CN105510098A - 一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置，包括底座、顶板、千斤顶、千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘和三根立柱，三根立柱的下端均匀固定在底座上，上端与顶板活动连接，千斤顶底座固定在底座上，千斤顶顶杆的上端与千斤顶托盘A或千斤顶托盘B活动连接，顶板的中央设有圆孔A，圆孔A周围设有螺纹孔A，脱模顶盘和压样顶盘的直径均大于圆孔A的直径，脱模顶盘中央设有圆孔B，脱模顶盘上设有螺纹孔B，压样顶盘上螺纹孔C，千斤顶托盘A的直径与圆孔A的直径相同，千斤顶托盘B的直径与圆孔B的直径相同，圆孔B的直径小于圆孔A的直径。该装置结构简单，能安全、高效地完成土工试验中的压样和脱模两项作业。

Description

一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置

技术领域

本发明涉及室内土工试验装置技术领域，具体涉及一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置。

背景技术

压样和脱模是土工试验不可缺少的重要环节和步骤,通过压样可以获取一定湿度密度的环刀样,通过脱模可以取出击实试验后击实桶内的土样。现有的压样和脱模设备主要有两种：电动压样和脱模联合设备、单独的压样和脱模设备。电动的压样和脱模设备虽然拥有自动化的优势，但是压样和脱模时电机常常因负载过大而引起电路烧毁，甚至引发火灾。但是，将压样和脱模两项类似的作业用两种不同的设备来完成无疑造成了资源的浪费，所以有必要研制一种兼具压样和脱模两种功能且能够提供足够动力的联合装置。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置，该装置结构简单，操作方便、快捷，能安全、高效地完成土工试验中的压样和脱模两项作业。

实现本发明上述目的所采样的技术方案为：

一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置，至少包括底座、顶板、千斤顶、千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘和两根以上的立柱，千斤顶托盘A和千斤顶托盘B均呈圆盘状，千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘均呈圆盘状，两根以上的立柱的下端均固定在底座上，上端与顶板活动连接，千斤顶下端固定在底座的中央，上端与千斤顶托盘A或千斤顶托盘B底部活动连接，顶板的中央设有圆孔A，圆孔A周围均匀设置两个以上的螺纹孔A，脱模顶盘和压样顶盘的直径均大于圆孔A的直径，脱模顶盘中央设有圆孔B，脱模顶盘上设有个数、位置与螺纹孔A对应的螺纹孔B，压样顶盘上设有个数、位置与螺纹孔A对应的螺纹孔C，千斤顶托盘A的直径与圆孔A的直径相同，千斤顶托盘B的直径与圆孔B的直径相同，圆孔B的直径小于圆孔A的直径，顶板、底座、千斤顶托盘A或千斤顶托盘B、千斤顶顶杆和圆孔A的轴线都在同一条直线上。

还包括中间板，中间板位于底座和顶板之间，各立柱均穿过中间板且与中间板活动连接，中间板中央设有顶杆穿孔，千斤顶顶杆穿过顶杆穿孔，顶杆穿孔与千斤顶顶杆间隙配合，中间板的轴线与顶板的轴线在同一条垂线上。

底座、顶板和中间板的横截面均为顶角为108度的等腰三角形，立柱有三根，三根立柱的下端分别固定于底座的三个角上，三根立柱的中间部位分别穿过中间板的三个角，且分别通过两个螺母与中间板的三个角固定连接，三根立柱的上端分别穿过顶板的三个角，且分别通过两个螺母与顶板的三个角固定连接。

底座中央设有凹槽，千斤顶底座固定于凹槽内。

螺纹孔A、螺纹孔B和螺纹孔C均有三个，三个螺纹孔A的中心均位于以圆孔A的中心为圆心的圆周上，相邻两个螺纹孔A中心之间的圆心角为120度。

压样顶盘的中央设有圆孔C，圆孔C的直径小于圆孔B的直径。

千斤顶托盘A和千斤顶托盘B底部中央均固定有带内螺纹的连接套筒，千斤顶顶杆的上端与千斤顶托盘A或千斤顶托盘B上的连接套筒通过螺纹连接。

千斤顶托盘A的直径为152mm，千斤顶托盘B的直径为102mm，脱模顶盘和压样顶盘的外径均为192mm，顶板上圆孔A的直径为152mm，脱模顶盘上圆孔B的直径为102mm，压样顶盘上圆孔C的直径为50mm。

