專利名稱：電磁控制的土樣壓實裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種土工材料試驗儀器設(shè)備，尤其為ー種電磁控制的土樣壓實裝置，簡稱土樣壓實裝置。
背景技術(shù)：
路基的主要病害有路基沉陷、邊坡滑塌、邊坡崩塌和碎落、路堤沿山坡滑動、路堤對散和不良地質(zhì)水文條件造成路基破壞等等。實踐證明提聞壓實度是解決路基病害，尤其是不均勻沉降病害的重要措施，但是限于目前施工機械、エ期、財カ等各方面的原因，一味追求高壓實度難于從根本上解決路基病害與經(jīng)濟性的矛盾。為了解決這些問題，世界各地的工程師正在尋求各種措施。由此，土工合成材料在路基(特別是需要高填方的路堤、軟基、擋墻和堤壩)中的應(yīng)用便應(yīng)運而生，這是由于它可以提高土體的抗剪、抗拉強度，以及與有關(guān)構(gòu)筑物的穩(wěn)定性，對于這種新的技術(shù)手段的應(yīng)用·越來越廣泛，其成效也越來越顯著。土工合成材料與土石料之間的摩擦特性是工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必須考慮的因素。其中，拉拔摩擦試驗的目的是通過試驗，取得土工合成材料與現(xiàn)場土石料的摩擦剪切強度。為了保證工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，須使在工程設(shè)計中土工合成材料與周圍土石料之間的摩擦剪切強度大于土石料之間的實際摩擦剪切強度。目前拔出破壞是加筋復(fù)合土的主要破壞方式，因此土工界面特性是加筋復(fù)合土的重要研究內(nèi)容?，F(xiàn)有的土工合成材料綜合測定儀(如南京土壤儀器廠生產(chǎn)的TZY-I型儀器)可以進行拉拔摩擦試驗，主要測定土工合成材料在受拉時與周圍土體的摩擦特性、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。該儀器操作簡單安全，且能獲得較精確的試驗數(shù)據(jù)。但其不足之處為試驗所需試樣需進行人エ擊實，難以獲得試驗所需的精確的壓實度土樣，試驗的誤差相對較大，減少了指導(dǎo)實際工程的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制ー套易于實驗操作和安全控制的機械裝置即電磁控制的土樣壓實裝置。本發(fā)明的基本思路是電磁鐵通電工作吸住沖擊塊，同時氣壓缸的活塞桿帶動舉升架聯(lián)同沖擊塊一起上升，達(dá)到預(yù)設(shè)高度后，電磁鐵斷電，沖擊塊自由落下沖擊導(dǎo)桿端部的緩沖板，完成一次對位于緩沖板下面的土箱中的土樣的擊實。在電磁鐵斷電的同時，氣壓缸電磁換向閥將氣路換向，活塞桿帶動舉升架下降?；钊麠U下降到預(yù)設(shè)高度后，電磁鐵再次通電，同時電磁換向閥切換氣路，電磁鐵再次吸住沖擊塊，活塞桿帶動舉升架及沖擊塊上升。這樣系統(tǒng)就可完成連續(xù)擊實土樣作業(yè)。擊實完成后切斷控制電源，通過提升裝置(或人工)將導(dǎo)桿連同舉升架一井提起，即可取出土箱進行后續(xù)相關(guān)試驗。本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案是一種電磁控制的土樣壓實裝置，包括機械部分和電氣控制部分，其特征在于
機械部分的構(gòu)成為機架，含位于兩側(cè)的立柱、底板、橫梁，底板固定連接于立柱底部，橫梁固定連接于立柱頂部；機架兩側(cè)各固定有ー個帶電磁換向閥的氣壓缸，其中氣壓缸的缸套固定在底板上，氣壓缸的活塞桿向上直立，電磁換向閥安裝在氣壓缸的氣路管路上；設(shè)有兩邊帶邊耳的U形舉升架，U形舉升架兩邊的邊耳分別固定在相應(yīng)的活塞桿上；U形舉升架中間垂直開有通孔，有一導(dǎo)桿位于通孔中；導(dǎo)桿底部固定有緩沖板； U形舉升架底部中間固定有電磁鐵組件，在導(dǎo)桿上套裝有沖擊塊，且沖擊塊位于電磁鐵組件與緩沖板之間；在橫梁上垂直固定有導(dǎo)筒，導(dǎo)桿上部位于導(dǎo)筒中；電氣控制部分的構(gòu)成為由第一線圈、第一電動開關(guān)