專利名稱：一種電動平板搓條儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動平板搓條儀，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，本發明提供了一種電動平板搓條儀，該電動平板搓 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電動平板搓條儀至少包括電機和由 電機帶動的傳動機構，電機通過傳動機構驅動主軸旋轉，主軸分為螺紋段和光軸段兩部分， 軸向移動平板通過螺紋安裝于主軸上，形成絲桿螺母機構，凸輪固定安裝于主軸的光軸段， 凸輪安裝于主軸上，且凸輪位于固定在徑向移動平板的中部的兩塊擋板與主軸之間，徑向 移動平板的中部開有通孔，兩端設有回位彈簧，主軸經通孔從徑向移動平板的中部穿過。
且徑向移動平板位于主軸的光軸段，距離螺紋段末端3mm。徑向移動平板柔韌且外 表面粗糙，其內放置有電阻絲。 而且，主軸、軸向移動平板和徑向移動平板外設有外殼。外殼下方設有底座，底座 上設有平衡水珠，底座下方設有調節腳。主軸通過軸承安裝于外殼上。徑向移動平板通過 回位彈簧安裝于外殼上。 由上述技術方案可知，本發明提供的電動平板搓條儀主要部件為電機和電機驅動 的分別沿主軸徑向移動或沿主軸軸向往復移動的兩塊平板，土條位于兩平板之間，徑向移 動平板移動到螺紋段末端后停止移動，軸向移動平板始終沿主軸軸向往復運動，模擬人工 對土條進行滾搓，軸向移動平板內還設有電阻絲對土條加熱，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。
附圖為本發明提供的電動平板搓條儀的結構示意圖。 圖中l.徑向移動平板，2.軸向移動平板，3.軸承，4.彈簧，5小擋板，6.凸輪，7.皮 帶輪，8.平衡水珠，9.調節腳，IO.主軸，ll.外殼，12.底座。
具體實施例方式
由附圖所示，本發明提供的電動平板搓條儀主要包括電機和由電機帶動的傳動機 構7，以及電機通過傳動機構7驅動的做旋轉運動的主軸10，主軸10分為螺紋段和光軸段 兩部分，軸向移動平板2通過螺紋安裝于主軸10上，形成絲桿螺母機構。徑向移動平板1位 于主軸10的光軸段，距離螺紋段末端3mm，凸輪6固定安裝于主軸10的光軸段，徑向移動平 板1的中部開有通孔，兩端通過回位彈簧4安裝于外殼11上，主軸10經通孔從徑向移動平 板1的中部穿過，凸輪6安裝于主軸10上，且凸輪6位于固定在徑向移動平板1的中部的兩 塊擋板5與主軸10之間。徑向移動平板1柔韌且外表面粗糙以模擬人的手掌，最好為類橡 膠板，軸向移動平板2最好為類毛玻璃板，徑向移動平板1內放置有電阻絲，電阻絲可為數 條，數條電阻絲通過電線并聯連接，兩根電線一端接入插頭，當土條過濕時，可加熱電阻絲， 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。外殼ll在主軸10、軸 向移動平板2和徑向移動平板1夕卜，主軸10通過軸承3安裝于外殼11上，徑向移動平板1 通過回位彈簧4安裝于外殼11上。外殼11下方設有底座12，底座12上設有平衡水珠8， 底座12下方設有調節腳9。 工作時，調節底座12下方的調節腳9，通過觀察平衡水珠，至底座12水平，將一定 長度的粗5-8mm的土條，沿與徑向移動平板1運動的垂直方向放置在軸向移動平板2上。啟 動微型電機，電機通過傳動機構7帶動主軸10旋轉，傳動機構7可為帶傳動機構或鏈傳動 機構，主軸10旋轉帶動軸向移動平板2緩慢上升，上升到主軸螺紋段的末端時(此時徑向 移動平板與軸向移動平板間約距離3mm)，軸向移動平板2停止上升。同時主軸IO旋轉會帶 動其上的凸輪6旋轉，因凸輪6位于固定在徑向移動平板1的中部的兩塊擋板5與主軸10 之間，當凸輪6轉到左側與擋板接觸時會使徑向移動平板1向左邊運動，而當凸輪6轉到右 側與另一擋板接觸時會使徑向移動平板1向右邊運動，在此過程中，徑向移動平板1兩端的 回位彈簧會使離開原位的徑向移動平板1回復原位，從而實現徑向移動平板1的往復平動。
