專(zhuān)利名稱(chēng)：原狀土多功能聯(lián)合制樣儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，是一種土工制樣儀器。
背景技術(shù)：
近代土力學(xué)從1923年K.TerZaghi提出有效應(yīng)力原理以來(lái)，獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。 1963年，Roscoe針對(duì)粘土提出了著名的劍橋模型則將土力學(xué)的研究推向了新的高潮，同時(shí) 也開(kāi)啟了現(xiàn)代土力學(xué)研究的大門(mén)。土力學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展，實(shí)際上是建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上， 尤其是早期的室內(nèi)試驗(yàn)為后續(xù)土力學(xué)的理論研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了獲取土體真實(shí)的 物理力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)行原位測(cè)試是十分必要的。但是考慮到經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的原因，以及土 體固有的碎散性、多相性、自然變異性、時(shí)空不確定性，試圖采用原位測(cè)試完全揭示土體本 構(gòu)特性，基本上是不可能的。研究制備原狀土樣的儀器，盡可能的減小對(duì)原狀土的擾動(dòng)，仍 然具有十分重要的理論意義與現(xiàn)實(shí)意義。已有儀器存在的缺陷，歸納如下(1)儀器功能單一，有的儀器只能采用刃口單向 靜壓法制備軟粘土，無(wú)法制備可塑至堅(jiān)硬土體，而有的儀器只能制備實(shí)心試樣，無(wú)法制備空 心試樣。一套儀器制一種樣，造成極端浪費(fèi)；(2)儀器基本依靠人工作業(yè)，自動(dòng)化程度很低， 人為擾動(dòng)大，制樣花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)法自動(dòng)脫模，效率低下；(3)人工作業(yè)，無(wú)法保證精度，造 成測(cè)試結(jié)果差異性很大；(4)不能保證平行試件的物理力學(xué)指標(biāo)的一致性，測(cè)試結(jié)果可比 性差，可重復(fù)性差。針對(duì)上述問(wèn)題，為徹底解決這一普遍性難題，急需研制一種能夠制備實(shí) 心、空心、軟土、硬土試樣的新型原狀土多功能聯(lián)合制樣儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用微控制器控制的可制備軟土、硬土、實(shí)心、空心試 樣等多種試樣、可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，其可徹底解決原狀土試樣 制備過(guò)程中的制樣儀功能單一與自動(dòng)脫模的難題，且制樣方便、高效、成本低，性能較好。本發(fā)明為了達(dá)到上述目的，提供一種原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，包括液壓系統(tǒng)、制 樣模具、電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和控制器，還設(shè)有加壓轉(zhuǎn)換裝置，所述的液壓系統(tǒng)由油箱，液壓管路， 電磁閥，節(jié)流閥，溢流閥，蓄能器，壓力繼電器，液壓泵，液壓表和雙液壓缸組成，油箱通過(guò)液 壓管路連接有溢流閥、蓄能器和壓力繼電器；油箱還通過(guò)兩路液壓管路經(jīng)兩個(gè)電磁閥分別 與上液壓缸與下液壓缸連接；油箱還通過(guò)液壓泵與3路液壓管路連接，分別是與液壓表連 接、通過(guò)兩個(gè)電磁閥連接上液壓缸與下液壓缸、與兩個(gè)電磁節(jié)流閥連接后再通過(guò)兩個(gè)電磁 閥連接上液壓缸與下液壓缸；所述的制樣模具有兩種，實(shí)心制樣模具和空心制樣模具，在制 樣模具內(nèi)設(shè)有絲扣，通過(guò)絲扣在模具下端安裝刃口或鉆頭，通過(guò)卡盤(pán)實(shí)現(xiàn)實(shí)心和空心制樣 模具的轉(zhuǎn)換，盛土具和原狀土放在與下液壓缸活塞桿連接的制樣模具下方；所述的加壓轉(zhuǎn) 換裝置由制樣模具中的活塞、活塞桿、加壓柱體、圓形卡盤(pán)、軸承、錐形齒和底支座組成；所 述的電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中電機(jī)安裝在下液壓缸一側(cè)，電機(jī)提供正反向扭矩，通過(guò)雙齒輪的傳動(dòng) 作用實(shí)現(xiàn)模具以軸向?yàn)橹行牡霓D(zhuǎn)動(dòng)；控制器控制液壓系統(tǒng)和電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行。
