CN110132685A - 一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构 - Google Patents

一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，包括外框架、推送框架，内管，外管和制样管，内管的顶面设有容纳槽，容纳槽的开口处设有连接螺纹，容纳槽内依次设有第一圆锥滚子轴承、开槽锁紧螺母、第一止推轴承和内管连接器，制样管设于内管内且设有螺接头，螺接头与开槽锁紧螺母螺接，外框架设有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母内设有滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端连接有把手，另一端与内管连接器螺纹连接，滚珠丝杠螺接有锁紧扁螺母，本发明提供了一种减少土样扰动的钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构。

Description

一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传 动机构
技术领域
本发明涉及室内土工试验装置领域，更具体涉及一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构。
背景技术
依据土工试验方法标准(GB/T50123-1999)及《土工试验规程》
(YS/T5225-2016)，采用切削的方式制备室内三轴试验原状黏性土样。具体方法如下：1)对于较软的土样，先用钢丝锯或切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土盘上下圆盘之间，用钢丝锯或切土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直至土样被削成规定的直径为止。试样切削时应避免扰动，当试样表面遇有砾石或凹坑时，允许用削下的余土填补。2)对较硬的土样，先用切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土架上，用切土器切削土样，边削边压切土器，直至切削到超出试样高度约2cm为止。3)取出试样，按规定的高度将两端削平，称量。并取余土测定试样的含水率。4)对于直径大的土样，可用分样器切成3个土柱，按上述方法切取试样。这种制样方法，存在一系列“扰动”，现有的制样装置其制样管、内管和外管同向转动，其阻力大，对土样的扰动大，难以获取Ⅰ级原状土试样。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种减少土样扰动的钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构的丝杠传动机构，包括外框架、推送框架，内管，外管和制样管，所述内管的顶面设有容纳槽，所述容纳槽的开口处设有连接螺纹，所述容纳槽内由下至上依次设有第一圆锥滚子轴承、开槽锁紧螺母、第一止推轴承和与容纳槽的开口处螺接的内管连接器，所述制样管设于内管内且顶部设有螺接头，所述螺接头穿过第一圆锥滚子轴承与开槽锁紧螺母螺接，所述内管设在外管内，所述外管的顶部内壁上设有外圈齿轮，所述内管连接器上方设有太阳齿轮，所述外管内设有与太阳齿轮和外圈齿轮同时啮合的行星齿轮，所述外框架的顶部设有滚珠丝杠螺母，所述滚珠丝杠螺母内设有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的一端连接有把手，另一端与内管连接器螺纹连接，所述滚珠丝杠的中部螺接有抵触在推送框架顶部的锁紧扁螺母。
进一步的所述太阳齿轮与内管连接器之间设有一组朝向相反的第二圆锥滚子轴承。
进一步的所述外框架与滚珠丝杠螺母之间设有第二止推轴承。
进一步的所述推送框架上开设有轴承槽，所述轴承槽内设有一组朝向相反的第三圆锥滚子轴承。
进一步的所述把手包括固定在滚珠丝杠一端的手柄连接器，所述手柄连接器的圆周侧壁上开设有手柄孔，所述手柄孔内可拆卸连接有手柄。
进一步的所述滚珠丝杠的一端螺接有连接螺杆，所述连接螺杆背离滚珠丝杠的一端与内管连接器螺纹配合。
