CN108943041A - 卷筒土工膜直线切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明属岩土工程技术领域，具体涉及一种卷筒土工膜直线切割装置，包括底座、固定结构、土工膜抓持装置、切割装置。卷筒形式的土工膜由固定支架支撑。土工膜抓持装置由刻有抓齿的上下抓齿板及竖向导轨、抓杆、扶杆等构成，用于固定土工膜，上下抓齿板中部均留有直线切割缝，可用手提住扶杆控制上抓齿板上下移动，上抓齿板安装了旋转卡具，通过抓杆可控制旋转卡具的伸缩，伸出的旋转卡具可将上抓齿板卡在下抓齿板上方一定距离处，便于土工膜穿过。切割装置包括刀车导轨和携带切割刀片的刀车，通过拉拽手柄，利用刀片的直线运动切割土工膜。本装置可以实现土工膜的高效直线切割，一名实验人员可完成全部操作，解决了土工膜试样制备的切割问题。

Description

卷筒土工膜直线切割装置

技术领域

本发明属岩土工程、环境工程技术领域，具体涉及一种卷筒土工膜直线切割装置，可高效便捷地完成土工膜的切割工作。

背景技术

土工膜以其优越的隔水性、耐用性、防护性被广泛应用于铁路、公路、运动馆、堤坝、水工建筑、遂洞、沿海滩涂、围垦、环保等工程中。由于土工膜具有强度较高的特点，在进行剪切、拉伸试验的试样切割准备阶段，不易分割成理想形状。目前试验室制备土工膜试样主要采用的方法主要为刀或剪刀直接进行裁剪，常常出现试样的切割尺寸、形状不理想，甚至割坏等现象，进而影响试验效率和试验的最终结果。在实际市场流通和工程应用中，土工膜往往以卷筒形式贮存、运输，如需使用，一般实验技术人员往往直接放松卷筒至需要长度，将需要使用的土工膜从卷筒上切割下来，如同揭取卷筒卫生纸一般，剩余的土工膜仍然以卷筒形式贮存。从实际切割的角度出发，采用直线切割方式将所需土工膜从卷筒上切割下来，是最高效的切割方法。目前缺乏高效率、高精度的直线切割装置，亟需研制能够实现快速切割土工膜的装置。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种卷筒土工膜直线切割装置，以实现快速、方便地直线切割土工膜，解决问题的同时保证操作安全可靠。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种卷筒土工膜直线切割装置，包括：底座、土工膜卷筒的固定结构、土工膜抓持装置、刀车切割装置。

底座为方形桌形钢制平台，是本发明提出的装置的固定平台，其上有较大的操作平面，固定结构、土工膜抓持装置、刀车切割装置均安装于底座上方。

土工膜卷筒的固定结构包括滚筒轴和固定支架。固定支架为预制的钢制焊接构件，固定支架设置有两个，分别安装在底座的台面后部，通过高强螺栓固定；滚筒轴架设于两个固定支架上，可自由转动，用于穿过待切割土工膜。

土工膜抓持装置包括：竖向导轨、下抓齿板支架、旋转卡具、上抓齿板、下抓齿板、抓杆榫头、传动片、传动片连杆、扶杆支架、竖向导轨连杆、抓杆、扶杆。

下抓齿板支架焊接固定于底座前部，起支撑下抓齿板的作用，下抓齿板支架有三个，左侧为一个整体形支架，通过焊接与下抓齿板连接的同时，亦固定刀车导轨的左端，右侧两个下抓齿板支架的位置呈“门”形一前一后布置，其上端焊接在下抓齿板的前后缘上，在支撑下抓齿板的同时，为刀车导轨和刀车在其“门”形下方通过预留了足够空间；下抓齿板由两个并列的长条状板形钢制构件构成，两端采用倒“U”形钢构件焊接，使其中部留有直线切割缝，供切割刀片通过，下抓齿板的上表面通过铣制工艺刻有抓齿，用于固定抓持待切割土工膜的下表面；竖向导轨设置有四根，四根竖向导轨两两一组，分别焊接固定在下抓齿板左右两端位置，同组的两根竖向导轨的顶端分别通过一个竖向导轨连杆连接。

