CN114076711A - 一种土壤承载比试验仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤承载比试验仪，包括底座，底座的顶面卡接顶杆，顶杆与底座间安装驱动机构，顶杆的顶部安装放置台，放置台的顶面放置样品筒，放置台上安装定位机构，定位机构夹持在样品筒的外壁上，底座的顶面两侧安装立柱，立柱的顶部套接横梁，横梁的底面安装量力环，样品筒的顶部卡接卡环，样品筒内插接贯入杆，贯入杆顶部接触量力环，贯入杆两侧均通过螺栓安装百分表，百分表压在卡环上。通过定位机构对样品筒进行夹持定位，使得样品筒的轴线与放置台和量力环轴线重合，则贯入杆插入样品筒内后轴线与样品筒、量力环重合，驱动机构带动顶杆上移，使得贯入杆贯入土壤中，贯入杆两端受力平衡，便于试验并读取百分表读数，试验数据更准确。

Description

一种土壤承载比试验仪

技术领域

本发明涉及土壤检测技术领域，具体为一种土壤承载比试验仪。

背景技术

承载比(CBR)是评定路基土和路面材料的强度依据，对土壤进行承载比试验时需要使用承载比试验仪将土和混合料(粒径小于40mm的土)在规定的试筒模内压实后进行承载比试验，以确定所设计的路面、路面基层，底基层，路基材料层的承载能力，承载比试验仪使用贯入杆下压土壤时，其底面常常设有贴合样品筒内壁的载荷板，样品筒放在放置台上难以保证其轴线与量力环对齐，则贯入杆下压时其两边的百分表与样品筒间距不等，因杠杆原理导致读数不同，给实验带来困难，且难以对不同土壤采用不同规格的样品筒进行实验，为此我们提出一种土壤承载比试验仪用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤承载比试验仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种土壤承载比试验仪，包括底座，所述底座的顶面中部滑动卡接顶杆，所述顶杆与底座间安装驱动机构，所述顶杆的顶部固定安装放置台，所述放置台的顶面紧密放置样品筒，所述放置台上安装定位机构，所述定位机构紧密夹持在样品筒的外壁上，所述底座的顶面两侧均固定安装立柱，所述立柱的顶部套接横梁并通过螺母固定，所述横梁的底面中部固定安装量力环，所述样品筒的顶部卡接卡环，所述样品筒顶部内腔插接贯入杆，所述贯入杆的竖直端顶部紧密接触量力环的底部，所述贯入杆的水平端两侧均通过螺栓安装百分表，所述百分表紧密压在卡环上。

优选的，所述贯入杆为“十”字形结构，所述样品筒的内腔顶部卡接多个半环结构的载荷板，且载荷板的内径与贯入杆的竖直端外径相同，所述卡环的内壁底部和样品筒的顶部端面为相配合的T型结构，便于稳定卡接。

优选的，所述顶杆的两侧外壁开有限位槽，所述底座贴合顶杆的内壁均固定安装限位块，所述限位块滑动卡接限位槽，避免顶杆和放置台发生转动。

优选的，所述放置台的内部通过销轴转动套接转盘，所述放置台的外壁开有多个滑槽，所述滑槽内均滑动卡接夹杆的一端，所述转盘的顶面安装平面螺纹，所述夹杆的底面均固定安装齿条，所述齿条啮合平面螺纹，所述放置台的一侧外壁底部转动套接调节旋钮，所述调节旋钮的内端面伸入放置台内腔并固定安装锥齿轮，所述转盘的顶面边缘一体成型设有锥齿盘，所述锥齿轮啮合锥齿盘。

优选的，所述夹杆为U型结构，且U型结构的一侧侧板卡接滑槽，另一侧侧板位于放置台的顶面并紧密夹持样品筒的外壁，所述夹杆靠近样品筒外壁的一端为弧形结构，且弧形端面固定安装多个弹性橡胶半球结构的夹紧块，所述齿条的齿形为贴合平面螺纹的弧形结构。