综上所述，本发明通过内管外管反向转动进行切土，以及制样管不转仅沿其轴线向下，以减小钻取试样过程中的阻力，从而减小对原状试样的“扰动”，易获取Ⅰ级原状土试样。
附图说明
图1为本发明一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构的结构示意图；
图2为制样管的平面爆炸图；
图3为制样管的组装图；
图4为内管处的平面爆炸图；
图5为内管与制样管的组装图；
图6为内管与外管的平面爆炸图；
图7为内管与外管的组装图；
图8为推送框架处的平面爆炸图；
图9为制样管、内管、外管以及推送框架的结构图；
图10为制样管、内管、外管以及推送框架的组装图；
图11为护样板处的平面爆炸图；
图12为护样板处的俯视图；
图13为光杆滚珠导轨副的结构图；
图14为光杆导轨的结构图；
图15为护样盘的结构图；
图16为滚珠丝杠螺母处的结构图；
图17为外框架的俯视图。
标注说明：1、制样管；2、管靴；3、制样管连接器；4、管体；5、内管；6、第二圆锥滚子轴承；7、第一圆锥滚子轴承；8、开槽锁紧螺母；9、第一止推轴承；10、内管连接器；11、外管；12、外圈齿轮；13、行星齿轮；14、太阳齿轮；16、第三圆锥滚子轴承；18、光杠滚珠导轨副；19、轴承槽；20、推送框架；21、锁紧扁螺母；22、连接螺杆；24、护样盘连接器；27、护样盘；28、针齿；29、外框架；37、光杠连接螺栓；38、光杠导轨连接帽；39、光杠导轨；40、护样板；42、滚珠丝杠；43、滚珠丝杠螺母；44、手柄连接器；45、手柄孔；46、手柄。
具体实施方式
参照图1至图17对本发明一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构的实施例作进一步说明。
一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，包括外框架29、推送框架20，内管5，外管11和制样管1，所述内管5的顶面设有容纳槽，所述容纳槽的开口处设有连接螺纹，所述容纳槽内由下至上依次设有第一圆锥滚子轴承7、开槽锁紧螺母8、第一止推轴承9和与容纳槽的开口处螺接的内管连接器10，所述制样管1设于内管5内且顶部设有螺接头，所述螺接头穿过第一圆锥滚子轴承7与开槽锁紧螺母8螺接，所述内管5设在外管11内，所述外管11的顶部内壁上设有外圈齿轮12，所述内管连接器10上方设有太阳齿轮14，所述外管11内设有与太阳齿轮14和外圈齿轮12同时啮合的行星齿轮13，所述外框架29的顶部设有滚珠丝杠螺母43，所述滚珠丝杠螺母43内设有滚珠丝杠42，所述滚珠丝杠42的一端连接有把手，另一端与内管连接器10螺纹连接，所述滚珠丝杠42的中部螺接有抵触在推送框架20顶部的锁紧扁螺母21，所述外框架29内设有竖直的光杠导轨39，所述光杆导轨上滑动连接有与推送框架20固定的护样板40，所述外框架29内对应制样管1的下方设有护样盘27连接器24，所述护样盘27连接器24的顶部设有护样盘27。
本实施例中管体4和管靴2制作的面积比、内间隙比符合相关国标中薄壁取土器要求，在进行制样时，转动把手，本实施例中把手的转动方向为内管连接器10的锁紧方向，使得滚珠丝杠42沿着滚珠丝杠螺母43向下运动，并带动太阳齿轮14和内管连接器10转动，太阳齿轮14转动，通过与之啮合的行星齿轮13传动，带动外圈齿轮12与太阳齿反方向转动，从而使得外管11反向转动，同时的内管连接器10被带动转动，使得内管5被带动转动，且由于第一止推轴承9以及第一圆锥滚子轴承7的设置，使得制样管1在内管5转动的时候，制样管1不转动，仅沿其轴线向下运动，通过内管5外管11反向转动进行切土，以及制样管1不转仅沿其轴线向下，以减小钻取试样过程中的阻力，从而减小对原状试样的“扰动”，获取Ⅰ级原状土试样，同时由于滚珠丝杠42的中部螺接有抵触在推送框架20顶部的锁紧扁螺母21，其锁紧扁螺母21在随滚珠丝杠42下降的过程中会对推送框架20具有向下的作用力，使得推送框架20向下运动，由于光杆导轨上滑动连接有与推送框架20固定的护样板40，使得护样板40沿着光杆导轨同步下降，因此护样板能有效的对正在制样的原状黏性土样部分进行保护，且在制样完成的时候，护养板也刚好下方完全脱离原状黏性土样，便于所制原状样品的取出。