底座、顶板、中间板、千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘和立柱的材质均为钢材。

与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：

1)该装置主要由若干钢制板材、三根钢制立柱和千斤顶组成，与电动设备相比，该装置结构简单、安全，且造价低廉，使用寿命长。

2)该装置由千斤顶提供动力，不会出现电动设备在制备高密度环刀样时因功率过大而烧坏电机的现象。

3)该装置能将压样和脱模两项作业集中在一台设备上完成，可有效节省资源，降低试验设备成本。

附图说明

图1为本发明提供的适用于土工试验压样和脱模的联合装置的结构示意图。

图2为中间板的结构示意图。

图3为底座的结构示意图。

图4为千斤顶托盘B的结构示意图。

图5为脱模顶盘的结构示意图。

图6为压样顶盘的结构示意图。

其中，1-顶板，2-中间板，3-底座，4-立柱，5-千斤顶，6-千斤顶托盘A，7-圆孔A、8-螺纹孔A、9-螺母、10-顶杆穿孔、11-凹槽、12-千斤顶托盘B、13-连接套筒、14-脱模顶盘、15-圆孔B、16-螺纹孔B、17-压样顶盘、18-圆孔C、19-螺纹孔C。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

本发明提供的适用于土工试验压样和脱模的联合装置如图1所示，该装置至少包括顶板1、中间板2、底座3、千斤顶5、千斤顶托盘A6、千斤顶托盘B12、脱模顶盘14、压样顶盘17和三根立柱4。

三根立柱4均为带有外螺纹的圆形立柱，每根立柱4的直径均为30mm，长度为700mm。

顶板1采用钢制板材制作而成，顶板1的横截面为等腰三角形，顶角为108度，腰长为480mm，底边长为777mm，厚度为20mm。顶板1的中央设有直径为152mm圆孔A7，圆孔A7周围均匀设有三个直径为10mm的螺纹孔A8，三个螺纹孔A8的中心位于以圆孔A7的中心为圆心的圆周上，相邻两螺纹孔A8中心之间的圆心角为120度，任一螺纹孔A8的中心与圆孔A7的中心之间的距离为177mm，顶板1的三个角上均设有直径30mm的螺栓孔。

中间板2采用钢制板材制作而成，如图2所示，中间板2的横截面为等腰三角形，顶角为108度，腰长为480mm，底边长为777mm，厚度为20mm，中间板2中央设有直径为50mm的顶杆穿孔10，中间板2的三个角上均设有直径30mm的螺栓孔。

底座3采用钢制板材制作而成，如图3所示，底座3的横截面为等腰三角形，横截面的顶角为108度，腰长为480mm，底边长为777mm，厚度为60mm，底板3中央设有凹槽11，凹槽11的大小、形状与千斤顶底座相匹配，凹槽深3mm，底座3的三个角上均设有直径30mm的螺栓孔。

将顶板、中间板和底座的横截面都设置成顶角为108度的等腰三角形是因为：从几何学上讲，三角形比矩形更稳定，而三角形中顶角为108度的等腰三角形被称为黄金三角形，不仅具有外在美感上的优势，而且底边较长，为脱模和制样作业留下了较大的作业位。

千斤顶5采用立体式液压千斤顶，顶杆直径为40mm，在顶杆上端30mm内设有外螺纹。

如图1和图4所示，千斤顶托盘A6和千斤顶托盘B12均呈圆盘状，且均采用钢制板材制作而成，千斤顶托盘A6的直径为152mm，厚度为20mm，千斤顶托盘B12的直径为102mm，厚度为20mm，千斤顶托盘A6和千斤顶托盘B12底部中央均固定有带内螺纹的连接套筒13，连接套筒13的内径为40mm，厚度为10mm，高度为30mm。

如图5所示，脱模顶盘14呈圆盘状，且采用钢制板材制作而成，外径为192mm，厚度为20mm，中央设有直径为102mm的圆孔B15，脱模顶盘上设有位置分别与顶板1上三个螺纹孔A8对应的三个螺纹孔B16，三个螺纹孔B16的直径为10mm。

如图6所示，压样顶盘17呈圆盘状，且采用钢制板材制作而成，外径为192mm，厚度为20mm，中央设有直径为50mm的圆孔C18，圆孔C的作用是观察压样时制样器的轴线是否偏离圆孔C的轴线，从而保证试样受力的均匀性。脱模顶盘上设有位置分别与顶板1上三个螺纹孔A8对应的三个螺纹孔C19，三个螺纹孔C19的直径为10mm。

