CN2263331Y - 多用自动击实仪 - Google Patents
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Abstract
一种既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构、传动机构、升降机构、击实锤组件、控制机构和设于下箱体内的转动机构、击实筒组件组成，击实锤质量和落高可按试验要求自由选配，自由调节，击实次数由0～99按试验要求人工设置，自动数显，自动控制。该仪器控制系统操作方便、抗干扰能力强，工作可靠，机械系统结构合理，设计紧凑。
Description
本实用新型属于公路交通系统用于室内试验的仪器，它既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件。
我国现有技术中，相当一部分单位采用人工击实的方法，劳动强度大，击实功难以控制在标准范围内，近几年来，我国先后研制出了不同结构型式的击实仪，有土壤击实仪、沥青混合料击实仪、土壤/沥青混合料多功能击实仪，但不同程度都存在一些问题，例如：中国专利申请号85205640《双用途电动击实仪》，专利申请号89220944.5《多功能电动击实仪》，专利申请号94221599《多功能电动击实仪》都存在着不少问题，第一种锤体质量和落高固定，只能实现对路基土的重型击实试验，无法进行轻型击实试验，制备沥青混合料试件时，击实台不符合交通部行业试验标准，不是200×200×457硬木墩组成的柔性击实台，并且击实速度低，第二种在第一种基础上作了一些改进，克服了第一种只能做路基土的重型击实的缺陷，增加了做轻型击实试验的功能，但仍没有改变击实座的结构和解决击实速度低的问题，且同前一种相比，反倒使结构变得繁锁，复杂，体积大，锤体定位不准确，落锤偏差大，转角间隙旋转机构常失灵或失效等，第三种是在前两种无法应用的情况下，将多功能击实仪改为单功能击实仪，仅能对公路路基土和基层材料做轻、重型击实试验的仪器。
本实用新型的目的是设计一种既能对路基土的各种基层、底基层材料做轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，将两种不同类型的击实仪器溶为一体，使两台仪器的功能集于一台仪器上得以实现。
本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构(1)、传动机构(2)、升降机构(3)、击实锤组件(4)、控制机构(7)和设于下箱体内的转动机构(5)、击实筒组件(6)组成，动力机构(1)的输出端与传动机构(2)连接，传动机构(2)与升降机构(3)的升降体(31)连接，击实锤组件(4)由升降机构(3)控制升降高度，转动机构(5)由柱销(51)、压杆(52)、滑板(53)、棘轮棘爪机构(55)构成，土壤击实台(56)固定在棘轮轴上，与棘轮棘爪机构(55)构成一体，击实筒组件(6)设于土壤击实台(56)上，所说的击实锤组件(4)包括可组合替换的土工击实试验击实锤、螺管、附加重锤和沥青混合料试件成型击实锤组件(44)，所说的击实筒组件(6)包括可选择替换的土工击实试验大击实筒、小击实筒和沥青混合料试件成型击实台总成(63)，土工击实试验击实锤组件由螺管与击实锤固定连接，击实锤上可设有附加重锤，沥青混合料试件成型击实锤组件(44)由导杆(443)上设有定位块(445)、限位块(444)、击实锤(442)和压实头(441)组成，沥青混合料试件成型击实台总成63由底板(631)、硬木墩构成的柔性击实台(632)、上板(633)和击实筒(634)构成。
