工作过程中对活塞杆的冲击，减小长期性的频繁冲击可能带来的活塞杆(液压缸)的疲劳损伤。
[0035]进一步优选，上述第二滑槽结构的上方内侧壁面上设置缓冲用的橡胶块。
[0036]该优选技术方案直接带来的技术效果是，作用与上同:是为了进一步缓冲振动装置工作过程中对活塞杆的冲击，进一步减小长期性的频繁冲击可能带来的活塞杆(液压缸)的疲劳损伤。
[0037]进一步优选，上述支撑座为第三弹簧。
[0038]该优选技术方案直接带来的技术效果是，可有效地将振动装置工作过程中的上下振动传递至盛料箱内，以提高盛料箱出料口出料的流畅性。
[0039]为更好地理解本实用新型，现进一步详细说明本实用新型的使用方法。
[0040]本实用新型的一种用于相似材料模拟试验的自动铺料装置的使用方法，
[0041 ] 包括以下步骤:
[0042 ]第一步，由人工手动向盛料箱内加入预先配置好的相似材料；
[0043]第二步，开启液压缸，将其活塞杆伸长长度调节至合适位置；同时配合使用手持式开关盒，将振动装置调整到所需的位置；
[0044]第三步，启动振动电机、手动开启盛料箱的左侧或右侧的出料口处的插板阀；
[0045]插板阀的开启原则是，按照振动装置下一步的前进方向，开启对应的出料口处的插板阀；
[0046]盛料箱的出料口在振动装置的上下震动下开始出料;在出料过程中，由操作人员通过手持式开关盒，操控振动装置的走向与移动快慢，边铺料边捣实；
[0047]在铺料与捣实过程中，根据盛料箱内物料的余量，及时手动补充加入；
[0048]第四步，根据试验模型各具体层与层之间所需铺设的不同相似材料，当一层铺设与捣实完成后，向盛料箱内加入另一模拟岩层的相似材料；
[0049]并重复上述第一步至第三四步，直至整个相似材料模型铺料与捣实工作全部完成。
[0050]不难看出，本实用新型的相似材料模拟试验装置用的自动铺料装置的使用方法，具有操作简单、生产效率高、劳动强度低、铺料与捣实效果好等技术特点。
[0051]综上所述，本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果:
[0052]1、装置的结构简单、操控灵活、机动性好，生产效率高、劳动强度低、铺料与捣实效果好；
[0053]2、装置制造成本低、安装与拆卸方便、维护维修成本低；
[0054]3、可大幅提高相似材料模型的平整度及密实度，以及成型后模拟岩层厚度及强度相似比的一致性
【附图说明】
[0055]图1为本实用新型的结构不意图。
[0056]附图标记说明:
[0057]1-振动装置，2-振动电机，3-限位块，4-盛料箱，5-支撑座，6_左侧铺料出口，7_插板阀，9-横梁，10-导轨，11-方形柱，12-滑槽，13-滑块，14-电机，15-钢丝绳，16-吊钩，17-第一连接柱，18-第二连接柱，19-安装座板，20-液压缸，21-橡胶块，22-第一弹簧，23-钢丝绳卷绕装置。
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