CN110595855B - 一种击实试验电动脱模机及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种击实试验电动脱模机及使用方法，脱模机包括脱模控制装置，脱模控制装置包括从上到下依次倾斜设置的斜坡安装槽、击实筒定位槽和斜坡引导槽，击实筒定位槽的一侧设置有用于将土样顶出击实筒的顶动机构，击实筒定位槽的下方设置有用于将击实筒从击实筒定位槽中顶起的分离机构，顶动机构和分离机构均与曲直机械联动装置相连，通过曲直机械联动装置控制顶动机构和分离机构的往复运动。本发明具有人工占比小，效率高，适用于不同尺寸的击实筒进行脱模，解决了其他种类脱模机的人工安装、拆卸，功能单一且速率低的问题。

Description

一种击实试验电动脱模机及使用方法

技术领域

本发明涉及土样试验技术领域，特别是指一种击实试验电动脱模机及使用方法。

背景技术

在土木工程施工或试验教学过程中为施工控制路堤、土坝或填土地基密实度提供设计参数，需对土样进行击实试验，测定土样在一定的击实次数下或某种压实功能下的含水率与干密度之间的关系，从而确定土的最大干密度和最优含水率。对土样进行击实后需对式样进行脱模处理，以便对击实筒的循环利用和对式样的进一步处理。脱模机是土的击实试验中不可缺少的工具。

当前市场上的脱模机按照其动力来源，主要分为手动和电动两种类型。手动加载脱模机：一般为小吨位大行程油压千斤顶，千斤顶顶杠上端固定安装一顶板，顶板的直径稍小于击实筒的内径；千斤顶放置在固定架的正中间底部，固定架中上部有两个圆形固定卡盘，下固定卡盘中间圆孔直径与击实筒内径相同，并在中间设置有卡槽，卡槽直径稍大于击实筒外径；上卡盘同下卡盘，上卡盘卡槽向下安装，上下卡盘的间距稍大于击实筒的高度。安装击实筒后，拧紧固定架立柱上的螺丝，压下上固定卡盘，使上下卡盘和击实筒接触紧密牢固；千斤顶加载后顶杠推动顶板上升，顶板挤压击实筒内土样继续上升，击实筒被上卡盘卡住静止，土样被顶出；移走土样，松开立柱上螺丝，拆除击实筒，重复上述步骤，做第二个脱模工作；特征表现为构造简单，手动加载，人工消耗大；安装、拆卸需调节上卡盘，效率低；千斤顶上升速率受人工影响程度大，速率不确定，效率低；卡盘和卡槽直径固定，只能适用一种击实筒脱模，功能单一。

电动型主要采电动液压工作原理，机箱内置电动装置，电动装置推动顶杠上升、下降运动；顶杠上端有顶板(顶板不固定，根据击实筒内径大小可调换，人工对齐安装)；机箱上部有固定装置(两个立柱和卡盘)，卡盘安装在立柱上面，卡盘中间有圆孔，圆孔直径与击实筒内径相同，并在中间设置有卡槽，卡槽直径稍大于击实筒外径，卡槽向下安装。根据击实筒直径可调换不同的卡盘；工作时，将顶板放置在顶杠中间(使二者同心放置)，将击实筒(连同土样)放置顶板上面中间(使二者同心放置)；搬动上升开关，顶杠推动顶板和击实筒上升(过程中人工手扶持击实筒，保证击实筒上升过程中水平方向不偏移，至击实筒的上边沿进入卡盘的卡槽内)；击实筒进入卡盘卡槽内，致使顶杠、顶板、击实筒和卡盘紧密接触牢固；松开手的扶持，继续上升，顶板挤压击实筒内土样，土样被挤出；移走土样，搬动下降开关，顶杠下降高度超过击实筒高度后，搬动停止开关，取下击实筒。重复上述步骤，做第二个脱模工作；特征表现手动安装拆卸式样，人工消耗大，安装精度不好控制，顶杠升降速率低于100mm/min。两种类型的脱模机脱模速率一般在0-100mm/min之间。