上抓齿板由两个并列的长条状板形钢制构件构成，两个长条构件之间采用相同长度的倒“U”形钢构件焊接，使整个上抓齿板形成“Ω”形结构，上抓齿板“Ω”形脊部结构两端的侧面留有安放旋转卡具的扇形槽，上抓齿板中部留出的空间是供切割刀片通过的直线切割缝，上抓齿板的下表面采用铣制工艺刻有抓齿，用于固定抓持待切割土工膜的上表面，上抓齿板的四角位置留有与竖向导轨配套的圆孔，且竖向导轨能恰好通过，从而使上抓齿板具有上下移动的自由度。

扶杆支架为钢制构件，中部留用方形孔洞，用于抓杆榫头通过，且方形孔洞的竖向尺寸大于抓杆榫头的竖向尺寸，使抓杆榫头可上下移动，扶杆支架设置有两个，分别焊接在上抓齿板的顶部的左右两端，共同固定一根扶杆，扶杆为不锈钢管，牢固固定在扶杆支架上，实验技术人员可以用手抓提，从而控制上抓齿板的竖向位置；抓杆为较细的不锈钢管，位于扶杆下方，抓杆的两端焊接有抓杆榫头，两个抓杆榫头分别穿过扶杆支架的预留方形孔，由于扶杆支架预留方形孔的限制，抓杆可以上下有限度的活动，在抓杆的带动下可控制抓杆榫头上下移动。

旋转卡具为钢制扇形构件，共有四个，分别安装在上抓齿板“Ω”形脊状结构上的扇形槽里，其中上抓齿板左端的左侧面分别设置有两个扇形槽，每个扇形槽中安装一根旋转卡具，上抓齿板右端的右侧面分别设置有两个扇形槽，每个扇形槽中安装一根旋转卡具，位于上抓齿板同一端的两个旋转卡具为一组；旋转卡具并涂有润滑油，使其在扇形槽内有一定的旋转自由度，旋转卡具通过旋转可以伸出上抓齿板“Ω”形脊状结构的边缘，亦可缩回至抓齿板“Ω”形脊状结构上的扇形槽里内；位于同侧的两个旋转卡具上部焊接固定一根短圆杆，圆杆的两端分别各与一个传动片连接，两个传动片之间还通过一根传动片连杆搭在抓杆榫头上，当实验技术人员用手带动抓杆向上移动时，抓杆榫头带动传动片连杆，使传动片连杆带动传动片向上运动，旋转卡具将传动片传递的向上运动变为自身的旋转运动，通过控制抓杆向上运动，可以控制旋转卡具的缩回，当松开抓杆时，如果旋转卡具前部没有阻碍，旋转卡具会因自重自动伸出，而当旋转卡具处于伸出状态时，可卡在下抓齿板两端的倒“U”形结构上，从而使上抓齿板和下抓齿板脱开，并留有一定的高度，形成方便土工膜穿过的操作空间。

刀车切割装置包括刀车导轨支架、刀车、刀车导轨、刀车夹具、切割刀片、手柄连杆、手柄组成。两根刀车导轨为圆柱形钢制构件，其左端固定在左侧的下抓齿板支架上，其右端固定在刀车导轨支架上，刀车导轨支架为钢制构件，用螺丝固定在底座上的右侧位置；刀车为“工”形钢制构件，四个“工”形翼上留有通过刀车导轨的圆孔，圆孔内涂油润滑油，刀车通过刀车导轨可实现其水平方向的自由运动，刀车中部留由安装切割刀片的卡槽，切割刀片为单侧开刃的可更换配件，用刀片夹具夹持固定在刀车中部卡槽内；手柄连杆为“L”形钢制构件，通过螺丝固定在刀车下方，手柄为圆杆形构件，固定在手柄连杆前端，实验技术人员用手拉动手柄可带动刀车携带的切割刀片沿刀车导轨在上抓齿板和下抓齿板预留的切割缝内线性滑动，实现对待切割土工膜的切割过程。在优选的实施方式中，切割刀片的长度较长，使其刀刃与上抓齿板和下抓齿板夹持的待切割土工膜正交，拉动刀车可带动切割刀片沿切割刀片开刃方向移动，实现对待切割土工膜的直线切割。