中间板2位于底座3和顶板1之间，三根立柱4的下端通过螺母9固定在底座三个角上的螺栓孔中。三根立柱4的中间部位分别穿过中间板2三个角上的螺栓孔，且在中间板2三个螺栓孔的两侧各设一个螺母9进行固定，可以通过调节两个螺母的位置来调节中间板的位置。三根立柱4的上端分别穿过顶板1三个角上的螺栓孔，且在顶板1三个螺栓孔的两侧各设一个螺母9进行固定，可以通过调节两个螺母的位置来调节顶板的位置。顶板1和中间板2之间除放置千斤顶托盘以外，还要放置制样模具或者击实桶，制样模具和击实桶的高度不同，击实桶的高度往往大于制样模具的高度，而千斤顶5的顶杆伸长有限，若为了脱模而将顶板1和中间板2之间的间距设置过大，当制样时即使千斤顶5的顶杆伸长到最大，制样模具也有可能接触不到顶板1上的压样顶盘17，不能有效的提供反力，而若为了制样而将顶板1和中间板2之间的间距设置过小，当脱模时顶板1和中间板2之间的间距不足以放置高度为116mm的击实桶，为了在同一套装置内能够完成脱模和制样的工作，本装置中顶板1和中间板2之间的距离是可以调节的。其实中间板也是可以不要的，但是增加中间板后，整个装置更加稳定，安全，中间板的作用主要有两个：1)中间板顶杆穿孔10和顶板圆孔A7的轴线在同一条竖直直线上，这样在压样和脱模时可以避免受力偏离该垂线，脱模更容易，更省时间，而压样更加均匀；2)中间板2在脱模时起到阻挡作用，避免击实筒在脱模完成后下落砸中千斤顶，损坏仪器。底座3在进行压样和脱模时提供反作用力，维持整个装置的稳定，故需要具有一定的重量。

千斤顶底座固定于底座3的凹槽11中，千斤顶顶杆穿过中间板顶杆穿孔10，千斤顶顶杆的上端插入千斤顶托盘A6或千斤顶托盘B12上的连接套筒13中，且与连接套筒13通过螺纹连接。千斤顶托盘A的大小是根据击实筒的大小进行设置的，由于《土工试验规程》(SL237-1999)中规定击实筒的尺寸有两种，故千斤顶托盘的尺寸也需要设计两种，与相应的击实筒进行配套使用。

圆孔A7和圆孔B15的大小是根据击实筒的大小进行设置的，由于击实筒的尺寸有两种，故脱模顶盘的尺寸也需要设计两种，与相应的击实筒进行配套使用，其中顶板1相当于与大击实筒配套的脱模顶盘，带有圆孔B脱模顶盘14是与小击实筒配套的脱模顶盘。

为保证整个装置受力在同一条竖直直线上，顶板1、中间板2、底座3、千斤顶托盘A6或千斤顶托盘B12、千斤顶顶杆、顶杆穿孔10和圆孔A7的轴线在同一条直线上。

本发明提供的用于压样和脱模的联合装置的使用方法如下：

本发明提供的适用于土工试验压样和脱模的联合装置主要有两种功能：一、制备土工试验环刀样；二、为击实试验的击实筒进行脱模。按照《土工试验规程》(SL237-1999)的规定：击实试验的击实筒有两种类型，包括内径152mm的大击实筒和内径102mm的小击实筒，故该装置提供了两种脱模方式和一种压样方式，具体的操作方法如下：

1)当用该装置进行大击实筒脱模时，先将直径为152mm的千斤顶托盘A固定在千斤顶顶杆上端上，然后调节顶板和中间板之间的距离(至少超过大击实桶的高度116mm加上千斤顶托盘的高度50mm)，将装有土样的大击实筒放置在千斤顶托盘A上(由于该装置内顶板圆孔A和千斤顶托盘A的轴线在同一条直线上，所以只需将击实桶放在千斤顶托盘上A，击实桶的轴线就与前者自动对齐了)，最后启动千斤顶，使用千斤顶提供的压力将大击实筒内土样通过顶板上的圆孔A挤出到顶板顶面上，收集土样即可。