由于当前使用的脱模机其脱模和回降速率低，并采用人工安装和拆卸试模，导致效率低下。特别是在试验教学过程中，学生分组做试验时，往往存在几十个甚至上百个试件同时脱模的现象，脱模时间占用了大量试验学时，严重影响试验结果和教学安排，目前缺少一种高效的自动脱模设备。

发明内容

本发明提出一种击实试验电动脱模机及使用方法，具有人工占比小，效率高，适用于不同尺寸的击实筒进行脱模，解决了其他种类脱模机的人工安装、拆卸，功能单一且速率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种击实试验电动脱模机，包括脱模控制装置，脱模控制装置包括从上到下依次倾斜设置的斜坡安装槽、击实筒定位槽和斜坡引导槽，击实筒定位槽的一侧设置有用于将土样顶出击实筒的顶动机构，击实筒定位槽的下方设置有用于将击实筒从击实筒定位槽中顶起的分离机构，顶动机构和分离机构均与曲直机械联动装置相连，通过曲直机械联动装置控制顶动机构和分离机构的往复运动。

进一步地，曲直机械联动装置包括电机驱动的异径曲轮，异径曲轮竖向设置，异径曲轮上设置有间隔联动挡杆，分离机构包括位置固定的支撑座，与支撑座铰接的翘杆，翘杆一端位于间隔联动挡杆的下方，且与间隔联动挡杆随异径曲轮的转动间隔相抵另一端位于击实筒定位槽的下方，且设置有悬臂托盘，悬臂托盘上固定有三角支座，三角支座的上端铰接有方形顶板，击实筒定位槽上设置有与方形顶板配合的方形顶槽。

进一步地，曲直机械联动装置还包括与异径曲轮配合的被动转轮，顶动机构包括位置固定的中空滑块和滑动穿过中空滑块的顶杠，顶杠靠近击实筒定位槽的一端可拆卸的连接有顶盘，另一端与被动转轮相连，被动转轮和中空滑块之间的顶杠上套装有弹簧。

进一步地，异径曲轮的一端为圆面，另一端为曲面顶点，间隔联动挡杆位于异径曲轮上靠近曲面顶点的位置处。

进一步地，击实筒定位槽的两侧均设置有弧形挡板，弧形挡板的高度与击实筒的壁厚相同，弧形挡板的内径与击实筒的内径相同，击实筒定位槽的上端与斜坡安装槽的下端相连，下端与斜坡引导槽的上端相连。

进一步地，击实筒定位槽靠近顶动机构的一侧设置有导向槽，另一侧设置有接料槽。

进一步地，电机为齿轮减速电机，电机的可调转速为1r/min-15r/min。

一种上述的击实试验电动脱模机的使用方法，包括以下步骤：

(1)将带有土样的击实筒逐一放置于斜坡安装槽内，击实筒在斜坡和重力作用下沿斜坡安装槽下滚至击实筒定位槽；

(2)电机带动异径曲轮旋转，当异径曲轮的曲面与被转转轮接触时，推动被动转轮运动，被动转轮联动顶杠和顶盘向击实筒定位槽移动，顶杠上的弹簧压缩，异径曲轮旋转至曲面顶点时，土样被顶盘顶出击实筒，并落入接料槽内；

(3)异径曲轮继续旋转，异径曲轮的曲面远离被动转轮，在弹簧回弹力的作用下，顶杠和顶盘做回向运动，异径曲轮旋转至圆面时，被动转轮、顶杠和顶盘恢复原位；

(4)异径曲轮旋转带动间隔联动挡杆运动至下端时，压下翘杆的一端，在支撑座的作用下翘杆的另一端逐渐被抬起，方形顶板插入方向顶槽，顶起击实筒定位槽内空的击实筒，空的击实筒在自身重力以及相邻含有土样的击实筒的重力挤压下，沿斜坡引导槽滚动至槽底，完成击实筒与击实筒定位槽的自动分离；