本發(fā)明聯(lián)合制樣儀中，使用的電磁閥均為兩位三通電磁閥。本發(fā)明聯(lián)合制樣儀，為克服已有制樣儀只能制備單一試樣的弊病，以適應(yīng)土工試 驗(yàn)制樣的需要，制作出原狀土實(shí)心試樣和空心試樣，因此準(zhǔn)備了兩種制樣模具，有實(shí)心制樣 模具和空心制樣模具，在兩種制樣模具內(nèi)設(shè)有絲扣，通過(guò)絲扣在模具下端可安裝刃口用于 制軟土試樣，或安裝鉆頭用于制硬土試樣。所述的空心制樣模具有內(nèi)層和外層兩個(gè)薄壁圓筒，內(nèi)、外層圓筒之間由頂蓋連接， 頂蓋上有中心孔，邊部均布有2 4個(gè)柱體孔，內(nèi)、外層圓筒之間還安裝有一鋼環(huán)；內(nèi)層圓筒 中設(shè)置有活塞，活塞上固定有活塞桿；頂蓋上方有與柱體孔相同根數(shù)的加壓柱體，一端穿過(guò) 滑槽空心管與活塞桿固連，另一端穿入柱體孔與鋼環(huán)連接。本發(fā)明所述的實(shí)心制樣模具和空心制樣模具，可通過(guò)加壓轉(zhuǎn)換裝置的圓形卡盤(pán)完 成位置轉(zhuǎn)換，卡盤(pán)的徑向兩端通過(guò)軸承將制樣模具固定，模具可以沿軸向運(yùn)動(dòng)。所述卡盤(pán)通過(guò)軸承和錐形齒固定在底支座上，底支座固定在地面上。當(dāng)需要將實(shí) 心制樣模具更換為空心制樣模具時(shí)，需手動(dòng)卸下實(shí)心制樣模具上與模具外圓筒相連的空心 管，同時(shí)卸下模具內(nèi)的活塞桿與下液壓缸活塞桿連接處的螺栓；卸下空心制樣模具的滑槽 空心管上端的螺栓；旋轉(zhuǎn)卡盤(pán)180。，將空心制樣模具旋轉(zhuǎn)到下液壓缸活塞桿下方，通過(guò)位 于卡盤(pán)下方的錐形齒定位，在慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤(pán)時(shí)，待錐形齒正好對(duì)準(zhǔn)定位點(diǎn)發(fā)出響聲后，再將 與下液壓缸活塞桿對(duì)正的空心制樣模具的活塞桿、與模具外圓筒相連的滑槽空心管與上方 相連處的螺栓固定好，然后才進(jìn)入制樣過(guò)程。本發(fā)明所述的整個(gè)制樣系統(tǒng)的動(dòng)力源于控制器控制的液壓系統(tǒng)和電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)。 液壓系統(tǒng)提供軸向荷載，將原狀土壓入制樣模具中；電機(jī)提供正反向扭矩，通過(guò)雙齒輪的傳 動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)模具以軸向?yàn)橹行牡霓D(zhuǎn)動(dòng)，軸向荷載與正、反向扭矩二者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)模具下端安 裝的刃口或鉆頭運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，從而可以制備實(shí)心、空心、軟土、硬土試樣。制作硬土試樣時(shí)，加壓過(guò)程中置于下液壓缸外圓筒側(cè)面的電機(jī)，在微控制器的作 用下不斷地提供正反向扭矩，配合制樣模具下方的鉆頭對(duì)土樣進(jìn)行切削，使整個(gè)制樣模具 更容易深入到土樣中。制備軟土試樣時(shí)，無(wú)需開(kāi)啟電機(jī)，實(shí)行單向靜壓，必要時(shí)才開(kāi)動(dòng)電機(jī) 提供正反向扭矩，使制樣更加容易。本發(fā)明原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，在液壓系統(tǒng)中，通過(guò)調(diào)節(jié)溢流閥可以調(diào)節(jié)和控 制制樣儀系統(tǒng)的壓強(qiáng)極限值，調(diào)節(jié)節(jié)流閥可以控制制樣時(shí)活塞的推進(jìn)速度。系統(tǒng)工作時(shí)，由 控制器控制各個(gè)電磁閥的得失電狀態(tài)，以控制各液壓管路的液體流向，完成施力加壓、退壓 返回、試樣脫模等一系列動(dòng)作。