、第二線圈、第二電動開關(guān)、第三電動開關(guān)構(gòu)成的電磁繼電器，由電磁換向閥、第一手動開關(guān)、第二手動開關(guān)、第一行程開關(guān)、第二行程開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)器件，電磁鐵組件，具體電路構(gòu)成是電源一路通過第三電動開關(guān)、電磁換向閥、電磁鐵組件形成主電路回路；電源再一路通過第一手動開關(guān)后分為四路第一路通過第二手動開關(guān)、第一線圈后形成電路回路；第二路通過第二行程開關(guān)、第二線圈后形成電路回路；第三路通過第一電動開關(guān)、第二電動開關(guān)后接于第二手動開關(guān)和第一線圈之間；第四路通過第一行程開關(guān)、第二電動開關(guān)后接于第二手動開關(guān)和第一線圈之間；其中，第一行程開關(guān)安裝在機架下部并與U形舉升架配合，第二行程開關(guān)安裝在機架上部并與U形舉升架配合。即U形舉升架下降到第一行程開關(guān)安裝位置時觸發(fā)第一行程開關(guān)，U形舉升架上升到第二行程開關(guān)安裝位置時觸發(fā)第二行程開關(guān)。進ー步的方案是在導(dǎo)桿上裝有提升裝置。以便將導(dǎo)桿連同舉升架一井提起，安全取出土箱進行后續(xù)相關(guān)試驗。進ー步的方案是導(dǎo)筒內(nèi)裝有止動螺栓。以防止導(dǎo)桿上下串動。電氣控制部分也可以采用其它等效的控制電路。本發(fā)明中，由于擊實過程是全自動控制，無需人員操作，故可以最大限度的確保儀器操作的安全性。在實驗準(zhǔn)備過程及結(jié)束后，需人員進行操作時，也設(shè)置了必要的安全措施。提升裝置用于斷電情況下起升導(dǎo)桿的操作裝置，適于試驗前、后使用。其結(jié)構(gòu)可以為ー帶棘輪裝置的手動卷線機，通過人工轉(zhuǎn)動可以將預(yù)先固定有鋼絲繩的導(dǎo)桿拉起。卷線機上的棘輪裝置可以防止導(dǎo)桿回落，保證操作安全。導(dǎo)桿上端部可以裝有控制開關(guān)，靠止動螺栓將電路閉合才接通系統(tǒng)控制電源，這樣可以防止誤操作導(dǎo)致導(dǎo)桿竄動跳出土箱對人員造成傷害。電磁控制的土樣壓實裝置的電源最好是不超過36V的低壓電，電路控制部分一般集中設(shè)計在一個電路控制柜中，電路控制柜可以固定在機架上，氣壓缸氣源一般可以通過空壓機提供。本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明的電磁控制的土樣壓實裝置，解決了原有土工合成材料綜合測定儀在進行拉拔試驗時土體壓實度難于控制和手動操作困難的問題。設(shè)置了必要的安全措施，保證試驗操作的安全。可以通過制作不同邊長或直徑的土箱以滿足不同實驗要求。


附圖I :本發(fā)明的實施例的三維立體示意圖。附圖2 :本發(fā)明的實施例的機械原理圖。附圖3 :本發(fā)明的實施例的電氣控制部分的電路原理圖。圖中1.止動螺栓,2.機架,3.導(dǎo)桿,4. U形舉升架,5.氣壓缸,6.電磁鐵組件，
7.沖擊塊，8. 土箱，9.底板，10.提升裝置，11.電磁換向閥，12.變壓器，13.第一手動開關(guān)，14.第二手動開關(guān)，15.第一線圈，16.第一電動開關(guān)，17.第一行程開關(guān)，18.第二行程開關(guān)， 19.第二線圈，20.第二電動開關(guān)，21.電路控制柜，22.空壓機，23.緩沖板，26.第三電動開關(guān)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進ー步描述。