[發(fā)明專利]一種操作簡易的砂土空心圓柱試樣制樣裝置及其制樣方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711393413.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108106896B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王娟;劉姝;陳旭宏;熊衍飛;朱偉強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波諾丁漢大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

1.一種操作簡易的砂土空心圓柱試樣制樣裝置，包括底座(1)、設(shè)置于底座(1)之上的外模具(2)、設(shè)置于外模具(2)內(nèi)的內(nèi)模具(3)，外模具(2)和內(nèi)模具(3)之間形成用于成型試樣的試樣腔(21)，其特征在于：所述制樣裝置還包括下料組件(4)、卸料壓實(shí)組件(5)和夯擊組件(6)，

所述下料組件(4)包括設(shè)置于外模具(2)外部豎向布置的支撐桿(41)和導(dǎo)向桿(42)，支撐桿(41)的頂部橫向布置有一環(huán)形固定盤(43)，導(dǎo)向桿(42)穿過環(huán)形固定盤(43)，環(huán)形固定盤(43)的中部開設(shè)有一通孔，在環(huán)形固定盤(43)上位于通孔內(nèi)轉(zhuǎn)動設(shè)置有一回轉(zhuǎn)盤(44)，環(huán)形固定盤(43)上設(shè)置有一回轉(zhuǎn)電機(jī)，回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端設(shè)置有一蝸桿，回轉(zhuǎn)盤(44)的外壁上形成有一與蝸桿相適配的渦輪部，回轉(zhuǎn)盤(44)的下方設(shè)置有一漏斗(45)；

所述卸料壓實(shí)組件(5)包括滑動設(shè)置于導(dǎo)向桿(42)之上的承力板(51)、滑動設(shè)置于試樣腔(21)內(nèi)的環(huán)形壓頭(54)、固定連接于承力板(51)和環(huán)形壓頭(54)之間環(huán)向均布的多個傳力桿(521)，在環(huán)形壓頭(54)上環(huán)向均勻開設(shè)有多個貫穿孔(541)，環(huán)形壓頭(54)的下端面上位于每個貫穿孔(541)內(nèi)開設(shè)有锪孔部(542)，每個锪孔部(542)內(nèi)設(shè)置有一形狀與锪孔部(542)相適配的活塞(59)，位于環(huán)形壓頭(54)的上部設(shè)置有一連接每個活塞(59)的網(wǎng)架(55)，每個傳力桿(521)的外部滑動套設(shè)有套桿(522)，所有套桿(522)的下端與網(wǎng)架(55)連接，所有套桿(522)的上端與一連接環(huán)(53)固定，連接環(huán)(53)上開有與傳力桿匹配的穿孔，連接環(huán)(53)的下端套桿(522)外部套設(shè)有彈簧(56)，每根傳力桿(521)上位于對應(yīng)彈簧(56)下設(shè)置有一彈簧限位桿(58)；

所述夯擊組件(6)包括設(shè)置于內(nèi)模具(3)頂部并與其相適配的頂蓋(61)、豎向固定于頂蓋(61)之上帶有刻度的刻度桿(62)，刻度桿(62)穿過承力板(51)，刻度桿(62)上滑動套設(shè)有夯擊錘(63)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作簡易的砂土空心圓柱試樣制樣裝置，其特征在于：所述環(huán)形壓頭(54)的上端面上位于每個貫穿孔(541)處形成有環(huán)槽(543)，貫穿孔(541)位于環(huán)槽(543)的槽底，環(huán)槽(543)的槽壁向貫穿孔(541)底部方向傾斜，相鄰環(huán)槽(543)的槽壁頂部相交于一條線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作簡易的砂土空心圓柱試樣制樣裝置，其特征在于：所述環(huán)形壓頭(54)的上端面上靠近外徑處設(shè)置有外擋圈(545)，靠近內(nèi)徑處設(shè)置有內(nèi)擋圈(544)。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的操作簡易的砂土空心圓柱試樣制樣裝置的制樣方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、設(shè)計(jì)分層壓實(shí)的次數(shù)，計(jì)算每次加入的砂土量和夯實(shí)高度；

(2)、將卸料壓實(shí)組件(5)沿著導(dǎo)向桿(42)上升一定高度，在此過程中，承力板(51)沿著導(dǎo)向桿(42)向上運(yùn)動，承力板(51)通過傳力桿(521)帶動環(huán)形壓頭(54)向上運(yùn)動，與此同時，承力板(51)通過彈簧(56)和套桿(522)帶動網(wǎng)架(55)連同活塞(59)跟隨環(huán)形壓頭(54)向上運(yùn)動，上升高度大于此次砂土量倒入試樣腔(21)后所形成的砂土(7)高度，利用夾在導(dǎo)向桿(42)上的固定夾固定承力板(51)豎向位置；

(3)、向漏斗(45)內(nèi)加入此次對應(yīng)的砂土量，回轉(zhuǎn)電機(jī)動作，蝸桿通過渦輪帶動整個回轉(zhuǎn)盤(44)回轉(zhuǎn)2～5圈，漏斗(45)內(nèi)的砂土(7)均勻?yàn)⒃诃h(huán)形壓頭(54)的上端面之上；

(4)、回轉(zhuǎn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，向下?lián)軇舆B接環(huán)(53)，連接環(huán)(53)、套桿(522)、網(wǎng)架(55)下移，彈簧(56)被壓縮，環(huán)形壓頭(54)內(nèi)個各個活塞(59)下行打開锪孔部，環(huán)形壓頭(54)上方的砂土(7)掉入試樣腔(21)的底部；

(5)、松開連接環(huán)(53)，在彈簧(56)的張力作用下，各個活塞(59)復(fù)位，重新封堵環(huán)形壓頭(54)的锪孔部(542)；

(6)、松開固定夾，卸料壓實(shí)組件(5)下行，環(huán)形壓頭(54)底部壓于試樣腔(21)的砂土(7)上方；

(7)、重復(fù)下落夯擊錘(63)，直至承力板(51)到達(dá)刻度桿(62)上的設(shè)計(jì)高度；

(8)、重復(fù)步驟(2)至(7)，直至制樣完成。