制樣時(shí)液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程如下①制樣前手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥和節(jié)流閥以確定整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓強(qiáng)極限值和上、下液 壓缸中活塞的推進(jìn)速度。通過(guò)控制器選擇或新設(shè)定程序，令儀器自動(dòng)完成下列所有步驟工 作；②制樣儀先將電磁閥B、C打到左工作位，電磁閥A、D打到右工作位，使兩個(gè)液壓缸 的活塞下方處于注油狀態(tài)，上方處于回油狀態(tài)，使兩個(gè)活塞歸位到液壓缸的最上方；③然后電磁閥B打到右工作位，電磁閥A打到左工作位，電磁閥C、D打到中間停止 位，使上液壓缸的活塞上方處于注油狀態(tài)，下方處于回油狀態(tài)開(kāi)始加壓過(guò)程，此過(guò)程中下液 壓缸中的活塞保持不動(dòng)；④待制樣模具中的土樣盛滿(mǎn)后，電磁閥B打到左工作位，電磁閥A打到右工作位，電磁閥C、D打到中間停止位，使上液壓缸的活塞下方處于注油狀態(tài)，上方處于回油狀態(tài)，使 制樣模具退出盛土具，此過(guò)程中下液壓缸中的活塞仍然保持不動(dòng)；⑤待制樣模具完全退出盛土具一定距離后，電磁閥D打到左工作位，電磁閥C打到 右工作位，電磁閥A、B打到中間停止位，使下液壓缸的活塞上方處于注油狀態(tài)，下方處于回 油狀態(tài)，使與下加壓缸活塞桿相連的實(shí)心模具中的活塞(實(shí)心試樣)或空心模具中的鋼環(huán)、 活塞(空心試樣)連同試樣緩慢推出制樣模具。此過(guò)程中上加壓缸中的活塞保持不動(dòng)。至 此即完成了一個(gè)試樣的制作。由上述試樣制備過(guò)程可見(jiàn)脫模過(guò)程是自動(dòng)完成的脫模過(guò)程中，上液壓缸的活塞 固定不動(dòng)，控制住制樣模具外圓筒不動(dòng)；對(duì)實(shí)心試樣，直接利用下液壓缸的活塞桿、模具中 的活塞將實(shí)心試樣的推出模具；對(duì)空心試樣，利用下液壓缸的活塞桿推動(dòng)制樣模具中的鋼 環(huán)以及模具內(nèi)的活塞把空心試樣推出模具。本發(fā)明很好地解決了試樣制備自動(dòng)脫模的難 題，大大提高了試樣制備的效率。本發(fā)明在試樣制備過(guò)程中在盛土具與原狀土之間鋪設(shè)有雙層橡膠膜，并在橡膠膜 中充有氣體；本發(fā)明一方面通過(guò)雙液壓缸加壓驅(qū)動(dòng)方式，達(dá)到平穩(wěn)加壓驅(qū)動(dòng)，使之對(duì)原狀 土的擾動(dòng)作用可以達(dá)到最小，另一方面通過(guò)向橡膠膜中充入氣體再將原狀土固定在盛土具 中，也可減小對(duì)土體的擾動(dòng)。本發(fā)明所述的控制器通過(guò)電纜與各溢流閥、電磁節(jié)流閥及電機(jī)等連接，控制器事 先植入相關(guān)的控制程序，可設(shè)置參數(shù)、顯示當(dāng)前儀器運(yùn)行狀態(tài)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)試件壓 實(shí)力、壓實(shí)量、壓實(shí)速度、保壓時(shí)間等各項(xiàng)狀態(tài)參數(shù)的預(yù)置并顯示于液晶屏幕上，具有良好 的人機(jī)交換界面，使試件的制備更加直觀(guān)和容易控制。本發(fā)明的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀使用步驟是(1)將盛土具中的雙層橡膠膜整理平整，將原狀土裝入盛土具中，向橡膠膜中充入 適量氣體，以固定土柱不動(dòng)；(2)根據(jù)系統(tǒng)壓力需要調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的溢流閥至需要的位置；(3)根據(jù)制樣速度需要調(diào)節(jié)節(jié)流閥至需要的位置；(4)開(kāi)啟控制器電源開(kāi)關(guān)，選擇制樣程序；啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，如果制備硬土試樣，還 要開(kāi)啟電機(jī)；(5)制樣儀根據(jù)控制器設(shè)定的程序自動(dòng)完成制樣，待制樣儀推出試樣時(shí)，取走試 樣；(6)重復(fù)上述過(guò)程，制備下一個(gè)試樣。(7)試樣制作完畢，關(guān)閉電源，取下制樣模具進(jìn)行清洗。本發(fā)明的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀具有如下的優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，設(shè)計(jì)科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)卡盤(pán)實(shí)現(xiàn)兩種制樣 模具的位置轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)兩種模具公用一套盛土具、一套動(dòng)力源完成四種試樣的制備。