专利名称：工程试验用滑轨装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于工程试验的滑轨装置，尤其是用于城市地下工程模拟试验进行三维加载的减摩滑轨装置，可以应用于地铁工程、隧道及地下洞室工程、基础工程、特殊地下施工方法、边坡工程、挡土结构工程的模拟试验系统中。
背景技术：
目前，国内大多数的工程模拟试验都是单向加载，而城市地下工程结构的载荷却是三维的，因此，实际的工程模拟试验既需要水平加载又需要垂直加载。但是，在水平加载过程中，由于大体积的三维加载系统具有厚重的水平加载板，平动摩擦力太大，从而影响了试验的准确性和可操作性。因而需要设计这样一种装置，能够实现在最小摩擦力的情况下对工程模拟试验台进行加载，实际操作中能够很好的满足模拟试验要求。
实用新型内容为了克服上述背景技术的不足，本实用新型提供一种用于工程模拟试验三维加载的减摩滑轨装置，它可以有效地减少水平加载板与工程模拟试验中的模拟箱底板的摩擦力，有利于为实现大尺度的地下工程模拟试验的水平加载降低摩擦力并提高效率，具有通用性强的特点。
相对于滚动摩擦而言，滑动摩擦力太大，本实用新型就是利用滚动摩擦要比滑动摩擦小得多的原理，研制了这种滑轨装置。利用该滑轨装置，有效地解决了板厚重的水平加载板与模拟箱底板摩擦力较大而影响加载的问题。
本实用新型的滑轨装置包括防土盒、滚轮和导轨。导轨和滚轮都罩在防土盒内，导轨与模拟箱的箱体底板焊接。导轨的作用是引导水平加载板只在许可方向上水平移动而保护加载油缸。滚轮通过穿过其轴心的轴承与防土盒连成一个整体，扣在导轨上沿着导轨自由滚动。该滑轨装置通过防土盒与水平加载板固定连接。这样，水平加载板与模拟箱箱体底板的滑动摩擦就转变成了滚动摩擦，从而达到了减小摩擦力的目的。
防土盒是为了防止砂土等散体材料落入滑轨内使滚轮不能自由滚动而设置。滑轨既可以减少摩擦，又能保证水平加载油缸在指定方向上平行均匀移动，并防止水平加载油缸横向偏转，从而使水平加载油缸能正常工作。
本实用新型的滑轨装置还适用于其他需要减少摩擦的机械滑轨装置，通用性强。
图1是本实用新型滑轨装置在安装使用状态的正视立面图；图2是本实用新型滑轨装置的正视图；图3是本实用新型滑轨装置的俯视图；图4是本实用新型滑轨装置与水平加载板的安装位置示意图；图5是本实用新型滑轨装置动作后水平加载板位置变化的平面图。图中1.防土盒2.滚轮 3.滚轮轴承4.水平加载板5.导轨 6.模拟箱内壁7.油缸前法兰8.活塞前圆法兰 9.水平加载油缸10.钢柱 11.安装滑轨装置的狭槽12.水平加载板的初始位置13.水平加载板可移动的最大极限位置具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的滑轨装置作进一步详细的说明。
图1是本实用新型滑轨装置在安装使用状态的正视立面图。首先简要描述城市地下工程模拟试验系统实现水平加载的原理。图1仅显示出地下工程模拟试验系统的部分结构。该系统包括用于容纳模拟材料的模拟箱，模拟箱四个侧面的每个侧面外部均安装有垂直钢柱10，钢柱用于支撑模拟箱、增强其刚度和减少变形。在钢柱10上安装有水平加载油缸9，并将油缸9的缸体前法兰7固定在模拟箱的箱体上。加载油缸9通过其活塞杆端的圆法兰8与水平加载板4固定连接。滑轨装置(图1中仅示意地标识其防土盒1)通过防土盒与水平加载板固定连接，引导水平加载板4水平移动。
