專利名稱：一種雙向調速搓條儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙向調速搓條儀，為用于測定土的塑限含水量的土工試驗儀器。
背景技術：
土的液限、塑限試驗是土工試驗中最基本的兩項試驗，卡薩格蘭德(A. Casagrande)塑性圖就是以液限和塑性指數作為劃分土類的兩項基本指標。塑限是粘性土的一個重要特征，本質上反映了土粒和水相互作用時產生的物理性質與狀態。粘性土的塑限指標，在實際工程應用上，為粘性土分類、劃分粘性土的狀態、評價土的允許承載力等供了重要的科學依據。塑限指標傳統上采用滾搓法測定，該方法規定當土條直徑搓成3mm時產生裂縫，并開始斷裂，表示試樣的含水量達到塑限含水量。 目前常用的測定塑限的方法有滾搓法與液塑限聯合測定法。滾搓法物理含義明確，但是純粹是手工操作，故其準確程度完全取決試驗者的經驗和技巧，這對于無實踐經驗的工作員或初學者的學習、操作來說十分不便，做此試驗成功率也相當低。而液塑限聯合測定法測得的塑限含水量，方法簡單，與液限有一定數量上的關系，而與塑限本身的物理含義已經偏差很遠。故研制一種模擬滾搓法的實驗儀器，能夠精確、準確、高效地測得具有明確物理含義的塑限含水量，迫在眉睫。
發明內容
為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種雙向調速搓條儀，該雙向調速搓條儀在模擬手工對土條進行滾搓的基礎上，不僅能夠精確、準確、高效地測得具有明確物理含義的塑限含水量，而且避免了人工搓條的各種限制和缺陷。 本發明實現其目的所采用的技術方案是一種雙向調速搓條儀至少包括電機和由電機帶動的傳動機構，電機A通過傳動機構A驅動絲桿螺母機構中的絲桿旋轉，絲桿螺母機構中的螺母上設有豎直升降運動平板，電機B通過傳動機構B驅動位于導軌內的水平往復運動平板。。 且傳動機構A為齒輪傳動機構、帶傳動機構或鏈傳動機構。傳動機構B為曲柄連桿機構，曲柄連桿機構中的連桿一端與曲柄連接，另一端與水平往復運動平板的一端連接。電機A、電機B外分別設有對應的控制器A、控制器B。 而且，水平往復運動平板由兩塊通過鉸鏈連接的平板組成。鉸鏈連接處的上方設有插銷。水平往復運動平板柔韌且外表面粗糙，其內放置有電阻絲。 由上述技術方案可知，本發明提供的雙向調速搓條儀主要部件為電機A、電機B和分別由電機A、電機B通過對應傳動機構A、傳動機構B驅動的沿豎直方向升降運動或沿水平方向往復運動的兩塊平板，土條位于兩平板之間，水平往復運動平板柔韌且外表面粗糙，模擬人工對土條進行滾搓，豎直升降運動平板和/或水平往復運動平板內還設有電阻絲，能快捷、高效、均勻加熱土條，使土條水分快速、均勻散失，從而達到快速出現裂紋測定塑限的目的。通過本發明提供的電動平板搓條儀可完全避免手工搓條時滾搓法的準確程度完全取決試驗者的經驗和技巧的缺點，能夠精確、準確、高效地測得具有明確物理含義的塑限含 水量，保證試驗成功率。 本發明提供的雙向調速搓條儀還具有以下優點 1、兩塊運動的平板分別由各自的電機和傳動機構驅動，二者的運動互不干涉，實 際操作中，放上土條后，可以先讓升降運動開始，而平動靜止。待升降運動使土條與平動板 即將接觸時，再開啟平動，實施作業，節省能量、減少機械磨損。 2、水平往復運動平板由兩塊通過鉸鏈連接的平板組成，使該平板可以折疊、開啟， 隨時查看土條裂紋情況
附圖為本發明提供的雙向調速搓條儀的結構示意圖。 圖中1、導軌，2、水平往復運動平板，3、鉸鏈，4、插銷，5、電阻絲，6、連桿，7、曲柄，8、 電機B，9、控制器B， 10、土條，11、豎直升降運動平板，12、螺母，13、絲桿，14、齒輪傳動機構， 15、電機A，16、控制器A。
具體實施例方式
