CN104669603B - 一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，包括上下顺序设置的压板模块、成型模块以及承台模块，成型模块包括两块边侧成型模块以及中间成型模块，边侧成型模块与中间成型模块的相对面上分别设置有上下对应的上下两层1/4球槽，且边侧成型模块与中间成型模块上的1/4球槽一一对应形成半球槽，上下对应的两个1/4球槽之间通过连通孔连通，两块边侧成型模块与中间成型模块通过水平向装夹机构连接，压板模块垂直于成型模块设置，压板模块与成型模块之间通过竖向装夹机构连接。与现有技术相比，本发明结构简单，使用方便，使用该装置保证了胶结成型时胶结试样的气密性以及胶层尺寸的精确性，同时可以实现一次性制取多个半球形颗粒胶结接触试样。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶结成型装置，尤其是涉及一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置。
背景技术
理想胶结颗粒材料三维微观接触本构关系的模型试验研究中需要使用三维球体胶结试样，而常用的三维球体胶结试样形式包括两个半球形颗粒胶结形式。而目前制备的两个半球形颗粒胶结形式试样时，很难精确控制半球形理想颗粒接触点处胶层厚度和宽度。
中国专利CN 101393089 A公布了一种圆柱形理想颗粒接触点处胶结成型装置，包括上夹板和下夹板，在上夹板和下夹板相对面上分别设置至少两个半圆柱形凹槽，上夹板的半圆柱形凹槽和下夹板的半圆柱形凹槽上下相对，上、下夹板上的每两个圆弧形凹槽之间设置一个连通部，在上夹板和下夹板的两侧设置能将上夹板和下夹板装夹在一起的装夹机构。该装置既可以将两个圆柱形颗粒并列成对胶结，也可以将多个圆柱形颗粒并列成排胶结，并且可以精确控制每个胶结处的胶结尺寸，使其均匀一致。但是上述专利仅能用于圆柱形理想颗粒接触点处胶结成型。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、使用方便的半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，使用该装置保证了胶结成型时胶结试样的气密性以及胶层尺寸的精确性，同时可以实现一次性制取多个半球形颗粒胶结接触试样。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，包括上下顺序设置的压板模块、成型模块以及承台模块，所述的成型模块包括两块边侧成型模块以及中间成型模块，所述的边侧成型模块与中间成型模块的相对面上分别设置有上下对应的上下两层1/4球槽，且边侧成型模块与中间成型模块上的1/4球槽一一对应，形成半球槽，上下对应的两个1/4球槽之间通过连通孔连通，所述的两块边侧成型模块与中间成型模块通过水平向装夹机构连接，所述的压板模块垂直于成型模块设置，所述的压板模块与成型模块之间通过竖向装夹机构连接。
所述的连通孔为半圆柱形通孔，同一层相对应的两个1/4球槽形成半球槽后，所述的边侧成型模块与中间成型模块相对面上的连通孔形成一个圆柱形通孔，且该圆柱形通孔位于半球槽的中心处。
所述的边侧成型模块与中间成型模块的相对面上的1/4球槽分成两层，每层设置有3个1/4球槽。
所述的边侧成型模块与中间成型模块的相对面上分别设置有相对齐的对准孔。所述的对准孔设有两个，且对准孔避开1/4球槽设置，通过对准孔，使得边侧成型模块与中间成型模块相对齐，保证相对应的1/4球槽能够形成半球槽。
所述的压板模块共设有3个，3个压板模块平行设置。
所述的压板模块上设有上层尺寸控制机构，所述的承台模块上设有下层尺寸控制机构，所述的上层尺寸控制机构与下层尺寸控制机构上下对应，且分别位于半球槽的中心。
在压板模块设置螺孔，将暗螺丝拧紧在螺孔上，构成上层尺寸控制机构，在承台模块上设置螺孔，将暗螺丝拧紧在螺孔上，构成下层尺寸控制机构。
胶结处尺寸是通过连通孔的尺寸限定的，设置尺寸控制机构主要是用来保证半球形颗粒与成型模块中的半球槽的紧密接触，减小由半球体与球槽间隙造成的尺寸偏差，从而确保连通孔限定尺寸的精确性。