优选的，所述滑槽和夹杆的数量为四个，并沿放置台的圆周方向均匀分布，且相邻两个夹杆间隙正对立柱。

优选的，所述驱动机构包括转槽和连接槽，所述顶杆处的底座内腔开有转槽，所述转槽内转动套接蜗轮，所述蜗轮通过螺纹结构套接顶杆外壁，所述转槽一侧的底座内开有连接槽，所述连接槽内转动套接蜗杆，所述蜗杆啮合蜗轮，所述蜗杆的一端转动贯穿底座的外壁并固定连接手轮，所述连接槽另一端处的底座内固定安装电机，所述电机的输出轴固定连接蜗杆的另一端。

优选的，所述手轮的把手表面为网状防滑结构，所述蜗杆靠近手轮的外壁与底座间安装橡胶阻尼垫。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、定位机构通过转盘和夹杆间的平面螺纹和齿条啮合传动，则转盘转动时多个夹杆同步移动夹紧在样品筒的外壁，达到定心效果，使得不同规格的样品筒轴线均与放置台重合固定，便于样品筒固定，方便试验；

2、贯入杆轴线与样品筒、量力环重合从而使得贯入力保持竖直，则承载力和贯入量关系更贴合实际，且贯入杆两端受力平衡，便于进行试验并读取百分表读数，试验数据更准确；

3、通过手轮手动带动蜗杆转动，或者通过电机自动带动蜗杆转动，驱动方式可选；

4、蜗杆带动蜗轮缓慢转动，则蜗轮通过螺纹结构推动顶杆移动，使得放置台推动样品筒完成贯入操作，使用方便，且蜗杆和蜗轮啮合传动自带减速效果，便于精确控制贯入量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明定位机构处局部剖视图；

图3为本发明放置台左视剖面结构示意图；

图4为本发明图1中A处放大结构示意图；

图5为本发明底座处俯视剖面结构示意图。

附图标记说明：1-底座，2-放置台，3-顶杆，4-驱动机构，41-电机，42-转槽，43-蜗轮，44-连接槽，45-蜗杆，46-手轮，5-定位机构，51-夹杆，52-滑槽，53-齿条，54-平面螺纹，55-转盘，56-锥齿盘，57-锥齿轮，58-调节旋钮，6-样品筒，7-立柱，8-横梁，9-量力环，10-卡环，11-贯入杆，12-百分表，13-限位槽，14-限位块。

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做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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种土壤承载比试验仪，包括底座1，底座1的顶面中部滑动卡接顶杆3，顶杆3与底座1间安装驱动机构4，顶杆3的顶部固定安装放置台2，放置台2的顶面紧密放置样品筒6，放置台2上安装定位机构5，定位机构5紧密夹持在样品筒6的外壁上，底座1的顶面两侧均固定安装立柱7，立柱7的顶部套接横梁8并通过螺母固定，横梁8的底面中部固定安装量力环9，样品筒6的顶部卡接卡环10，样品筒6顶部内腔插接贯入杆11，贯入杆11的竖直端顶部紧密接触量力环9的底部，贯入杆11的水平端两侧均通过螺栓安装百分表12，百分表12紧密压在卡环10上。样品筒6放在放置台2上，通过定位机构5对样品筒6进行夹持定位，使得样品筒6的轴线与放置台2重合，则样品筒6的轴线与量力环9轴线重合，则贯入杆11插入样品筒6内并通过载荷板贴合后轴线与样品筒6、量力环9重合，通过驱动机构4带动顶杆3上移，使得贯入杆11贯入土壤中，贯入杆11两端受力平衡，便于进行试验并读取百分表12读数，试验数据更准确。

贯入杆11为“十”字形结构，样品筒6的内腔顶部卡接多个半环结构的载荷板，通过载荷板对贯入杆11外侧的土壤进行压实，避免贯入时土壤鼓起，且载荷板的内径与贯入杆11的竖直端外径相同，载荷板内壁贴合贯入杆11，便于贯入杆11保持竖直稳定，卡环10的内壁底部和样品筒6的顶部端面为相配合的T型结构，便于稳定卡接。