2)当用该装置进行小击实筒脱模时，先将直径为102mm的千斤顶托盘B固定在千斤顶顶杆上端上，然后调节顶板和中间板之间的距离(至少超过小击实桶的高度116mm加上千斤顶托盘的高度50mm)，将带有直径为102mm的圆孔B的脱模顶盘通过三根螺丝固定在顶板上，把装有土样的小击实筒放置在千斤顶托盘B上(由于该装置内脱模顶盘B和千斤顶托盘B的轴线在同一条直线上，所以只需将击实桶放在千斤顶托盘B上,击实桶的轴线就与前者自动对齐了)，最后启动千斤顶，使用千斤顶提供的压力将小击实筒内土样通过脱模顶盘上的圆孔B挤出到脱模顶盘B上，收集土样即可。

3)当用该装置制取环刀样时，先将直径为102mm的千斤顶托盘B固定在千斤顶顶杆上端上，然后调节顶板和中间板之间的距离(至少超过制样模具的高度加上千斤顶托盘的高度50mm)，将带有直径为50mm的圆孔C的压样顶盘通过三根螺丝固定在顶板上，把装有环刀样的模具放在千斤顶托盘B中央，通过压样顶盘上直径为50mm的圆孔观察模具摆放位置是否在轴线上，最后启动千斤顶，通过千斤顶提供的压力将模具内的土样压入环刀内，从而制取环刀样。

Claims (9)

1.一种适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：至少包括底座、顶板、千斤顶、千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘和两根以上的立柱，千斤顶托盘A和千斤顶托盘B均呈圆盘状，千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘均呈圆盘状，两根以上的立柱的下端均固定在底座上，上端与顶板活动连接，千斤顶下端固定在底座的中央，上端与千斤顶托盘A或千斤顶托盘B底部活动连接，顶板的中央设有圆孔A，圆孔A周围均匀设置两个以上的螺纹孔A，脱模顶盘和压样顶盘的直径均大于圆孔A的直径，脱模顶盘中央设有圆孔B，脱模顶盘上设有个数、位置与螺纹孔A对应的螺纹孔B，压样顶盘上设有个数、位置与螺纹孔A对应的螺纹孔C，千斤顶托盘A的直径与圆孔A的直径相同，千斤顶托盘B的直径与圆孔B的直径相同，圆孔B的直径小于圆孔A的直径，顶板、底座、千斤顶托盘A或千斤顶托盘B、千斤顶顶杆和圆孔A的轴线都在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：还包括中间板，中间板位于底座和顶板之间，各立柱均穿过中间板且与中间板活动连接，中间板中央设有顶杆穿孔，千斤顶顶杆穿过顶杆穿孔，顶杆穿孔与千斤顶顶杆间隙配合，中间板的轴线与顶板的轴线在同一条垂线上。

3.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：底座、顶板和中间板的横截面均为顶角为108度的等腰三角形，立柱有三根，三根立柱的下端分别固定于底座的三个角上，三根立柱的中间部位分别穿过中间板的三个角，且分别通过两个螺母与中间板的三个角固定连接，三根立柱的上端分别穿过顶板的三个角，且分别通过两个螺母与顶板的三个角固定连接。

4.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：底座中央设有凹槽，千斤顶底座固定于凹槽内。

5.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：螺纹孔A、螺纹孔B和螺纹孔C均有三个，三个螺纹孔A的中心均位于以圆孔A的中心为圆心的圆周上，相邻两个螺纹孔A中心之间的圆心角为120度。

6.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：压样顶盘的中央设有圆孔C，圆孔C的直径小于圆孔B的直径。

7.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：千斤顶托盘A和千斤顶托盘B底部中央均固定有带内螺纹的连接套筒，千斤顶顶杆的上端与千斤顶托盘A或千斤顶托盘B上的连接套筒通过螺纹连接。

8.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：千斤顶托盘A的直径为152mm，千斤顶托盘B的直径为102mm，脱模顶盘和压样顶盘的外径均为192mm，顶板上圆孔A的直径为152mm，脱模顶盘上圆孔B的直径为102mm，压样顶盘上圆孔C的直径为50mm。

9.根据权利要求2所述的适用于土工试验压样和脱模的联合装置，其特征在于：底座、顶板、中间板、千斤顶托盘A、千斤顶托盘B、脱模顶盘、压样顶盘和立柱的材质均为钢材。