本仪器是按照交通部颁发的最新公路试验行业标准制造的仪器，它的技术性能指标符合交通部颁发的《公路土工试验规程》中的击实试验(70131-93)、承载比(CBR)试验、弹性模量试验中的夯击试验模型的要求，同时还符合《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的沥青混合料试件制作方法(击实法)(T07002-93)中的夯击试验模型的要求，能为土工击实试验中的轻、重型击实试验等夯击标准试件，又能为沥青混合料试验夯击标准试件，击实锤质量和落高可按试验要求自由选配，自由调节，击实次数由0～99按试验要求人工设置，自动数显，自动控制。该仪器采用计数显示控制一体化集成电路，控制系统操作方便、抗干扰能力强，工作可靠，机械系统结构合理，设计紧凑，运行可靠，造型美观，移动方便，能适应较为恶劣的工作环境，使试验工作规范化，提高了试验精度，减轻了劳动强度，一机多用，节省资金。
下面结合附图对本实用新型详细说明。
图1为本实用新型机械原理图。
图2为本实用新型上箱体结构示意图。
图3为本实用新型下箱体结构示意图。
图4为沥青混合料击实锤组件结构示意图。
图5为沥青混合料击实台总成结构示意图。
图6为控制电路框图。
图7为控制电路原理图。
多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构1、传动机构2、升降机构3、击实锤组件4、控制机构7和设于下箱体内的转动机构5、击实筒组件6组成，动力机构1由双速电动机11、弹性联轴器12、蜗轮蜗杆减速器13依次连接构成，传动机构2由上链轮21、下链轮23、滚子链条22构成，减速器13的输出轴通过连接轴与上链轮21相连接，上链轮21通过滚子链条22与下链轮23相连接，滚子链条上装一销轴24，升降机构3由升降体31和导轨32组成，升降体31沿着导轨32移动，升降体31底部设有滑块311，滑块311一端与销轴24连接，滑块311可在升降体31底部滑槽内水平移动，升降体31上设有提升板312通过导轨32上定位板321碰撞，与击实锤组件4中的锯齿形螺管啮合，提升击实锤组件4到所需高度，由导轨32上的定位板322或323碰撞升降体中的推板，提升板312脱开锯齿形螺管，击实锤组件4自由下落，夯击击实筒组件6内的试料。转动机构(5)由柱销51、压杆52、滑板53、棘轮棘爪机构55构成，棘轮棘爪机构55安装于下箱体内，刚性土壤击实台56置于下箱体上面，用螺钉固定在棘轮轴上，与棘轮棘爪机构55构成一体，击实筒组件6设于土壤击实台56上，当做土壤击实试验时，升降体31在下降的同时，压迫柱销51带动压杆52下移，与压杆52固定的滑板53下移，推动棘轮棘爪转动机构55中的拨杆及棘爪前移，当升降体31上升时，在压杆弹簧54力的作用下，拨杆及棘爪后退，棘爪拨动棘轮转过一个齿，即转过40°，棘轮带动土壤击实台56及击实筒转动40°，此时击实锤组件4夯击一次试料，棘轮转动一圈，击实锤组件4夯击9次试料。土壤试验中的轻、重型击实高度由升降体31上部推板和导轨32上的定位板相互配合调整决定，导轨32后面的定位板不在一条竖直线上，推板左右移动，就可使击实高度定位在30CM和45CM。击实锤组件4质量根据轻、重型击实要求也可以调整。击实锤组件4中锯齿形螺管和击实锤是用两只螺钉压紧联接的，可以拆卸，击实锤上可设有附加重锤，击实锤组件4的质量为2.5Kg或4.5Kg，击实速度30次/分。大击实筒或小击实筒用四只压紧销钉固定在土壤击实台56上。
当做沥青混合料击实试验时，取掉压杆52上的柱销51，使升降体31在下降时，无法与柱销51接触，棘轮棘爪机构55因得不到驱动力而转动机构不能转动，装上沥青混合料试件成型击实锤组件44和沥青混合料试件成型击实台总成63，沥青混合料试件成型击实锤组件44由导杆443上设有压实头441、击实锤442、限位块444、定位块445组成，升降体31提升击实锤442到导轨32上定位板323高度，提升板312与击实锤442脱开，击实锤442由于惯性上冲至限位块444，击实锤442自由下落，夯击试料。夯击试件高度由击实锤组件44上的限位块444决定，即为45.7CM，夯击试件的锤重由导轨32上定位板323和击实锤组件44自身决定，即为4.536Kg，夯击速度为60次/分。沥青混合料试件成型击实台总成63由底板631、硬木墩构成的柔性击实台632、上板633、击实筒634组成，把它置于土壤击实台56上。