顶杆3的两侧外壁开有限位槽13，底座1贴合顶杆3的内壁均固定安装限位块14，限位块14滑动卡接限位槽13，避免顶杆3和放置台2发生转动。

放置台2的内部通过销轴转动套接转盘55，放置台2的外壁开有多个滑槽52，滑槽52内均滑动卡接夹杆51的一端，转盘55的顶面安装平面螺纹54，夹杆51的底面均固定安装齿条53，齿条53啮合平面螺纹54，放置台2的一侧外壁底部转动套接调节旋钮58，调节旋钮58的内端面伸入放置台2内腔并固定安装锥齿轮57，转盘55的顶面边缘一体成型设有锥齿盘56，锥齿轮57啮合锥齿盘56，则样品筒6放在放置台2上后，转动调节旋钮58，调节旋钮58带动锥齿轮57转动，锥齿轮57通过锥齿盘56带动转盘55转动，则转盘55通过平面螺纹54同时带动多个齿条53移动，则多个夹杆51均沿滑槽52滑动，从而同时夹紧在样品筒6的外壁，达到定心效果，使得不同规格的样品筒6轴线均与放置台2重合固定。

夹杆51为U型结构，且U型结构的一侧侧板卡接滑槽52，另一侧侧板位于放置台2的顶面并紧密夹持样品筒6的外壁，夹杆51靠近样品筒6外壁的一端为弧形结构，且弧形端面固定安装多个弹性橡胶半球结构的夹紧块，夹杆51的弧形端面便于贴合样品筒6外壁，半球结构的夹紧块增加摩擦力，便于夹紧固定，齿条53的齿形为贴合平面螺纹54的弧形结构。

滑槽52和夹杆51的数量为四个，并沿放置台2的圆周方向均匀分布，且相邻两个夹杆51间隙正对立柱7，则夹杆51滑动伸缩时不会碰撞到立柱7。

驱动机构4包括转槽42和连接槽44，顶杆3处的底座1内腔开有转槽42，转槽42内转动套接蜗轮43，蜗轮43通过螺纹结构套接顶杆3外壁，转槽42一侧的底座1内开有连接槽44，连接槽44内转动套接蜗杆45，蜗杆45啮合蜗轮43，蜗杆45的一端转动贯穿底座1的外壁并固定连接手轮46，连接槽44另一端处的底座1内固定安装电机41，电机41的输出轴固定连接蜗杆45的另一端，手轮46的把手表面为网状防滑结构，蜗杆45靠近手轮46的外壁与底座1间安装橡胶阻尼垫，通过手轮46手动带动蜗杆45转动，或者通过电机41自动带动蜗杆45转动，蜗杆45带动蜗轮43缓慢转动，则蜗轮43通过螺纹结构推动顶杆3移动，使得放置台2推动样品筒6完成贯入操作，使用方便，且蜗杆45和蜗轮43啮合传动自带减速效果，便于精确控制贯入量。

工作原理：本发明使用时，样品筒6放在放置台2上，转动调节旋钮58，调节旋钮58带动锥齿轮57转动，锥齿轮57通过锥齿盘56带动转盘55转动，则转盘55通过平面螺纹54同时带动多个齿条53移动，则多个夹杆51均沿滑槽52滑动，从而同时夹紧在样品筒6的外壁，达到定心效果，使得不同规格的样品筒6轴线均与放置台2重合固定，然后贯入杆11插入样品筒6内并通过载荷板贴合保持竖直，则贯入杆11轴线与样品筒6、量力环9重合，此时通过手轮46手动带动蜗杆45转动，或者通过电机41自动带动蜗杆45转动，蜗杆45带动蜗轮43缓慢转动，则蜗轮43通过螺纹结构推动顶杆3移动，使得放置台2推动样品筒6完成贯入操作，贯入杆11轴线与样品筒6、量力环9重合从而使得贯入力保持竖直，则承载力和贯入量关系更贴合实际，且贯入杆11两端受力平衡，便于进行试验并读取百分表12读数，试验数据更准确，蜗杆45和蜗轮43啮合传动自带减速效果，便于精确控制贯入量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种土壤承载比试验仪，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)的顶面中部滑动卡接顶杆(3)，所述顶杆(3)与底座(1)间安装驱动机构(4)，所述顶杆(3)的顶部固定安装放置台(2)，所述放置台(2)的顶面紧密放置样品筒(6)，所述放置台(2)上安装定位机构(5)，所述定位机构(5)紧密夹持在样品筒(6)的外壁上，所述底座(1)的顶面两侧均固定安装立柱(7)，所述立柱(7)的顶部套接横梁(8)并通过螺母固定，所述横梁(8)的底面中部固定安装量力环(9)，所述样品筒(6)的顶部卡接卡环(10)，所述样品筒(6)顶部内腔插接贯入杆(11)，所述贯入杆(11)的竖直端顶部紧密接触量力环(9)的底部，所述贯入杆(11)的水平端两侧均通过螺栓安装百分表(12)，所述百分表(12)紧密压在卡环(10)上。