本实施例优选的所述制样管1包括管靴2、两个半圆形的管体4和制样管连接器3，两个所述管体4拼接后其上端和下端分别与制样管连接器3和管靴2螺纹连接，在制样完成的时候，可以通过转动管体4两端的管靴2和制样管连接器3，使得制样管1分离，从而可以容易的从制样管1内取出土样，避免强行顶出土样对土样有较大的扰动。
本实施例优选的所述太阳齿轮14与内管连接器10之间设有一组朝向相反的第二圆锥滚子轴承6，用于抵消滚珠丝杠42轴向运动的力。
本实施例优选的所述外框架29与滚珠丝杠螺母43之间设有第二止推轴承，通过第二止推轴承的设置，可以防止外框架29被带动转动，提高其稳定性。
本实施例优选的所述护样盘27上设有针齿28，可以更稳定的固定土样。
本实施例优选的所述推送框架20上开设有轴承槽19，所述轴承槽19内设有一组朝向相反的第三圆锥滚子轴承16，用于抵消滚珠丝杠42轴向运动的力。
本实施例优选的所述把手包括固定在滚珠丝杠42一端的手柄连接器44，所述手柄连接器44的圆周侧壁上开设有手柄孔45，所述手柄孔45内可拆卸连接有手柄46，通过手柄连接器44，通过增长力臂，使得转动滚珠丝杠42更为省力，在不用时也便于拆卸存放。
本实施例优选的所述护样板40上设有与光杆导轨配合的光杆滚珠导轨副，通过光杆滚珠导轨副的设置用于减少护样板40与光杆导轨的摩擦力，使得运动平顺。
本实施例优选的所述光杠导轨39的两端固定有光杆导轨连接帽，所述光杆导轨连接帽上设有球铰支座，所述外框架29上螺接有光杆连接螺栓，所述光杆连接螺栓的一端设有与球铰支座配合的连接球铰接头，在安装时杠连接螺栓穿过外框架29端部的螺栓孔与光杠导轨连接帽38相连接，光杠连接螺栓37端部制有连接球铰接头安入光杠导轨连接帽38的球铰支座中；光杠导轨39安装在光杠导轨连接帽38上，护样板40的上下两端安装两个光杠滚珠导轨副18，通过护样板40连接螺栓相连接。光杠滚珠导轨副18安装于光杠导轨39上，上述设置利于光杆导轨的拆卸和安装。
本实施例优选的所述滚珠丝杠42的一端螺接有连接螺杆22，所述连接螺杆22背离滚珠丝杠42的一端与内管连接器10螺纹配合，通过连接螺杆22的安装可以使得在安装推送框架20，内管5，外管11处的结构时，更为方便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，包括外框架、推送框架，内管，外管和制样管，其特征是：所述内管的顶面设有容纳槽，所述容纳槽的开口处设有连接螺纹，所述容纳槽内由下至上依次设有第一圆锥滚子轴承、开槽锁紧螺母、第一止推轴承和与容纳槽的开口处螺接的内管连接器，所述制样管设于内管内且顶部设有螺接头，所述螺接头穿过第一圆锥滚子轴承与开槽锁紧螺母螺接，所述内管设在外管内，所述外管的顶部内壁上设有外圈齿轮，所述内管连接器上方设有太阳齿轮，所述外管内设有与太阳齿轮和外圈齿轮同时啮合的行星齿轮，所述外框架的顶部设有滚珠丝杠螺母，所述滚珠丝杠螺母内设有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的一端连接有把手，另一端与内管连接器螺纹连接，所述滚珠丝杠的中部螺接有抵触在推送框架顶部的锁紧扁螺母。
2.根据权利要求1所述的一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，其特征是：所述太阳齿轮与内管连接器之间设有一组朝向相反的第二圆锥滚子轴承。
3.根据权利要求1所述的一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，其特征是：所述外框架与滚珠丝杠螺母之间设有第二止推轴承。
4.根据权利要求1所述的一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，其特征是：所述推送框架上开设有轴承槽，所述轴承槽内设有一组朝向相反的第三圆锥滚子轴承。
5.根据权利要求1所述的一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，其特征是：所述把手包括固定在滚珠丝杠一端的手柄连接器，所述手柄连接器的圆周侧壁上开设有手柄孔，所述手柄孔内可拆卸连接有手柄。
6.根据权利要求1所述的一种钻取式制备室内三轴试验原状黏性土试样装置的丝杠传动机构，其特征是：所述滚珠丝杠的一端螺接有连接螺杆，所述连接螺杆背离滚珠丝杠的一端与内管连接器螺纹配合。
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