专利名称：道路材料冲刷试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种道路材料冲刷试验机的结构，尤其是采用单自由度振动系统、可在室内试验模拟道路材料冲刷实际工况的试验机，属于机械制造技术领域。
目前，国内外采用振动台进行冲刷试验，用振动台作冲刷试验存在着很多不足，它不能很好地摸拟实际情况，且在试验中，作用力及冲刷作用次数等重要因素难以把握。由于缺乏合适的道路材料冲刷设备，使得道路材料抗冲刷性能的试验长期以来难以深入。为了研究道路材料冲刷过程中作用力、冲刷次数、频率等因素对冲刷程度的影响，并通过研究提出基层材料组成设计中应采取的措施，有必要研制一种能够在室内模拟道路材料冲刷实际情况的试验机。目前，国内外均无此类设备。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种道路材料冲刷试验机，使其不仅能模拟现场多种道路冲刷工况，而且具有操作简单方便、控制灵活的特点，以解决现有装置存在的缺陷。
本实用新型的目的是通过以下技术方案得以实现。所设计的道路材料冲刷试验机包括有机架、电机、冲刷桶、电路控制盒；其特点在于，在六面体矩形机架上部的两侧固定设置有二个圆柱形导向柱，在矩形机架的上部设置有电机框架与导向柱上的导向滑动块连接在一起，电机框架中固定设有电机，电机转轴上设置有电机皮带轮。在电机框架的下面固定连接激振器框架，在激振器框架中水平方向平行安装有两根激振器转轴，其中一根转轴端安装有激振器皮带轮，轴上设置有固定偏心块、活动偏心块及分动齿轮，这些部件构成一个激振器；另一根转轴上也安装有固定偏心块、活动偏心块及分动齿轮，构成了另一个激振器；两个分动齿轮相互啮合，电机皮带轮通过皮带与激振器皮带轮连接；在激振器框架下面固定设置有配重箱，在配重箱的底面固定设置圆柱形冲刷头；通过以上将振动电机、两个激振器、配重箱以及冲刷头连接成一个振动总成。
在机架的下部正对冲刷头的位置设有可以拆卸的冲刷桶，桶壁被镶入钢制的底座中；冲刷桶中设有可以固定试件的夹具。在矩形机架的正上方设置有固定横梁，横梁正中固定设有手动葫芦，用来在试验的准备阶段和试验结束后升降连为一体的振动总成。所述的配重箱中可根据需要放置一个以上用于改变质量的配重块。
本实用新型的特点还有，固定偏心块和活动偏心块之间制有夹角调整结构，用于相对半径夹角的调整。其夹角的调整可以是0°、18°、36°、54°、72°、90°、108°、126°、144°。试验机的运行通过电路控制盒完成，控制盒中设有用于显示冲刷次数的计数器和启动/停止开关。
本实用新型所设计的道路冲刷试验机，可以采用螺栓将机架的四角固定于地基上使用。其使用具有以下的优点和效果1)该设备可在室内试验研究冲刷次数对道路冲刷破坏的影响，利用计数器可任意控制冲刷压头对试件的冲刷次数；2)该设备中的振动配重箱中的质量的调整，能实现冲刷压力的调节；3)该设备中固定偏心块和活动偏心块之间的相对半径夹角可调整，能实现冲刷振幅的调节；4)冲刷桶为透明塑料容器，可方便地观察冲刷情况。本实用新型可适用于各种道路材料冲刷试验的研究领域，为防治道路冲刷破坏提供试验数据。具有结构简单、操作方便、控制灵活的优点。
参见附
图1和附图2，先用手动葫芦18将由电机、激振器和配重箱以及圆柱形冲刷头连为一体的振动总成提升至一定高度，然后卸下冲刷桶17，将试件20放入其中，并用夹具21固定好，向桶中注水直至略高于试件顶面，然后将冲刷桶17连同其中的试件一起安装在机架底座19上用螺栓固定牢固。再用手动葫芦将振动总成缓慢放下直至冲刷头16与试件顶面紧密接触，松开手动葫芦，振动总成的重量全部落在试件上。
按下控制盒上的启动按钮，启动电机，动力通过皮带2带动激振器皮带轮使激振器转轴5及其上的固定偏心块和活动偏心块转动，并通过相互啮合的分动齿轮10带动另一根转轴及其上的固定偏心块和活动偏心块同步旋转。当两根转轴上的固定偏心块和活动偏心块相对位置固定后，作为两个整体偏心块，用于调整激振力。在工作时，两根转轴及其上安装的两套固定偏心块、活动偏心块反向转动，以抵消侧向离心力，垂直方向的离心力使得振动总成产生垂直运动，使冲刷桶中的试件被冲刷。其中一根转轴可以安装有光电传感器，能感应转轴旋转的周数，即冲刷头的冲刷次数。通过控制盒中的计数器，可显示冲刷头对试件的冲刷次数。冲刷试验完毕后，可通过固定于机架13上方的手动葫芦把振动总成提起，以便更换试件桶中的试件，重复试验。
通过增减配重块11可改变振动配重箱12的质量，从而改变冲刷头对试件的冲刷压力。机架两侧垂直设置的导向柱15在振动总成振动时起导向作用；由于振动总成是沿着导向柱上下滑动，工作中有侧向力，导向柱可以抵消侧向力的作用。
附图3为激振力调节原理示意图。如图3所示，每根转轴上都有一个固定偏心块6和一个活动偏心块7。当两个偏心块重合时，及夹角为零时激振力最大；若活动偏心块转动一个销孔23的相对位置，一般调整转角为18°，则激振力下降。在实用新型中活动偏心块最多可转动9个销孔的位置，进而可实现冲刷头的多级冲刷压力变化。