2.根据权利要求1所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述贯入杆(11)为“十”字形结构，所述样品筒(6)的内腔顶部卡接多个半环结构的载荷板，且载荷板的内径与贯入杆(11)的竖直端外径相同，所述卡环(10)的内壁底部和样品筒(6)的顶部端面为相配合的T型结构，便于稳定卡接。

3.根据权利要求1所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述顶杆(3)的两侧外壁开有限位槽(13)，所述底座(1)贴合顶杆(3)的内壁均固定安装限位块(14)，所述限位块(14)滑动卡接限位槽(13)，避免顶杆(3)和放置台(2)发生转动。

4.根据权利要求1所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述放置台(2)的内部通过销轴转动套接转盘(55)，所述放置台(2)的外壁开有多个滑槽(52)，所述滑槽(52)内均滑动卡接夹杆(51)的一端，所述转盘(55)的顶面安装平面螺纹(54)，所述夹杆(51)的底面均固定安装齿条(53)，所述齿条(53)啮合平面螺纹(54)，所述放置台(2)的一侧外壁底部转动套接调节旋钮(58)，所述调节旋钮(58)的内端面伸入放置台(2)内腔并固定安装锥齿轮(57)，所述转盘(55)的顶面边缘一体成型设有锥齿盘(56)，所述锥齿轮(57)啮合锥齿盘(56)。

5.根据权利要求4所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述夹杆(51)为U型结构，且U型结构的一侧侧板卡接滑槽(52)，另一侧侧板位于放置台(2)的顶面并紧密夹持样品筒(6)的外壁，所述夹杆(51)靠近样品筒(6)外壁的一端为弧形结构，且弧形端面固定安装多个弹性橡胶半球结构的夹紧块，所述齿条(53)的齿形为贴合平面螺纹(54)的弧形结构。

6.根据权利要求4所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述滑槽(52)和夹杆(51)的数量为四个，并沿放置台(2)的圆周方向均匀分布，且相邻两个夹杆(51)间隙正对立柱(7)。

7.根据权利要求1所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述驱动机构(4)包括转槽(42)和连接槽(44)，所述顶杆(3)处的底座(1)内腔开有转槽(42)，所述转槽(42)内转动套接蜗轮(43)，所述蜗轮(43)通过螺纹结构套接顶杆(3)外壁，所述转槽(42)一侧的底座(1)内开有连接槽(44)，所述连接槽(44)内转动套接蜗杆(45)，所述蜗杆(45)啮合蜗轮(43)，所述蜗杆(45)的一端转动贯穿底座(1)的外壁并固定连接手轮(46)，所述连接槽(44)另一端处的底座(1)内固定安装电机(41)，所述电机(41)的输出轴固定连接蜗杆(45)的另一端。

8.根据权利要求7所述的一种土壤承载比试验仪，其特征在于：所述手轮(46)的把手表面为网状防滑结构，所述蜗杆(45)靠近手轮(46)的外壁与底座(1)间安装橡胶阻尼垫。

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