所述的边侧成型模块与中间成型模块的两端分别设有水平向装夹螺孔，水平向装夹螺栓穿过边侧成型模块与中间成型模块上的水平向装夹螺孔，构成水平向装夹机构，将边侧成型模块与中间成型模块连接；
所述的压板模块与成型模块上分别开设有竖向装夹螺孔，竖向装夹螺栓穿过压板模块与成型模块上的竖向装夹螺孔，构成竖向装夹机构，将压板模块与成型模块连接。
所述的边侧成型模块的外侧设有握柄，方便将边侧成型模块与中间成型模块分离。
与现有技术相比，本发明的装置通过在压板模块与成型模块之间，或承台模块与成型模块之间设置半球槽，在半球槽中开设连通孔并设置尺寸控制机构，保证了胶结成型时胶结试样的气密性以及胶层尺寸的精确性，同时可以实现一次性制取多个半球形颗粒胶结接触试样。
附图说明
图1为本发明理想颗粒接触点处胶结成型装置的结构透视图；
图2为本发明理想颗粒接触点处胶结成型装置的内部示意图；
图3为本发明理想颗粒接触点处胶结成型装置的整体结构示意图；
图4为本发明理想颗粒接触点处胶结成型装置的内部结构示意图。
图中标号：1为边侧成型模块，2为中间成型模块，3为1/4球槽，4为连通孔，5为对准孔，6为水平向装夹螺孔，7为水平向装夹螺栓，8为握柄，9为承台模块，10为下层尺寸控制机构，11为压板模块，12为竖向装夹螺栓，13为上层尺寸控制机构，14为竖向装夹螺孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，如图1～图4所示，包括上下顺序设置的压板模块11、成型模块以及承台模块9，成型模块包括两块边侧成型模块1以及中间成型模块2，边侧成型模块1与中间成型模块2的相对面上分别设置有上下对应的上下两层1/4球槽3，每层设置有3个1/4球槽3。且边侧成型模块1与中间成型模块2上的1/4球槽3一一对应，形成半球槽，上下对应的两个1/4球槽3之间通过连通孔4连通，两块边侧成型模块1与中间成型模块2通过水平向装夹机构连接，压板模块11共设有3个，3个压板模块11平行设置。压板模块11垂直于成型模块设置，压板模块11与成型模块之间通过竖向装夹机构连接。
连通孔4为半圆柱形通孔，同一层相对应的两个1/4球槽3形成半球槽后，边侧成型模块1与中间成型模块2相对面上的连通孔4形成一个圆柱形通孔，且该圆柱形通孔位于半球槽的中心处。
边侧成型模块1与中间成型模块2的相对面上分别设置有相对齐的对准孔5。对准孔5设有两个，且对准孔5避开1/4球槽3设置，通过对准孔5，使得边侧成型模块1与中间成型模块2相对齐，保证相对应的1/4球槽3能够形成半球槽。
压板模块11上设有上层尺寸控制机构13，承台模块9上设有下层尺寸控制机构10，上层尺寸控制机构13与下层尺寸控制机构10上下对应，且分别位于半球槽的中心。在压板模块11设置螺孔，将暗螺丝拧紧在螺孔上，构成上层尺寸控制机构13，在承台模块9上设置螺孔，将暗螺丝拧紧在螺孔上，构成下层尺寸控制机构10。
边侧成型模块1与中间成型模块2的两端分别设有水平向装夹螺孔6，水平向装夹螺栓7穿过边侧成型模块1与中间成型模块2上的水平向装夹螺孔6，构成水平向装夹机构，将边侧成型模块1与中间成型模块2连接；压板模块11与成型模块上分别开设有竖向装夹螺孔14，竖向装夹螺栓12穿过压板模块11与成型模块上的竖向装夹螺孔14，构成竖向装夹机构，将压板模块11与成型模块连接。
边侧成型模块1的外侧设有握柄8，方便将边侧成型模块1与中间成型模块2分离。
使用本成型装置的过程如下：
将需要胶结的半球形颗粒接触面都涂上少量胶粘剂。
将本胶结成型装置中成型模块，即边侧成型模块1与中间成型模块2分开，先将少量凡士林等润滑剂涂抹在装置中的1/4球槽3上，后将中间成型模块2与承台模块9装夹在一起，把半球形颗粒放入下层1/4球槽3内，再将两个边侧成型模块1与中间成型模块2装夹在一起，接着将胶结物质注入到连通孔4后，把剩余的半球形颗粒放入成型模块上层由两个1/4球槽3拼起来的半球槽中。再将压板模块11盖在半球形颗粒上，两块边侧成型模块1与中间成型模块2通过水平向装夹机构连接锁紧，压板模块11与成型模块之间通过竖向装夹机构连接锁紧，并锁紧下层尺寸控制机构10与上层尺寸控制机构13。