(5)异径曲轮旋转带动间隔联动挡杆离开翘杆，翘杆设置有悬臂托盘的一端在重力作用下复位，方形顶板离开方形顶槽，斜坡安装槽中含有土样的击实筒在重力作用下滚动至击实筒定位槽中，完成击实筒的自动安装，随着异径曲轮的旋转，进行下一次的脱模工作。

本发明的有益效果：

本发明基于曲直运动机械联动原理，实现对顶杠的直线往复运动；基于杠杆原理，实现对翘杆的上下往复运动和击实筒的联动顶起分离运动；基于重力原理，实现击实筒的自动安装和分离；电机为齿轮减速电机，基于电机变速原理，根据实击土样的用途调节脱模的速率，实现对脱模速率的调控；根据击实筒尺寸可以更换顶盘尺寸和配套的脱模控制整套装置，实现对不同尺寸的击实筒进行脱模。本发明明显区别于其他种类脱模机的人工安装、拆卸，功能单一且速率低的问题，该设备具有人工占比小，效率高，适用范围广，速率可调的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为分离机构的结构示意图；

图3为脱模控制装置的结构示意图；

图4为击实筒定位槽的结构示意图；

图5为击实筒的结构示意图。

斜坡安装槽1，击实筒定位槽2，斜坡引导槽3，电机4，异径曲轮5，间隔联动挡杆6，支撑座7，翘杆8，悬臂托盘9，三角支座10，方形顶板11，方形顶槽12，被动转轮13，中空滑块14，顶杠15，顶盘16，弹簧17，弧形挡板18，导向槽19，接料槽20，击实筒21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-5所示，一种击实试验电动脱模机，包括脱模控制装置，脱模控制装置包括从上到下依次倾斜设置的斜坡安装槽1、击实筒定位槽2和斜坡引导槽3，击实筒定位槽2的一侧设置有用于将土样顶出击实筒21的顶动机构，击实筒定位槽2的下方设置有用于将击实筒21从击实筒定位槽2中顶起的分离机构，顶动机构和分离机构均与曲直机械联动装置相连，通过曲直机械联动装置控制顶动机构和分离机构的往复运动。

曲直机械联动装置包括电机4驱动的异径曲轮5，电机4为齿轮减速电机4，电机4的可调转速为1r/min-15r/min。异径曲轮5沿竖向安装在电机4的输出端，异径曲轮5上设置有间隔联动挡杆6，分离机构包括位置固定的支撑座7和与支撑座7铰接的翘杆8，支撑座7位于被动转轮13的一侧，翘杆8一端与间隔联动挡杆6的下方，且与间隔联动挡杆6随异径曲轮5的转动间隔相抵，另一端位于击实筒定位槽2的下方，且固定有悬臂托盘9，悬臂托盘9一端与翘杆8固定相连，另一端为自由端，自由端的上侧固定有三角支座10，三角支座10的上端铰接有方形顶板11，击实筒定位槽2上设置有与方形顶板11配合的方形顶槽12。异径曲轮5带动间隔联动挡杆6，每转一圈下压一次翘杆8的一端，翘杆8的另一端上升，带动悬臂托盘9上升，将方形顶板11顶入方形顶槽12内。

曲直机械联动装置还包括与异径曲轮5配合的被动转轮13，顶动机构包括位置固定的中空滑块14和滑动穿过中空滑块14的顶杠15，顶杠15靠近击实筒定位槽2的一端通过螺纹可拆卸的连接有顶盘16，另一端与被动转轮13通过转轴转动相连，被动转轮13和中空滑块14之间的顶杠15上套装有弹簧17。当异径曲轮5转动时，被动转轮13沿着异径曲轮5的轮面转动，并根据异径曲轮5的异径特性，在弹簧17作用下做直线往返运动。被动转轮13直线往返运动时，通过顶杆带动顶盘16做直线往返运动，顶盘16将击实筒21内的土样顶出，在弹簧17的作用下通过顶杆实现复位。