本制樣 儀使用方便，技術(shù)性能較好，性?xún)r(jià)比高，便于維護(hù)保養(yǎng)。②本發(fā)明的制樣儀有多種功能，可制備四種試樣。本發(fā)明通過(guò)液壓系統(tǒng)提供軸向 荷載，將原狀土壓入制樣模具中；電機(jī)提供正反向扭矩，通過(guò)雙齒輪的傳動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)模具以 軸向?yàn)橹行牡霓D(zhuǎn)動(dòng)，軸向荷載與正、反向扭矩二者結(jié)合，通過(guò)模具下端安裝的鉆頭或刃口運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)的改變，從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)制樣儀可制備實(shí)心、空心、軟土、硬土四種試樣。
③本發(fā)明采用雙液壓缸加壓驅(qū)動(dòng)方式，一方面使制樣過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行，對(duì)原狀土的 擾動(dòng)作用可以達(dá)到最?。涣硪环矫嫱ㄟ^(guò)上液壓缸的活塞控制制樣模具外圓筒的上下運(yùn)動(dòng)， 通過(guò)下液壓缸控制模具內(nèi)的活塞的運(yùn)動(dòng)，解決了自動(dòng)脫模的問(wèn)題，使制樣高效和低成本。④本發(fā)明應(yīng)用微控制器控制液壓系統(tǒng)和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；控制器事先植入相關(guān)的 控制程序，可在控制器上預(yù)置各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，并在液晶屏幕上顯示當(dāng)前儀器運(yùn)行狀態(tài)等，具 有良好的人機(jī)交換界面，使試件的制備更加直觀(guān)和容易控制。⑤本發(fā)明的制樣儀不僅可以制備土試件，還可以制備類(lèi)土類(lèi)試件。在巖土測(cè)試領(lǐng) 域具有重大科研價(jià)值與應(yīng)用價(jià)值，值得推廣。


圖1為本發(fā)明原狀土多功能聯(lián)合制樣儀總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明滑槽空心管結(jié)構(gòu)示意圖。上述圖中1油箱、2液壓管路、3溢流閥、4電磁節(jié)流閥、5電磁閥A、6電磁閥B、7電 磁閥C、8電磁閥D、9液壓泵、10蓄能器、11壓力繼電器、12液壓表、13上液壓缸、14活塞、 15下液壓缸、16下液壓缸外圓筒、17電機(jī)、18電纜、19齒輪、20螺栓、21軸承、22活塞桿、23 空心管、24實(shí)心制樣模具、25絲扣、26刃口、27盛土具、28 土料、29雙層橡膠膜、30空心模 具內(nèi)圓筒、31空心模具外圓筒、32鋼環(huán)、33加壓柱體、34滑槽空心管、35卡盤(pán)、36底支座、37 錐形齒、38控制器、39滑槽、40柱體孔。
具體實(shí)施例方式、下面以具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1 本發(fā)明原狀土多功能聯(lián)合制樣儀總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括液壓系統(tǒng)、 制樣模具、加壓轉(zhuǎn)換裝置、電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和控制器，所述的液壓系統(tǒng)由油箱1，液壓管路2， 溢流閥3，電磁節(jié)流閥4，4個(gè)兩位三通電磁閥，液壓泵9，蓄能器10，壓力繼電器11，液壓表 12和雙液壓缸組成，油箱上通過(guò)液壓管路2連接有溢流閥、蓄能器和壓力繼電器；油箱還通 過(guò)兩路液壓管路經(jīng)電磁閥B6與上液壓缸13連接、經(jīng)電磁閥D8與下液壓缸15連接；油箱還 通過(guò)液壓泵9與3路液壓管路連接，分別是與液壓表12連接、通過(guò)電磁節(jié)流閥4串接電磁 閥A5連接上液壓缸13和通過(guò)電磁節(jié)流閥4串接電磁閥C7連接下液壓缸15、通過(guò)電磁閥 B6連接上液壓缸13與通過(guò)電磁閥D8連接下液壓缸15 ；所述的制樣模具有兩種，實(shí)心制樣 模具24和空心制樣模具，在制樣模具內(nèi)設(shè)有絲扣25，通過(guò)絲扣在模具下端安裝刃口 