如图1所示，当要利用模拟试验系统进行水平加载时，先给水平加载油缸9提供液压动力，油缸9的活塞杆伸出，推动活塞杆端的水平加载板4水平移动(图1中为向左移动)，实现对模拟箱内的模拟材料的水平加载。此时，可以参见图5，该图显示出了水平加载板水平移动前后的位置，图中，箭头表示水平加载板的水平移动方向，双实线为水平加载板的初始位置12，双虚线为水平加载板可移动的最大极限位置13。
图2和图3分别显示出本实用新型滑轨装置的正视立面图和俯视图。滑轨装置包括一个防土盒1、多个滚轮2、多个滚轮轴承3以及一根导轨5。其中，滚轮2、滚轮轴承3和导轨5都被罩在防土盒1内。导轨5与模拟箱的箱体底板固定连接(比如焊接)。滚轮2通过装于其轴心的滚轮轴承3与防土盒1连成一个整体，滚轮2在导轨5上沿着导轨水平滚动。
图4是本实用新型滑轨装置与水平加载板的安装位置示意图。如图所示，滑轨装置可拆卸地固定安装在水平加载板4的底端边缘上的狭槽11内，并且其导轨与水平加载板4垂直。可以在每块水平加载板4上对称地安装适量的滑轨装置(比如两个或两个以上)。
对模拟箱内的模拟材料进行水平加载时，水平加载油缸9推动水平加载板4水平移动，此时，导轨5引导水平加载板4并只允许它沿指定方向移动，这样还防止了水平加载油缸9发生横向偏转，保护加载油缸使之免受偏转载荷的影响。同时，防土盒1防止砂土等散体材料落入滑轨内而妨碍滚轮自由滚动。
本实用新型利用滚动摩擦比滑动摩擦小得多的原理设计了本滑轨装置，解决了现有技术中因水平加载板底部滑动摩擦较大而影响加载的问题，提高了城市地下工程模型试验台的工作效率，并延长了设备的使用寿命。可以说，加载板有了本滑轨装置才能真正发挥其应有的作用。
权利要求1.一种工程试验用滑轨装置，用于城市地下工程模拟试验中进行水平加载时引导水平加载板水平移动，其特征在于该滑轨装置包括一个防土盒(1)、多个滚轮(2)、多个滚轮轴承(3)和一根导轨(5)，其中，滚轮(2)、滚轮轴承(3)和导轨(5)都被罩在防土盒(1)内，每个滚轮(2)通过装于其轴心的相应滚轮轴承(3)与防土盒(1)连成一个整体，该整体通过防土盒(1)与上述水平加载板(4)固定连接，滚轮(2)位于导轨(5)上并可沿导轨(5)水平滚动。
2.根据权利要求1所述的滑轨装置，其特征在于所述导轨(5)固定连接在工程模拟试验中所用模拟箱的底板上。
3.根据权利要求1或2所述的滑轨装置，其特征在于所述防土盒(1)可拆卸地固定连接在所述水平加载板(4)底端边缘上的狭槽(11)内。
专利摘要一种工程试验用滑轨装置，包括防土盒、滚轮、滚轮轴承和导轨，其中，滚轮(2)、滚轮轴承(3)和导轨(5)都被罩在防土盒(1)内，每个滚轮通过其轴心的滚轮轴承与防土盒连成一个整体并通过防土盒与水平加载板(4)固定连接，滚轮位于导轨上并可沿导轨水平滚动。本滑轨装置可用于城市地下工程模拟试验中进行水平加载时引导水平加载板水平移动，是三维加载模拟试验装置的一个组成部分。它能有效减少水平加载板与模拟箱箱体底板的摩擦力，为实现大尺度地下工程模型试验的水平加载降低摩擦力，提高效率。它可在最小摩擦力情况下，使模拟试验装置灵活实现水平加载。它还适用于其他需要减少摩擦的机械滑轨装置，通用性强。
文档编号E02D33/00GK2801891SQ200520110778
公开日2006年8月2日 申请日期2005年6月28日 优先权日2005年6月28日
发明者刘波, 陶龙光, 高全臣, 单仁亮 申请人:中国矿业大学(北京)