异径曲轮5的一端为圆面，另一端为曲面顶点，间隔联动挡杆6固定于异径曲轮5上靠近曲面顶点的位置处。

斜坡安装槽1的槽宽度稍大于击实筒21的长度2-3mm，含有土样的击实筒21安装在斜坡安装槽1内，击实筒21在斜坡和重力作用下，沿斜坡安装槽1的轴线向下滚动。斜坡引导槽3的宽度稍大于击实筒21的长度2-3mm，引导空的击实筒21沿其轴线滚动至下端，完成拆卸。击实筒定位槽2的两侧均固定有弧形挡板18，弧形挡板18的高度与击实筒21的壁厚相同，弧形挡板18的内径与击实筒21的内径相同，两个弧形挡板18的间距稍大于击实筒21的长度2-3mm，击实筒定位槽2的上端与斜坡安装槽1的下端相连，下端与斜坡引导槽3的上端相连。

击实筒定位槽2靠近顶动机构的一侧设置有导向槽19，另一侧设置有接料槽20，导向槽19、接料槽20和击实筒定位槽2为一体结构。一种击实试验电动脱模机，还包括机架(图中未画出)，电机4、支撑座7和中空滑块14的位置固定，可单独固定安装在机架上。

实施例二

一种实施例一的击实试验电动脱模机的使用方法，包括以下步骤：

(1)将带有土样的击实筒21逐一放置于斜坡安装槽1内，击实筒21在斜坡和重力作用下沿斜坡安装槽1下滚至击实筒定位槽2；

(2)电机4带动异径曲轮5旋转沿图1箭头方向(顺时针)旋转，当异径曲轮5的曲面与被转转轮接触时，推动被动转轮13单向运动，被动转轮13联动顶杠15和顶盘16向击实筒定位槽2移动，顶杠15上的弹簧17压缩，异径曲轮5旋转至曲面顶点时，土样被顶盘16顶出击实筒21，并落入接料槽20内；

(3)异径曲轮5继续旋转，异径曲轮5的曲面远离被动转轮13，在弹簧17回弹力的作用下，顶杠15和顶盘16做回向运动，异径曲轮5旋转至圆面时，被动转轮13、顶杠15和顶盘16恢复原位；

(4)在步骤(2)和(3)的过程中，异径曲轮5旋转带动间隔联动挡杆6运动至下端时，压下翘杆8的一端，在支撑座7的作用下翘杆8的另一端逐渐被抬起，联动悬臂托盘9和方向顶板被抬起，方形顶板11插入方向顶槽，顶起击实筒定位槽2内空的击实筒21，空的击实筒21在自身重力以及相邻含有土样的击实筒21的重力挤压下，沿斜坡引导槽3滚动至槽底，完成击实筒21与击实筒定位槽2的自动分离；

(5)异径曲轮5旋转带动间隔联动挡杆6离开翘杆8，翘杆8设置有悬臂托盘9的一端在重力作用下复位，方形顶板11离开方形顶槽12，斜坡安装槽1中含有土样的击实筒21在重力作用下滚动至击实筒定位槽2中，完成击实筒21的自动安装，随着异径曲轮5的旋转，进行下一次的脱模工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种击实试验电动脱模机，其特征在于：包括脱模控制装置，脱模控制装置包括从上到下依次倾斜设置的斜坡安装槽（1）、击实筒定位槽（2）和斜坡引导槽（3），击实筒定位槽（2）的一侧设置有用于将土样顶出击实筒的顶动机构，击实筒定位槽（2）的下方设置有用于将击实筒从击实筒定位槽（2）中顶起的分离机构，顶动机构和分离机构均与曲直机械联动装置相连，通过曲直机械联动装置控制顶动机构和分离机构的往复运动；