如圖I、圖2和圖3，一種電磁控制的土樣壓實裝置，包括機械部分和電氣控制部分，其特征在干機械部分的構(gòu)成為機架2,含位于兩側(cè)的立柱、底板9、橫梁,底板9固定連接于立柱底部,橫梁固定連接于立柱頂部；機架2兩側(cè)各固定有ー個帶電磁換向閥11的氣壓缸5，其中氣壓缸5的缸套固定在底板9上,氣壓缸5的活塞桿向上直立，電磁換向閥11安裝在氣壓缸5的氣路管路上；設(shè)有兩邊帶邊耳的U形舉升架4，U形舉升架4兩邊的邊耳分別固定在相應(yīng)的活塞桿上;U形舉升架4中間垂直開有通孔，有ー導(dǎo)桿3位于通孔中；導(dǎo)桿3底部固定有緩沖板23 ； U形舉升架4底部中間固定有電磁鐵組件6，在導(dǎo)桿3上套裝有沖擊塊7，且沖擊塊7位于電磁鐵組件6與緩沖板23之間；在橫梁上垂直固定有導(dǎo)筒，導(dǎo)桿3上部位于導(dǎo)筒中；電氣控制部分的構(gòu)成為由第一線圈15、第一電動開關(guān)16、第二線圈19、第二電動開關(guān)20、第三電動開關(guān)26構(gòu)成的電磁繼電器，由電磁換向閥11、第一手動開關(guān)13、第二手動開關(guān)14、第一行程開關(guān)17、第二行程開關(guān)18構(gòu)成的開關(guān)器件，電磁鐵組件6，具體電路構(gòu)成是電源一路通過第三電動開關(guān)26、電磁換向閥11、電磁鐵組件6形成主電路回路；電源再一路通過第一手動開關(guān)13后分為四路第一路通過第二手動開關(guān)14、第一線圈15后形成電路回路；第二路通過第二行程開關(guān)18、第二線圈19后形成電路回路；第三路通過第一電動開關(guān)16、第二電動開關(guān)20后接于第二手動開關(guān)14和第一線圈15之間；第四路通過第一行程開關(guān)17、第二電動開關(guān)20后接于第二手動開關(guān)14和第一線圈15之間；其中，第一行程開關(guān)17安裝在機架2下部并與U形舉升架4配合，第二行程開關(guān)18安裝在機架2上部并與U形舉升架4配合。在導(dǎo)桿3上裝有提升裝置10。一種具體的電磁控制的土樣壓實裝置為,其主體長850mm,寬680mm,高1607mm。主要用于邊長或直徑為IOOmm 400_范圍內(nèi)的土工試驗制樣，可配備不同體積及形狀的土箱8及沖擊板23，以滿足不同的試驗要求。儀器采用24V低壓電和O. IMpa I. OMpa氣壓控制。裝置開動前需進行如下準(zhǔn)備工作，首先拆掉止動螺栓1，將導(dǎo)桿3及U形舉升架4用提升裝置10抬起，將士箱8用螺栓固定到底板9上，將導(dǎo)桿3端部的沖擊板23放入土箱8中，再將止動螺栓I鏇到底端，防止工作過程中導(dǎo)桿3上下竄動。完成準(zhǔn)備工作后，方可啟動空壓機22，當(dāng)氣壓達(dá)到一定值后打開電源開關(guān)。工作原理工作前首先需接通第一手動開關(guān)13。當(dāng)按下第二手動開關(guān)14時(行程開關(guān)17同時被觸發(fā)，)，第一線圈15通電工作,控制線路中第一電動開關(guān)16吸合，以便保證第二手動開關(guān)14及固定在機架2上的第一行程開關(guān)17斷開后第一線圈15依然處于工作狀態(tài)；此時主電路中的第三電動開關(guān)26也被第一線圈15吸合，電磁鐵6及電磁換向閥11工作，電磁鐵6吸引沖擊塊7，高壓氣進入氣壓缸5，活塞桿帶動U形舉升架4、沖擊塊7同步上升；當(dāng)活塞桿升至預(yù)設(shè)高度后，固定在機架2上的行程開關(guān)18被觸發(fā)，第二線圈19工作，將第二電動開關(guān)20斷開，第一線圈15斷電，第一電動開關(guān)16和第三電動開關(guān)26復(fù)位，電磁鐵6斷電，電磁換向閥11切換氣路使活塞桿帶動U形舉升架4、沖擊塊7同步下降，行程開關(guān)18回復(fù)斷開狀態(tài)，第二電動開關(guān)20復(fù)位，當(dāng)活塞桿降至預(yù)設(shè)高度后，行程開關(guān)17再次被觸發(fā)，第一線圈15再次工作，如此往復(fù)，直至切斷電源開關(guān)。其終止指令也可另由計數(shù)器等控制切斷電源開關(guān)。擊實完成后通過提升裝置10 (或人工)將導(dǎo)桿3連同U形舉升架4一井提起，即可取出土箱8進行后續(xù)相關(guān)試驗。整個控制電路及工作電路均采用24V直流電，最大限度的避免了系統(tǒng)漏電所帶來的危險?？刂齐娐分械牡谝皇謩娱_關(guān)13也可以由止動螺栓I控制，止動螺栓I擰緊時為電路接通狀態(tài)，卸下止動螺栓I為電路斷開狀態(tài)，避免了不正當(dāng)操作帶來的危險。工作過程中的行程開關(guān)17、18由U形舉升架觸發(fā)，可以避免手動操作，使試驗操作方便，安全。