控制机构7控制双速电动机11转速和击实次数，控制机构7包括：寄存、减法计数电路72接收、寄存BCD码拨盘73预置的击实次数，土信号传感器72或沥信号传感器71输出信号连到寄存、减法计数电路74输入端，寄存、减法计数电路74进行减法运算，运算结果送入译码、显示电路75在面板上显示数值，寄存、减法计数电路74输出端连接判零电路76输入端，判零电路76输出端连接光电隔离电路77输入端，光电隔离电路77输出端连接控制电机电路78输入端，光电隔离电路接收零信号并截断控制电机电路，控制电机电路78连接动力机构1的双速电动机11。控制电路部分装在电器控制箱内，控制箱面板上设有控制按键和击实次数显示窗口，控制按键包括BCD码拨盘、置数键、起动键、暂停键、土/沥转换开关，便于试验人员操作和随时掌握击实情况，土或沥信号霍尔传感器71、72置于仪器上箱体内侧，它与升降体31中的滑块311上设有的永久磁钢配合完成击实次数采样。永久磁钢粘接在滑块311上，滑块311装在升降体31下部滑槽内，其一端与滚子链条22相连，滚子链条22转动一圈，升降体31带着击实锤组件4在导轨32上往复运动一次，滑块311在升降体31下部滑槽内由右向左移动一次，当升降体31提着击实锤组件4上升，恰好滑块311带着永久磁钢滑到升降体的左边，永久磁钢无接触地通过霍尔传感器71或72表面，产生一个记数脉冲，这一记数脉冲通过连接电线送给控制箱内的控制电路，控制电路对记数脉冲作减法处理，并将结果显示在前面板上。双速电动机供电电源为AC380V，控制电路供电电源为AC220V，交流电压经整流、稳压电路转换成DC5V直流电供控制电路使用。整流、稳压电路由安全开关XL5-11H、变压器E、桥整流块RS206L、滤波电容C1、C2、稳压块CW7805和滤波电容C3、C4组成。8421BCD码拨盘由两组2×KA-1组成，它的输出端分别与两只可预置、可逆计数显示器2×CL412的置数端J1、J2、J3、J4端相连接，并通过8只电阻与DC5V电源负端相连接。两只霍尔传感器2×HST04-1C分别完成土信号采样和沥青混合料信号采样，它们的输出端接在土/沥转换键Z11上，Z11键的输出端接在1/6 74LS04六反相器上，六反相器的输出端接在CL412的脉冲输入端CP-上CL412具有寄存、可逆计数、译码驱动、LED显示四合一功能。由它们完成击实次数1～99次的计数。个位无效零熄灭输入端RB1通过电阻R1接在电源DC5V正端，输出端RB0接十位的无效零熄灭输入端RB1，个位借位输出端B0接十位的减法计数脉冲输入端CP-，个位置数输入PE与十位置数输入PE与置数键Z2连接，并通过R1接DC5V正端，计数输出端Q1、Q2、Q3、Q4分别接两只2输入四或门芯片74LS32的1A～2B端，CL412加法脉冲输入CP+、VCC接DC5V正端，VSS、小数点控制DP1、数码管显示控制端V消隐或显示BL、寄存或送数控制LE、计数或复位控制R接入DC5V的负端。个位2输入四或门芯片74LS32中的1Y接3A，2Y接3B；十位74LS32中的1Y接3A，2Y接3B，3Y接4B，4Y接2/6 74LS04六反相器输入端，2/6 74LS32输出端接JGX-3F光电隔离电路SSR负端，正端接DC5V正端，输出端的一端接AC220V电源火线，另一端与暂停键Z3连接，Z3的输出端接起动键Z4，Z4输出端接双联土/沥青混合料击实转换开关Z12和JQX-13继电器的线圈，JQX-13下触点J1并接在Z4两端，JQX-13输出端连接三只LC1-D129交流接触器线圈和AC220V零线。3只LC1-D129接触器线圈另一端接在Z12按键上。