當土條表面與徑向移動平板1接觸時，作為徑向移動平板1的類橡膠板開始對土 條施加搓條作用，并且作為軸向移動平板2的類毛玻璃板繼續上升。待兩板之間的距離為 3mm時，類毛玻璃板不再上升，停止不動，只有類橡膠板來回搓條，通過反復左右平移，直到 把一定稠度的土樣，搓滾成直徑為3mm、帶裂紋的土條。類橡膠板內置適當功率電阻絲的目 的是搓條一段時間后，如果土條過濕，則可以加熱電阻絲，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。該電動平板搓條儀中的電機可選用單片機控制的步進 電機，單片機內置有控制步進電機運轉的程序，通過程序控制步進電機自動往復運動，從而 順利實現搓土條的功能。外部可以通過控制器實現電機的正反向運動，從而方便在搓條的過程中觀看土條的狀態以及將土條取出。在試驗完畢以后，通過控制器實現電機反向轉動， 使軸向移動平板下降至初始位置進行歸位。
權利要求
一種電動平板搓條儀，至少包括電機和由電機帶動的傳動機構，其特征在于電機通過傳動機構驅動主軸旋轉，主軸分為螺紋段和光軸段兩部分，軸向移動平板通過螺紋安裝于主軸上，形成絲桿螺母機構，凸輪固定安裝于主軸的光軸段，凸輪安裝于主軸上，且凸輪位于固定在徑向移動平板的中部的兩塊擋板與主軸之間，徑向移動平板的中部開有通孔，兩端設有回位彈簧，主軸經通孔從徑向移動平板的中部穿過。
2. 根據權利要求1所述的電動平板搓條儀，其特征在于徑向移動平板位于主軸的光軸段，距離螺紋段末端3mm。
3. 根據權利要求1所述的電動平板搓條儀，其特征在于徑向移動平板柔韌且外表面粗糙，其內放置有電阻絲。
4. 根據權利要求1所述的電動平板搓條儀，其特征在于傳動機構為帶傳動機構或鏈傳動機構。
5. 根據權利要求l所述的電動平板搓條儀，其特征在于主軸、軸向移動平板和徑向移 動平板外設有外殼。
6. 根據權利要求5所述的電動平板搓條儀，其特征在于外殼下方設有底座，底座上設 有平衡水珠，底座下方設有調節腳。
7. 根據權利要求5所述的電動平板搓條儀，其特征在于主軸通過軸承安裝于外殼上。
8. 根據權利要求5所述的電動平板搓條儀，其特征在于徑向移動平板通過回位彈簧 安裝于外殼上。
全文摘要
本發明提供了一種用于測定土的塑限含水量的電動平板搓條儀，該儀器至少包括電機和由電機帶動的傳動機構，電機通過傳動機構驅動主軸旋轉，主軸分為螺紋段和光軸段兩部分，軸向移動平板通過螺紋安裝于主軸上，形成絲桿螺母機構，凸輪固定安裝于主軸的光軸段，凸輪安裝于主軸上，且凸輪位于固定在徑向移動平板的中部的兩塊擋板與主軸之間，徑向移動平板的中部開有通孔，兩端設有回位彈簧，主軸經通孔從徑向移動平板的中部穿過。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，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。
文檔編號G01N33/24GK101769915SQ20101002892
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月7日 優先權日2010年1月7日
發明者侯天梁, 侯天順, 聶良佐 申請人:中國地質大學(武漢)