作为本发明理想颗粒接触点处胶结成型装置的一种实施例，使用直径为40mm的半球为待胶结颗粒，为使其胶结后的球心距为42mm，则上下对应的两个1/4球槽3的球心距也设置为42mm，连通孔5根据1/4球形凹槽3的球心距设置其竖向长度，连通孔5圆孔内径设为10mm。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，包括上下顺序设置的压板模块(11)、成型模块以及承台模块(9)，所述的成型模块包括两块边侧成型模块(1)以及中间成型模块(2)，所述的边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)的相对面上分别设置有上下对应的上下两层1/4球槽(3)，且边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)上的1/4球槽(3)一一对应，形成半球槽，上下对应的两个1/4球槽(3)之间通过连通孔(4)连通，所述的两块边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)通过水平向装夹机构连接，所述的压板模块(11)垂直于成型模块设置，所述的压板模块(11)与成型模块之间通过竖向装夹机构连接。
2.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的连通孔(4)为半圆柱形通孔，同一层相对应的两个1/4球槽(3)形成半球槽后，所述的边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)相对面上的连通孔(4)形成一个圆柱形通孔，且该圆柱形通孔位于半球槽的中心处。
3.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)的相对面上的1/4球槽(3)分成两层，每层设置有3个1/4球槽(3)。
4.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)的相对面上分别设置有相对齐的对准孔(5)。
5.根据权利要求4所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的对准孔(5)设有两个，且对准孔(5)避开1/4球槽(3)设置。
6.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的压板模块(11)共设有3个，3个压板模块(11)平行设置。
7.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的压板模块(11)上设有上层尺寸控制机构(13)，所述的承台模块(9)上设有下层尺寸控制机构(10)，所述的上层尺寸控制机构(13)与下层尺寸控制机构(10)上下对应，且分别位于半球槽的中心。
8.根据权利要求7所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，在压板模块(11)设置螺孔，将暗螺丝拧紧在螺孔上，构成上层尺寸控制机构(13)，在承台模块(9)上设置螺孔，将暗螺丝拧紧在螺孔上，构成下层尺寸控制机构(10)。
9.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)的两端分别设有水平向装夹螺孔(6)，水平向装夹螺栓(7)穿过边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)上的水平向装夹螺孔(6)，构成水平向装夹机构，将边侧成型模块(1)与中间成型模块(2)连接；
所述的压板模块(11)与成型模块上分别开设有竖向装夹螺孔(14)，竖向装夹螺栓(12)穿过压板模块(11)与成型模块上的竖向装夹螺孔(14)，构成竖向装夹机构，将压板模块(11)与成型模块连接。
10.根据权利要求1所述的一种半球形理想颗粒接触点处胶结成型装置，其特征在于，所述的边侧成型模块(1)的外侧设有握柄(8)。
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