接触器A1的触点接双速电动机M的1W、1V、1U和电源AC380V，A2触点接双速电动机M的2W、2V、2U和AC380V电源，A3触点短路双速电动机M的1W、1V、1U。当做土工击实试验时，先由人工在2×KA-1BCD码拨盘上置入1～99次击实次数，按置数键Z2，击实次数立即显示在可预置、可逆计数器2×CL412中，土/沥转换键Z11、Z12置于土位置。按起动键Z4，JQX-13F继电器线圈接入AC220V回路中，触点J1吸合，LC1-D129A1线圈接通，A1触点吸合，双速电动机M的1W、1V、1U通过A1触点接在AC380V电源端子上，此时，电机低速运转，以30次/分速度夯击试料。在仪器工作过程中，每夯击一次试料，由土霍尔传感器产生一个击实脉冲，经1/6 74LS04反相后送入CL412减法脉冲输入端CP-，送入一个脉冲，CL412减一个数，两片2×74LS32判余数是否为零，若不为零，继续减数，若为零时，由2×74LS32判别后，由4Y端送出低电平信号，送2/6 74LS04，2/6 74LS04反相后成高电平送SSR，SSR输出端断开，JQX-13F线圈J断电，触点J1释放，A1线圈断开，触点释放，双速电机停转。
当做沥青混合料试件击实时，电路工作过程基本和做土壤击实试验相符，所不同的就是做沥青混合料击实试验时需把土/沥转换键Z11、Z12置向沥混料位置，此时，沥混料霍尔传感器接通，采样击实信号；控制电机电路中的交流接触器A2、A3接通，触点吸合，A2触点吸合使双速电动机M接入AC380V电源中，A3触点吸合短接了双速电动机的低速端，双速电动机高速运转，夯击试料。Z3是暂停键，它可以在机器运转中随时按下此键停机。
Claims (2)
1、一种既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构(1)、传动机构(2)、升降机构(3)、击实锤组件(4)、控制机构(7)和设于下箱体内的转动机构(5)、击实筒组件(6)组成，动力机构(1)的输出端与传动机构(2)连接，传动机构(2)与升降机构(3)的升降体(31)连接，击实锤组件(4)由升降机构(3)控制升降高度，转动机构(5)由柱销(51)、压杆(52)、滑板(53)、棘轮棘爪机构(55)构成，土壤击实台(56)固定在棘轮轴上，与棘轮棘爪机构(55)构成一体，击实筒组件(6)设于土壤击实台(56)上，其特征在于：击实锤组件(4)包括可组合替换的土工击实试验击实锤、螺管、附加重锤和沥青混合料试件成型击实锤组件(44)，击实筒组件(6)包括可选择替换的土工击实试验大击实筒、小击实筒和沥青混合料试件成型击实台总成(63)，土工击实试验击实锤组件由螺管与击实锤固定连接，击实锤上可设有附加重锤，沥青混合料试件成型击实锤组件(44)由导杆(443)上设有定位块(445)、限位块(444)、击实锤(442)和压实头(441)组成，沥青混合料试件成型击实台总成63由底板(631)、硬木墩构成的柔性击实台(632)、上板(633)和击实筒(634)构成。
2、如权利要求1所述的多用自动击实仪，其特征在于：控制机构(7)包括：寄存、减法计数电路(74)接收、寄存BCD码拨盘(73)预置的击实次数，土信号传感器(72)或沥信号传感器(71)输出信号到寄存、减法计数电路(74)输入端，寄存、减法计数电路(74)进行减法运算，运算结果送入译码、显示电路(75)在面板上显示数值，寄存、减法计数电路(74)输出端连接判零电路(76)输入端，判零电路(76)输出端连接光电隔离电路(77)输入端，光电隔离电路(77)输出端连接控制电机电路(78)输入端，光电隔离电路接收零信号并截断控制电机电路，控制电机电路(78)连接动力机构(1)的双速电动机(11)。
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