曲直机械联动装置包括电机（4）驱动的异径曲轮（5），异径曲轮（5）竖向设置，异径曲轮（5）上设置有间隔联动挡杆（6），分离机构包括位置固定的支撑座（7），与支撑座（7）铰接的翘杆（8），翘杆（8）一端位于间隔联动挡杆（6）的下方，且与间隔联动挡杆（6）随异径曲轮（5）的转动间隔相抵，另一端位于击实筒定位槽（2）的下方，且设置有悬臂托盘（9），悬臂托盘（9）上固定有三角支座（10），三角支座（10）的上端铰接有方形顶板（11），击实筒定位槽（2）上设置有与方形顶板（11）配合的方形顶槽（12）；

击实筒定位槽（2）靠近顶动机构的一侧设置有导向槽（19），另一侧设置有接料槽（20）。

2.根据权利要求1所述的一种击实试验电动脱模机，其特征在于：曲直机械联动装置还包括与异径曲轮（5）配合的被动转轮（13），顶动机构包括位置固定的中空滑块（14）和滑动穿过中空滑块（14）的顶杠（15），顶杠（15）靠近击实筒定位槽（2）的一端可拆卸的连接有顶盘（16），另一端与被动转轮（13）相连，被动转轮（13）和中空滑块（14）之间的顶杠（15）上套装有弹簧（17）。

3.根据权利要求1所述的一种击实试验电动脱模机，其特征在于：异径曲轮（5）的一端为圆面，另一端为曲面顶点，间隔联动挡杆（6）位于异径曲轮（5）上靠近曲面顶点的位置处。

4.根据权利要求1所述的一种击实试验电动脱模机，其特征在于：击实筒定位槽（2）的两侧均设置有弧形挡板（18），弧形挡板（18）的高度与击实筒的壁厚相同，弧形挡板（18）的内径与击实筒的内径相同，击实筒定位槽（2）的上端与斜坡安装槽（1）的下端相连，下端与斜坡引导槽（3）的上端相连。

5.根据权利要求1所述的一种击实试验电动脱模机，其特征在于：电机（4）为齿轮减速电机（4），电机（4）的可调转速为1r/min-15r/min。

6.一种权利要求2所述的击实试验电动脱模机的使用方法，包括以下步骤：

（1）将带有土样的击实筒逐一放置于斜坡安装槽（1）内，击实筒在斜坡和重力作用下沿斜坡安装槽（1）下滚至击实筒定位槽（2）；

（2）电机（4）带动异径曲轮（5）旋转，当异径曲轮（5）的曲面与被转转轮接触时，推动被动转轮（13）运动，被动转轮（13）联动顶杠（15）和顶盘（16）向击实筒定位槽（2）移动，顶杠（15）上的弹簧（17）压缩，异径曲轮（5）旋转至曲面顶点时，土样被顶盘（16）顶出击实筒，并落入接料槽（20）内；

（3）异径曲轮（5）继续旋转，异径曲轮（5）的曲面远离被动转轮（13），在弹簧（17）回弹力的作用下，顶杠（15）和顶盘（16）做回向运动，异径曲轮（5）旋转至圆面时，被动转轮（13）、顶杠（15）和顶盘（16）恢复原位；

（4）异径曲轮（5）旋转带动间隔联动挡杆（6）运动至下端时，压下翘杆（8）的一端，在支撑座（7）的作用下翘杆（8）的另一端逐渐被抬起，方形顶板（11）插入方向顶槽，顶起击实筒定位槽（2）内空的击实筒，空的击实筒在自身重力以及相邻含有土样的击实筒的重力挤压下，沿斜坡引导槽（3）滚动至槽底，完成击实筒与击实筒定位槽（2）的自动分离；

（5）异径曲轮（5）旋转带动间隔联动挡杆（6）离开翘杆（8），翘杆（8）设置有悬臂托盘（9）的一端在重力作用下复位，方形顶板（11）离开方形顶槽（12），斜坡安装槽（1）中含有土样的击实筒在重力作用下滚动至击实筒定位槽（2）中，完成击实筒的自动安装，随着异径曲轮（5）的旋转，进行下一次的脱模工作。