本发明的工作过程如下：

将整卷待切割土工膜套在滚筒轴上，并放置在固定支架上，拉动扶杆，带动上抓齿板向上运动，拉倒一定高度后，旋转卡具因自重作用自动伸出，卡在下抓齿板两端的倒“U”形结构上，留出方便操作待切割土工膜穿过的空间；从整卷待切割土工膜的下部抽出部分待切割土工膜，于上抓齿板和下抓齿板之间穿过，并标记好需要切割的长度；向上提起抓杆，使旋转卡具缩回，控制扶杆，使上抓齿板向下运动，直至与下抓齿板共同牢固抓持住待切割土工膜；通过手柄带动整个刀车从右向左水平滑动，切割被牢固抓持的待切割土工膜；在切割完毕后，抓住扶杆向上提，带动上抓齿板向上移动至一定高度，旋转卡具随之自动伸出，卡在下抓齿板两端的倒“U”形结构上，留出方便操作的空间，取出切割完毕的土工膜，将刀车推回右侧，至此一次切割操作完毕。

本发明的有益效果：

本发明装置的最大优点是实现了土工膜的快速高效直线切割，可仅由一名实验技术人员完成全部操作，安全可靠，解决了切割困难的问题。

附图说明：

图1为本发明实施例提供的一种卷筒土工膜直线切割装置的示意图。

图2为本发明实施例提供的一种卷筒土工膜直线切割装置的正视图。

图3为本发明实施例提供的一种卷筒土工膜直线切割装置的左视图。

图4为本发明实施例提供的一种卷筒土工膜直线切割装置的右视图。

图5为本发明实施例提供的一种卷筒土工膜直线切割装置的俯视图。

图6为本发明实施例提供的卸除上抓齿板的装置示意图。

图7为本发明实施例提供的刀车示意图。

图8为本发明实施例提供的刀车安装拆解示意图。

图9为本发明实施例提供的旋转卡具处于伸出状态的示意图。

图10为本发明实施例提供的旋转卡具处于缩回状态的示意图。

图11为本发明实施例提供的旋转卡具的拆解示意图。

图12为本发明实施例提供的土工膜切割示意图。

图13为本发明实施例提供的卸除上抓齿板的土工膜切割示意图。

图中标号：

1为待切割土工膜，2为滚筒轴，3为固定支架，4为底座，5为竖向导轨，6为下抓齿板支架，7为刀车导轨支架，8为刀车，9为刀车导轨，10为刀车夹具，11为切割刀片，12为手柄连杆，13为手柄，14为旋转卡具，15为上抓齿板，16为下抓齿板，17为抓杆榫头，18为传动片，19为传动片连杆，20为扶杆支架，21为竖向导轨连杆，22为抓杆，23为扶杆。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明。

实施例：

如图1至图13所示，本发明提供一种卷筒土工膜直线切割装置，包括：底座4、土工膜卷筒的固定结构、土工膜抓持装置、刀车切割装置。

底座4为方形桌形钢制平台，其上有较大的操作平面，固定结构、土工膜抓持装置、刀车切割装置均安装于底座上方。

土工膜卷筒的固定结构包括滚筒轴2和固定支架3。固定支架3为预制的钢制焊接构件，固定支架3设置有两个，分别安装在底座4的台面后部，通过高强螺栓固定；滚筒轴2架设于两个固定支架3上，可自由转动，用于穿过待切割土工膜1。

土工膜抓持装置包括：竖向导轨5、下抓齿板支架6、旋转卡具14、上抓齿板15、下抓齿板16、抓杆榫头17、传动片18、传动片连杆19、扶杆支架20、竖向导轨连杆21、抓杆22、扶杆23。