26 ；加 壓轉(zhuǎn)換裝置由制樣模具中的活塞14和活塞桿22、加壓柱體33、圓形卡盤(pán)35、軸承21、底支 座36和錐形齒37組成；所述的電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中電機(jī)17安裝在下液壓缸一側(cè)，電機(jī)提供正 反向扭矩，通過(guò)雙齒輪19的傳動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)模具以軸向?yàn)橹行牡霓D(zhuǎn)動(dòng)；控制器38控制液壓系 統(tǒng)和電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行。所述的空心制樣模具有內(nèi)、外兩層薄壁圓筒，內(nèi)圓筒30與制樣模具外圓筒31之間 夾有一圈鋼環(huán)32，鋼環(huán)與2根穿入模具頂蓋上的柱體孔40的加壓柱體33連接，加壓柱體另 一端穿過(guò)滑槽空心管34上的滑槽39后與活塞桿22固連；空心制樣模具的內(nèi)層圓筒中設(shè)置 有活塞14，活塞上有活塞桿22。
所述卡盤(pán)35通過(guò)軸承21和錐形齒37固定在底支座36上，底支座固定在地面上。所述的盛土具27與原狀土 28之間鋪設(shè)有雙層橡膠膜29，并在橡膠膜中充入氣體。本儀器用于制作實(shí)心軟土試樣。實(shí)施例2 將本發(fā)明實(shí)施例1的聯(lián)合制樣儀模具下端的器具換成鉆頭；用于制作硬 土實(shí)心的試樣、制樣時(shí)過(guò)程必須開(kāi)啟電機(jī)，電機(jī)提供正反向扭矩，通過(guò)齒輪的傳動(dòng)作用實(shí)現(xiàn) 模具以軸向?yàn)橹行牡霓D(zhuǎn)動(dòng)，軸向荷載與正、反向扭矩二者結(jié)合，制得硬土實(shí)心的試樣。實(shí)施例3 將本發(fā)明實(shí)施例1的聯(lián)合制樣儀的實(shí)心制樣模具更換成空心的制樣模 具，同時(shí)所用空心制樣模具設(shè)有4根加壓柱體?？招闹茦幽＞叩陌惭b過(guò)程是先在內(nèi)層圓筒 30與外層薄壁圓筒31之間放入鋼環(huán)32，把活塞桿22固定到活塞14上，將活塞桿22從內(nèi) 層薄壁圓筒下端穿入，從頂蓋中心孔穿出；把滑槽空心管34套在活塞桿22上，并通過(guò)螺栓 20固定在外層薄壁圓筒頂蓋上；分別把4根加壓柱體經(jīng)滑槽39固定到活塞桿上，4根加壓 柱體另一端再一起與空心模具頂蓋上的柱體孔對(duì)準(zhǔn)，采用旋轉(zhuǎn)的方式把加壓柱體固定到鋼 環(huán)上?？招牡闹茦幽＞呦路桨惭b刃口，用于制作空心軟土試樣。實(shí)施例4 使用本發(fā)明實(shí)施例3的制樣儀，將實(shí)施例3的空心制樣模具下方安裝的 刃口更換成鉆頭，用于制作硬土空心試樣。其制樣步驟是(1)將盛土具中的雙層橡膠膜整理平整，將原狀土裝入盛土模具中，向橡膠膜中充 入適量氣體，以固定土柱不動(dòng)；(2)制樣前手動(dòng)調(diào)節(jié)溢流閥和節(jié)流閥以確定整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓強(qiáng)極限值和液壓缸 中活塞的推進(jìn)速度。(3)開(kāi)啟控制器電源，選擇事先在控制器設(shè)定完成制樣的程序，指令制樣儀完成所 有制樣工作；(4)開(kāi)啟電源，開(kāi)啟液壓系統(tǒng)，開(kāi)啟電機(jī)；(5)制樣儀自動(dòng)完成所有制樣工作，待制樣儀推出制好的試樣時(shí)，取走試樣；(6)重復(fù)上述過(guò)程，制備下一個(gè)試樣。(7)試樣制作完畢，關(guān)閉電源，取下制樣模具進(jìn)行清洗。本發(fā)明原狀土多功能聯(lián)合制樣儀設(shè)計(jì)科學(xué)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作使用方便，性能好，性 價(jià)比高，便于維護(hù)保養(yǎng)；本制樣儀一機(jī)多功能，可以制備實(shí)心、空心、軟土、硬土四種試樣。不 僅可以在巖土測(cè)試領(lǐng)域制樣，還可以制備類(lèi)土類(lèi)試件，在巖土測(cè)試領(lǐng)域具有重大科研價(jià)值 與應(yīng)用價(jià)值，值得推廣。
權(quán)利要求