權(quán)利要求
1.一種電磁控制的土樣壓實裝置,包括機械部分和電氣控制部分,其特征在于 機械部分的構(gòu)成為 機架(2)，含位于兩側(cè)的立柱、底板(9)、橫梁，底板(9)固定連接于立柱底部，橫梁固定連接于立柱頂部； 機架(2)兩側(cè)各固定有ー個帶電磁換向閥(11)的氣壓缸(5)，其中氣壓缸(5)的缸套固定在底板(9)上,氣壓缸(5)的活塞桿向上直立，電磁換向閥(11)安裝在氣壓缸(5)的氣路管路上； 設(shè)有兩邊帶邊耳的U形舉升架(4)，U形舉升架(4)兩邊的邊耳分別固定在相應(yīng)的活塞桿上; U形舉升架(4)中間垂直開有通孔，有ー導(dǎo)桿(3)位于通孔中； 導(dǎo)桿(3)底部固定有緩沖板(23)； U形舉升架(4)底部中間固定有電磁鐵組件出)，在導(dǎo)桿(3)上套裝有沖擊塊(7)，且沖擊塊(7)位于電磁鐵組件(6)與緩沖板(23)之間； 在橫梁上垂直固定有導(dǎo)筒，導(dǎo)桿(3)上部位于導(dǎo)筒中； 電氣控制部分的構(gòu)成為由第一線圈(15)、第一電動開關(guān)(16)、第二線圈(19)、第二電動開關(guān)(20)、第三電動開關(guān)(26)構(gòu)成的電磁繼電器，由電磁換向閥(11)、第一手動開關(guān)(13)、第二手動開關(guān)(14)、第一行程開關(guān)(17)、第二行程開關(guān)(18)構(gòu)成的開關(guān)器件，電磁鐵組件(6)，具體電路構(gòu)成是電源一路通過第三電動開關(guān)(26)、電磁換向閥(11)、電磁鐵組件(6)形成主電路回路； 電源再一路通過第一手動開關(guān)(13)后分為四路第一路通過第二手動開關(guān)(14)、第一線圈(15)后形成電路回路；第二路通過第二行程開關(guān)(18)、第二線圈(19)后形成電路回路；第三路通過第一電動開關(guān)(16)、第二電動開關(guān)(20)后接于第二手動開關(guān)(14)和第一線圈(15)之間；第四路通過第一行程開關(guān)(17)、第二電動開關(guān)(20)后接于第二手動開關(guān)(14)和第一線圈(15)之間； 其中，第一行程開關(guān)(17)安裝在機架(2)下部并與U形舉升架(4)配合，第二行程開關(guān)(18)安裝在機架(2)上部并與U形舉升架(4)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁控制的土樣壓實裝置，其特征在于在導(dǎo)桿(3)上裝有提升裝置(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁控制的土樣壓實裝置，其特征在于導(dǎo)筒內(nèi)裝有止動螺栓⑴。
全文摘要
一種電磁控制的土樣壓實裝置，包括機械部分和電氣控制部分，其特征在于機械部分的構(gòu)成為機架(2)，含位于兩側(cè)的立柱、底板(9)、橫梁；機架(2)兩側(cè)各固定有帶電磁換向閥(11)的氣壓缸(5)；設(shè)有U形舉升架固定在氣壓缸(5)上；U形舉升架(4)垂直開有通孔，有一導(dǎo)桿(3)位于通孔中；導(dǎo)桿(3)底部固定有緩沖板(23)；U形舉升架(4)底部中間固定有電磁鐵組件(6)，在導(dǎo)桿(3)上裝有沖擊塊(7)。電磁鐵組件(6)通電吸住沖擊塊(7)，同時氣壓缸(5)帶動沖擊塊上升，達(dá)到預(yù)設(shè)高度后電磁鐵斷電，沖擊塊(7)落下沖擊緩沖板(23)，完成一次對土箱(10)中的土樣擊實。如此往復(fù)就完成連續(xù)擊實作業(yè)。
文檔編號G01N1/28GK102680291SQ20121012539
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者盧萍, 周晶, 姚勇, 姜兵, 楊亞龍, 洪英廣, 王寧, 王海軍, 褚云朋, 鄧勇軍, 陳代果 申請人:西南科技大學(xué)