下抓齿板支架6焊接固定于底座4前部，起支撑下抓齿板16的作用，下抓齿板支架6有三个，左侧为一个整体形支架，通过焊接与下抓齿板16连接的同时，亦固定刀车导轨9的左端，右侧两个下抓齿板支架6的位置呈“门”形一前一后布置，其上端焊接在下抓齿板16的前后缘上，在支撑下抓齿板16的同时，为刀车导轨9和刀车8在其“门”形下方通过通过预留了足够空间；下抓齿板16由两个并列的长条状板形钢制构件构成，两端采用倒“U”形钢构件焊接，使其中部留有直线切割缝，供切割刀片11通过，下抓齿板16的上表面通过铣制工艺刻有抓齿，用于固定抓持待切割土工膜1的下表面；竖向导轨5设置有四根，四根竖向导轨5两两一组，分别焊接固定在下抓齿板16左右两端位置，同组的两根竖向导轨5的顶端分别通过一个竖向导轨连杆21连接。

上抓齿板15由两个并列的长条状板形钢制构件构成，两个长条构件之间采用相同长度的倒“U”形钢构件焊接，使整个上抓齿板15形成“Ω”形结构，上抓齿板15“Ω”形脊部结构两端的侧面留有安放旋转卡具14的扇形槽，上抓齿板15中部留出的空间是供切割刀片通过的直线切割缝，上抓齿板15的下表面采用铣制工艺刻有抓齿，用于固定抓持待切割土工膜1的上表面，上抓齿板15的四角位置留有与竖向导轨5配套的圆孔，且竖向导轨5能恰好通过，从而使上抓齿板15具有上下移动的自由度。

扶杆支架20为钢制构件，中部留用方形孔洞，用于抓杆榫头17通过，且方形孔洞的竖向尺寸大于抓杆榫头17的竖向尺寸，使抓杆榫头17可上下移动，扶杆支架20设置有两个，分别焊接在上抓齿板15的顶部的左右两端，共同固定一根扶杆23，扶杆23为不锈钢管，实验技术人员可以用手抓提，从而控制上抓齿板15的竖向位置；抓杆22为较细的不锈钢管，位于扶杆23下方，抓杆22的两端焊接有抓杆榫头17，两个抓杆榫头17分别穿过扶杆支架20的预留方形孔，由于扶杆支架20预留方形孔的限制，抓杆22可以上下有限度的活动，在抓杆22的带动下可控制抓杆榫头17上下移动。

旋转卡具14为钢制扇形构件，共有四个，分别安装在上抓齿板“Ω”形脊状结构上的扇形槽里，其中上抓齿板15左端的左侧面分别设置有两个扇形槽，每个扇形槽中安装一根旋转卡具14，上抓齿板15右端的右侧面分别设置有两个扇形槽，每个扇形槽中安装一根旋转卡具14，位于上抓齿板15同一端的两个旋转卡具14为一组；旋转卡具14并涂有润滑油，使其在扇形槽内有一定的旋转自由度，旋转卡具14通过旋转可以伸出上抓齿板“Ω”形脊状结构的边缘，亦可缩回至抓齿板“Ω”形脊状结构上的扇形槽里内；位于同侧的两个旋转卡具14上部焊接固定一根短圆杆，圆杆的两端分别各与一个传动片18连接，两个传动片18之间还通过一根传动片连杆19搭在抓杆榫头17上，当实验技术人员用手带动抓杆22向上移动时，抓杆榫头17带动传动片连杆19，使传动片连杆19带动传动片18向上运动，旋转卡具14将传动片18传递的向上运动变为自身的旋转运动，通过控制抓杆22向上运动，可以控制旋转卡具14的缩回，当松开抓杆22时，如果旋转卡具14前部没有阻碍，旋转卡具14会因自重自动伸出，而当旋转卡具14处于伸出状态时，可卡在下抓齿板16两端的倒“U”形结构上，从而使上抓齿板15和下抓齿板16脱开，并留有一定的高度，形成方便土工膜穿过的操作空间。