本实用新型具有以下特点1)由于考虑了车辆对路面冲刷压力的变化范围，因此采用调节激振器偏心块的偏心质量矩和增减振动配重箱中的配重块来实现冲刷试验机的调压功能。2)为了控制冲刷次数，可以采用光电传感器感应偏心轴的转速，从而统计冲刷次数。3)可采用定向振动的方式以减小设备的侧向振动及试件侧向摩擦力的影响。4)由冲刷压力比较大，为了增大振动质量，将电动机置于配重箱上，电动机与配重箱之间加减振块以减振。
以下结合附图对本实用新型的实施方式进行说明。
本实用新型所设计的道路材料冲刷试验机除冲刷桶外，全部采用金属件制作。在六面体的矩形机架上部的两侧用螺栓固定设置二个用于导向和抵消侧向力的圆柱型导向柱，在机架的上部设置有电机框架与导向柱上的导向滑动块焊接在一起，电机框架中用螺栓固定设置电机，电机转轴上设有电机皮带轮。在电机框架的下面通过螺栓固定连接激振器框架，在激振器框架的水平方向平行安装有两根激振器转轴，其中一根轴端安装有激振器皮带轮，轴上套置有固定偏心块、活动偏心块及分动齿轮，这就构成一个激振器。另一根转轴上也安装有固定偏心块、活动偏心块及分动齿轮，构成了另一个激振器。两根转轴上的分动齿轮相互啮合。电机上的皮带轮通过皮带与激振器转轴上的皮带轮连接。在激振器框架下面用螺栓固定连接配重箱，在配重箱可根据需求放置有若干用于调整质量的配重块，而配重块的重量和数量可根据需要能在很大范围内调整。在配重箱的底面用螺栓固定连接圆柱型冲刷头。通过以上步骤，将振动电机、两个激振器、配重箱和其中的配重块以及冲刷头连成一个振动总成。
在机架的下部正对冲刷头的位置设有可以拆卸的冲刷桶，冲刷桶为密闭容器，其桶壁为透明有机玻璃，桶壁被镶入钢制的底座中。冲刷桶中设有可以固定材料试件的夹具，冲刷桶中注水并安装好试件后通过螺栓可与机架的底座固定在一起。在机架的正上方焊有固定横梁，横梁的正中用螺栓固定手动葫芦，用于在试验的准备阶段和试验结束后升降振动总成。试验机的运行是通过电路控制盒完成，控制盒中设有用于显示冲刷次数的计数器和启动、停止开关。所述的固定偏心块和活动偏心块之间可以采用销—孔插合结构或是啮齿结构，用于相对半径夹角的调整。其夹角的调整可以是0°、18°、36°、54°、72°、90°、108°、126°、144°，即每隔18°有一销—孔插合结构。
权利要求1.一种道路材料冲刷试验机，包括有机架、电机、冲刷通、电路控制盒，其特征在于，在六面体矩形机架上部的两侧固定设置有二个圆柱形导向柱，在机架的上部设置有电机框架与导向柱上的导向滑动块连接在一起，电机框架中固定设有电机，电机转轴上设置有电机皮带轮；在电机框架的下面固定连接激振器框架，激振器框架中水平方向平行安装有两根激振器转轴，其中一根转轴端安装有激振器皮带轮，轴上装置有固定偏心块、活动偏心块及分动齿轮，这构成一个激振器；另一根转轴上也安装有固定偏心块、活动偏心块及分动齿轮，构成了另一个激振器；两个分动齿轮相互啮合，电机皮带轮通过皮带与激振器皮带轮连接；在激振器框架下面固定设置有配重箱，在配重箱的底面固定设置圆柱形冲刷头；在机架下部正对冲刷头的位置设有可以拆卸的冲刷桶，桶壁被镶入底座中；冲刷桶中设有可以固定试件的夹具；在矩形机架的正上方设置有固定横梁，横梁的正中固定设有手动葫芦。
2.根据权利要求1所述的冲刷试验机，其特征在于，在所述的配重箱中可放置有用于改变质量的配重块。
3.根据权利要求1或2所述的冲刷试验机，其特征在于，在所述的电路控制盒中至少设置有计数器和启动/停止开关。
4.根据权利要求3所述的冲刷试验机，其特征在于，在所述的活动偏心块与固定偏心块之间设有相对半径夹角的调整结构。
5.根据权利要求4所述的冲刷试验机，其特征在于，所述的夹角调整结构为销—孔插合结构。
6.根据权利要求5所述的冲刷试验机，其特征在于，所述夹角的调整角为0°、18°、36°、54°、72°、90°、108°、126°、144°。
专利摘要本实用新型公开了一种道路材料冲刷试验机的结构，其特点是在矩形机架的上方设置有振动总成，其是以框架将振动电机、激振器、配重箱和冲刷头连为一体，在机架的底座上设置有可拆卸的冲刷桶，材料试件在桶中的被夹具固定，将其固定于地基上使用；其具有以下优点该设备采用计数器可在室内试验研究冲刷次数对道路冲刷破坏的影响；其振动配重箱中的质量可调节，能实现冲刷压力的调节；并且固定偏心块和活动偏心块之间的相对半径夹角可调节，能实现冲刷振幅的调节；冲刷桶为透明塑料容器，可方便地观察冲刷情况。本实用新型可适用于各种道路材料冲刷试验的研究领域，为防治道路冲刷破坏提供试验数据。具有结构简单、操作方便、控制灵活的优点。
文档编号G01N3/56GK2570766SQ0226225
公开日2003年9月3日 申请日期2002年9月26日 优先权日2002年9月26日
发明者沙爱民, 胡力群, 杨士敏 申请人:沙爱民