一種原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，包括液壓系統(tǒng)、制樣模具、電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和控制器，其特征在于還設(shè)有加壓轉(zhuǎn)換裝置，所述的液壓系統(tǒng)由油箱，液壓管路，電磁閥，節(jié)流閥，溢流閥，蓄能器，壓力繼電器，液壓泵，液壓表和雙液壓缸組成，油箱通過(guò)液壓管路連接有溢流閥、蓄能器和壓力繼電器；油箱還通過(guò)兩路液壓管路經(jīng)兩個(gè)電磁閥分別與上液壓缸與下液壓缸連接；油箱還通過(guò)液壓泵與3路液壓管路連接，分別是與液壓表連接、通過(guò)兩個(gè)電磁閥連接上液壓缸與下液壓缸、與兩個(gè)電磁節(jié)流閥連接后再通過(guò)兩個(gè)電磁閥連接上液壓缸與下液壓缸；所述的制樣模具有兩種，實(shí)心制樣模具和空心制樣模具，在制樣模具內(nèi)設(shè)有絲扣，通過(guò)絲扣在模具下端安裝刃口或鉆頭，通過(guò)卡盤(pán)實(shí)現(xiàn)實(shí)心和空心制樣模具的轉(zhuǎn)換，盛土具和原狀土放在與下液壓缸活塞桿連接的制樣模具下方；所述的加壓轉(zhuǎn)換裝置由制樣模具中的活塞、活塞桿、加壓柱體、圓形卡盤(pán)、軸承、錐形齒和底支座組成；所述的電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中電機(jī)安裝在下液壓缸一側(cè)，電機(jī)提供正反向扭矩，通過(guò)雙齒輪的傳動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)模具以軸向?yàn)橹行牡霓D(zhuǎn)動(dòng)；控制器控制液壓系統(tǒng)和電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，其特征在于所述的空心制樣模 具有內(nèi)層和外層兩個(gè)薄壁圓筒，內(nèi)、外層圓筒之間由頂蓋連接，頂蓋上有中心孔，邊部均布 有2 4個(gè)柱體孔，內(nèi)、外層圓筒之間還安裝有一鋼環(huán)；內(nèi)層圓筒中設(shè)置有活塞，活塞上固定 有活塞桿；頂蓋上方有與柱體孔相同根數(shù)的加壓柱體，一端穿過(guò)滑槽空心管與活塞桿固連， 另一端穿入柱體孔與鋼環(huán)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，其特征在于所述的實(shí)心制樣模 具和空心制樣模具，可通過(guò)加壓轉(zhuǎn)換裝置的圓形卡盤(pán)完成位置轉(zhuǎn)換，卡盤(pán)的徑向兩端通過(guò) 軸承將制樣模具固定，模具可以沿軸向運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，其特征在于所述卡盤(pán)通過(guò) 軸承和錐形齒固定在底支座上，底支座固定在地面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，其特征在于所述的盛土具與原 狀土之間鋪設(shè)有雙層橡膠膜，并在橡膠膜中充有氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種原狀土多功能聯(lián)合制樣儀，包括液壓系統(tǒng)、制樣模具、加壓轉(zhuǎn)換裝置、電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)和控制器，液壓系統(tǒng)由油箱，液壓管路，電磁閥，節(jié)流閥，溢流閥，蓄能器，壓力繼電器，液壓泵，液壓表和雙液壓缸組成；制樣模具有實(shí)心和空心模具，在模具內(nèi)部設(shè)有絲扣，通過(guò)絲扣安裝刃口用于制軟土試樣，或安裝鉆頭用于制硬土試樣；通過(guò)卡盤(pán)實(shí)現(xiàn)實(shí)心和空心模具的轉(zhuǎn)換；電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中電機(jī)安裝在下液壓缸一側(cè)，電機(jī)提供正反向扭矩，通過(guò)雙齒輪的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)模具的轉(zhuǎn)動(dòng)；控制器控制液壓系統(tǒng)和電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行。本制樣儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，功能多，性能好，性?xún)r(jià)比高，易維護(hù)保養(yǎng)；可制備實(shí)心、空心、軟土和硬土四種試樣。
文檔編號(hào)B28B3/00GK101863073SQ20101018491
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者侯天梁, 侯天順, 吉金鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)