刀车切割装置包括刀车导轨支架7、刀车8、刀车导轨9、刀车夹具10、切割刀片11、手柄连杆12、手柄13。两根刀车导轨9为圆柱形钢制构件，其左端固定在左侧的下抓齿板支架6上，其右端固定在刀车导轨支架7上，刀车导轨支架7为钢制构件，用螺丝固定在底座4上的右侧位置；刀车8为“工”形钢制构件，四个“工”形翼上留有通过刀车导轨9的圆孔，圆孔内涂油润滑油，刀车8通过刀车导轨9可实现其水平方向的自由运动，刀车8中部留由安装切割刀片11的卡槽，切割刀片11为单侧开刃的可更换配件，用刀片夹具10夹持固定在刀车8中部卡槽内；手柄连杆12为“L”形钢制构件，通过螺丝固定在刀车8下方，手柄13为圆杆形构件，固定在手柄连杆12前端，实验技术人员用手拉动手柄13可带动刀车8携带的切割刀片11沿刀车导轨9在上抓齿板15和下抓齿板16预留的切割缝内线性滑动，实现对待切割土工膜1的切割过程。

以上为装置介绍，实施例的主要工作过程如下：将整卷待切割土工膜1套在滚筒轴2上，并放置在固定支架3上，拉动扶杆23，带动上抓齿板15向上运动，拉倒一定高度后，旋转卡具14因自重作用自动伸出，卡在下抓齿板16两端的倒“U”形结构上，留出方便操作待切割土工膜1穿过的空间；从整卷待切割土工膜1的下部抽出部分待切割土工膜1，于上抓齿板15和下抓齿板16之间穿过，并标记好需要切割的长度；向上提起抓杆22，使旋转卡具14缩回，控制扶杆23，使上抓齿板15向下运动，直至与下抓齿板16共同牢固抓持住待切割土工膜1；通过手柄13带动整个刀车8从右向左水平滑动，切割被牢固抓持的待切割土工膜1；在切割完毕后，抓住扶杆23向上提，带动上抓齿板15向上移动至一定高度，旋转卡具14随之自动伸出，卡在下抓齿板16两端的倒“U”形结构上，留出方便操作的空间，取出切割完毕的土工膜，将刀车8推回右侧，至此一次切割操作完毕。

参照图1～13，本领域的技术人员均能顺利实施。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (3)

1.一种卷筒土工膜直线切割装置，其特征在于：包括仪器底座(4)、土工膜卷筒的固定结构、土工膜抓持装置、刀车切割装置；

底座(4)为整个装置的操作平台，土工膜卷筒的固定结构、土工膜抓持装置、刀车切割装置均安装于底座(4)上方；

土工膜卷筒的固定结构包括滚筒轴(2)和固定支架(3)；固定支架(3)设置有两个，分别通过高强螺栓安装在底座(4)的台面后部；滚筒轴(2)架设于两个固定支架(3)上，并可自由转动，用于穿过待切割土工膜(1)；

土工膜抓持装置包括竖向导轨(5)、下抓齿板支架(6)、旋转卡具(14)、上抓齿板(15)、下抓齿板(16)、抓杆榫头(17)、传动片(18)、传动片连杆(19)、扶杆支架(20)、竖向导轨连杆(21)、抓杆(22)、扶杆(23)；

下抓齿板支架(6)固定于底座(4)前部，用以支撑下抓齿板(16)，下抓齿板支架(6)有三个，左侧为一个整体形支架，固定下抓齿板(16)的同时，还固定刀车导轨(9)的左端，右侧两个下抓齿板支架(6)呈“门”形一前一后布置，在支撑固定下抓齿板(16)的同时，为刀车导轨(9)和刀车(8)在其“门”形下方通过预留了足够空间；下抓齿板(16)由两个并列的长条状板形钢制构件构成，两端采用倒“U”形钢构件焊接，其中部留有直线切割缝，供切割刀片(11)通过；竖向导轨(5)设置有四根，两两一组，分别焊接固定在下抓齿板(16)左右两端位置，同组的两根竖向导轨(5)的顶端分别通过一个竖向导轨连杆(21)连接；