由附圖所示，本發明提供的雙向調速搓條儀主要包括兩部分，一部分是電機A15 和由電機A15帶動的傳動機構A，電機A15外設有控制器A16，電機A15通過電纜與控制器 A16連接，傳動機構A可以為齒輪傳動機構、帶傳動機構或鏈傳動機構，附圖中僅體現為齒 輪傳動機構14，以及電機A15通過齒輪傳動機構14驅動的絲桿螺母機構，絲桿螺母機構中 的絲桿13旋轉，螺母12上設有豎直升降運動平板11 ;另一部分是電機B8和由電機B8帶 動的傳動機構B，電機B8外設有控制器B9，電機B8通過電纜與控制器B9連接，傳動機構B 為曲柄連桿機構，曲柄連桿機構中的連桿6 —端與曲柄7連接，另一端與位于導軌1內的水 平往復運動平板2的一端連接。為減小摩擦力，導軌l最好為滾珠導軌。水平往復運動平 板2由兩塊通過鉸鏈3連接的平板組成，鉸鏈連接處的上方設有插銷4，松開插銷4時，可掀 開水平往復運動平板的一部分，對土條進行觀察。水平往復運動平板2柔韌且外表面粗糙 以模擬人的手掌，材料可以選用類橡膠板。豎直升降運動平板11和/或水平往復運動平板 2內放置有電阻絲或其它低溫電熱器件。 實際使用本雙向調速搓條儀時，首先調節豎直升降運動平板與水平往復運動平
板，使兩者間隔一定距離，將一定直徑的土條io置于豎直升降運動平板中央位置，使土條 的中心軸線與鉸鏈軸線平行。通過控制器A開啟電源，電機A開始運轉，通過齒輪傳動機構 驅動絲桿螺母機構的絲桿轉動，又通過絲桿帶動其上的螺母和安裝于螺母上的豎直升降運 動平板上升，同時帶動土條上升。當土條即將接觸到水平往復運動平板時，通過控制器B開 啟電源，電機B開始運轉，通過曲柄連桿機構將電機的轉動轉換為水平往復運動平板沿導 軌1的水平往復運動。水平往復運動平板對土條進行滾搓，直到兩平板的距離減小至3mm， 通過控制器A停止豎直升降運動平板的運動，水平往復運動平板繼續滾搓土條。經過一段 時間以后，通過控制器B停止水平往復運動平板的運動，松開插銷，掀開水平往復運動平板 的一部分，觀察土條，土條表面出現裂紋，表明此時土條的含水量即為土的塑限。如果土條 含水量過大，則可以通過控制電源啟斷的控制器A和/或控制器B使對應電阻絲或低溫電熱器件通電，使土條在被滾搓的過程中均勻加熱。當實驗完畢，通過控制器A控制電機A反方向運轉，使豎直升降運動平板向下運動，進而復位。 在實驗過程中，可以通過各控制器控制對應電機的運動狀態與加熱部件，進而控制水平往復運動平板和豎直升降運動平板的運動狀態(如啟停、運動速度等)與加熱部件的加熱狀態，從而快速、高效的測定土的塑限含水量，減小人為因素，使具有明確物理學含義的土的塑限這一概念能夠通過儀器進行準確測定。雙向調速搓條儀可以使土的塑限測定標準化，為土體分類奠定理論基礎。
權利要求
一種雙向調速搓條儀，至少包括電機和由電機帶動的傳動機構，其特征在于電機A通過傳動機構A驅動絲桿螺母機構中的絲桿旋轉，絲桿螺母機構中的螺母上設有豎直升降運動平板，電機B通過傳動機構B驅動位于導軌內的水平往復運動平板。
2. 根據權利要求l所述的雙向調速搓條儀，其特征在于傳動機構A為齒輪傳動機構、帶傳動機構或鏈傳動機構。
3. 根據權利要求1所述的雙向調速搓條儀，其特征在于傳動機構B為曲柄連桿機構，曲柄連桿機構中的連桿一端與曲柄連接，另一端與水平往復運動平板的一端連接。
4. 根據權利要求1所述的雙向調速搓條儀，其特征在于電機A、電機B外分別設有對應的控制器A、控制器B。
5. 根據權利要求1所述的雙向調速搓條儀，其特征在于水平往復運動平板由兩塊通過鉸鏈連接的平板組成。
6. 根據權利要求5所述的雙向調速搓條儀，其特征在于鉸鏈連接處的上方設有插銷。
7. 根據權利要求1所述的雙向調速搓條儀，其特征在于水平往復運動平板柔韌且外表面粗糙。
8. 根據權利要求1所述的雙向調速搓條儀，其特征在于豎直升降運動平板和/或水平往復運動平板內放置有電阻絲。
全文摘要
本發明提供了一種用于測定土的塑限含水量的雙向調速搓條儀，該儀器至少包括電機和由電機帶動的傳動機構，電機A通過傳動機構A驅動絲桿螺母機構中的絲桿旋轉，絲桿螺母機構中的螺母上設有豎直升降運動平板，電機B通過傳動機構B驅動位于導軌內的水平往復運動平板。這種電動平板搓條儀在模擬手工對土條進行滾搓的基礎上，可以通過各控制器控制對應電機的運動狀態與加熱部件，進而控制水平往復運動平板和豎直升降運動平板的運動狀態與加熱部件的加熱狀態，從而快速、高效的測定土的塑限含水量，減小人為因素，使具有明確物理學含義的土的塑限這一概念能夠通過儀器進行準確測定。
文檔編號G01N3/00GK101750246SQ20101002892
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月7日 優先權日2010年1月7日
發明者侯天順, 吉金鵬, 聶良佐 申請人:中國地質大學(武漢)