上抓齿板(15)由两个并列的长条状板形钢制构件构成，两个长条构件之间采用相同长度的倒“U”形钢构件焊接，使整个上抓齿板15形成“Ω”形结构，上抓齿板(15)“Ω”形脊部结构两端的侧面留有安放旋转卡具(14)的扇形槽，上抓齿板(15)中部留出直线切割缝，上抓齿板(15)的四角位置留有与竖向导轨(5)配套的圆孔，用以穿过竖向导轨(5)，并使上抓齿板(15)可沿竖向导轨(5)上下移动；

扶杆支架(20)设置有两个，分别固定在上抓齿板(15)的顶部的左右两端，共同固定一根扶杆(23)，扶杆(23)与扶杆支架(20)、上抓齿板(15)连为整体，抓提扶杆(23)可控制上抓齿板(15)的竖向位置；抓杆(22)位于扶杆(23)下方，可以上下活动，其两端各安装有一个抓杆榫头(17)，扶杆支架(20)的中部留用方形孔洞，抓杆榫头(17)穿过方向所述方形孔洞并可在抓杆(22)的控制下在方形孔洞内上下移动；

旋转卡具(14)为钢制扇形构件，共有四个，分别安装在上抓齿板(15)“Ω”形脊状结构上的四个扇形槽里，并涂有润滑油，旋转卡具(14)通过旋转可以伸出或缩回，位于同侧的两个旋转卡具(14)上部焊接固定一根短圆杆，圆杆的两端分别各与一个传动片(18)连接，两个传动片(18)之间还通过一根传动片连杆(19)搭在抓杆榫头(17)上，抓杆(22)向上移动通过抓杆榫头(17)带动传动片连杆(19)一起向上运动，旋转卡具(14)将传动片(18)传递的向上运动变为自身的旋转运动，旋转卡具(14)进而缩回；如果旋转卡具(14)前部没有阻碍，其会因自重自动伸出，进而卡在下抓齿板(15)两端的倒“U”形结构上，使上抓齿板(15)和下抓齿板(16)脱开，形成供待切割土工膜(1)穿过的空间；

刀车切割装置包括刀车导轨支架(7)、刀车(8)、刀车导轨(9)、刀车夹具(10)、切割刀片(11)、手柄连杆(12)、手柄(13)；两根刀车导轨(9)为圆柱形钢制构件，其左端固定在左侧的下抓齿板支架(6)上，其右端固定在刀车导轨支架(7)上；刀车导轨支架(7)为钢制构件，固定在底座(4)上的右侧位置；刀车(8)为“工”形钢制构件，四个“工”形翼上留有穿过刀车导轨(9)的圆孔，并涂有润滑油，刀车(8)可在水平方向运动，刀车(8)中部留由安装切割刀片(11)的卡槽，切割刀片(11)为单侧开刃的可更换配件，用刀片夹具(10)夹持固定在刀车(8)中部卡槽内；手柄连杆(12)为“L”形钢制构件，固定在刀车(8)下方，手柄(13)为圆杆形构件，固定在手柄连杆(12)前端，拉动手柄(13)可带动刀车(8)携带的切割刀片(11)沿刀车轨道(9)在上抓齿板(15)和下抓齿板(16)预留的切割缝内线性滑动。

2.根据权利要求1所述的一种卷筒土工膜直线切割装置，其特征在于：切割刀片(11)的长度较长，使其刀刃与上抓齿板(15)和下抓齿板(16)夹持的待切割土工膜(1)正交，拉动刀车(8)可带动切割刀片(11)沿切割刀片(11)开刃方向移动，实现对待切割土工膜(1)的直线切割。

3.根据权利要求1所述的一种卷筒土工膜直线切割装置，其特征在于：下抓齿板(16)的上表面通过铣制工艺刻有抓齿，用于固定抓持待切割土工膜(1)的下表面；上抓齿板(15)的下表面采用铣制工艺刻有抓齿，用于固定抓持待切割土工膜(1)的上表面。