专利名称：一种双向调速搓条仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双向调速搓条仪，为用于测定土的塑限含水量的土工试验仪器。
背景技术：
土的液限、塑限试验是土工试验中最基本的两项试验，卡萨格兰德(A. Casagrande)塑性图就是以液限和塑性指数作为划分土类的两项基本指标。塑限是粘性土的一个重要特征，本质上反映了土粒和水相互作用时产生的物理性质与状态。粘性土的塑限指标，在实际工程应用上，为粘性土分类、划分粘性土的状态、评价土的允许承载力等供了重要的科学依据。塑限指标传统上采用滚搓法测定，该方法规定当土条直径搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样的含水量达到塑限含水量。 目前常用的测定塑限的方法有滚搓法与液塑限联合测定法。滚搓法物理含义明确，但是纯粹是手工操作，故其准确程度完全取决试验者的经验和技巧，这对于无实践经验的工作员或初学者的学习、操作来说十分不便，做此试验成功率也相当低。而液塑限联合测定法测得的塑限含水量，方法简单，与液限有一定数量上的关系，而与塑限本身的物理含义已经偏差很远。故研制一种模拟滚搓法的实验仪器，能够精确、准确、高效地测得具有明确物理含义的塑限含水量，迫在眉睫。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种双向调速搓条仪，该双向调速搓条仪在模拟手工对土条进行滚搓的基础上，不仅能够精确、准确、高效地测得具有明确物理含义的塑限含水量，而且避免了人工搓条的各种限制和缺陷。 本发明实现其目的所采用的技术方案是一种双向调速搓条仪至少包括电机和由电机带动的传动机构，电机A通过传动机构A驱动丝杆螺母机构中的丝杆旋转，丝杆螺母机构中的螺母上设有竖直升降运动平板，电机B通过传动机构B驱动位于导轨内的水平往复运动平板。。 且传动机构A为齿轮传动机构、带传动机构或链传动机构。传动机构B为曲柄连杆机构，曲柄连杆机构中的连杆一端与曲柄连接，另一端与水平往复运动平板的一端连接。电机A、电机B外分别设有对应的控制器A、控制器B。 而且，水平往复运动平板由两块通过铰链连接的平板组成。铰链连接处的上方设有插销。水平往复运动平板柔韧且外表面粗糙，其内放置有电阻丝。 由上述技术方案可知，本发明提供的双向调速搓条仪主要部件为电机A、电机B和分别由电机A、电机B通过对应传动机构A、传动机构B驱动的沿竖直方向升降运动或沿水平方向往复运动的两块平板，土条位于两平板之间，水平往复运动平板柔韧且外表面粗糙，模拟人工对土条进行滚搓，竖直升降运动平板和/或水平往复运动平板内还设有电阻丝，能快捷、高效、均匀加热土条，使土条水分快速、均匀散失，从而达到快速出现裂纹测定塑限的目的。通过本发明提供的电动平板搓条仪可完全避免手工搓条时滚搓法的准确程度完全取决试验者的经验和技巧的缺点，能够精确、准确、高效地测得具有明确物理含义的塑限含 水量，保证试验成功率。 本发明提供的双向调速搓条仪还具有以下优点 1、两块运动的平板分别由各自的电机和传动机构驱动，二者的运动互不干涉，实 际操作中，放上土条后，可以先让升降运动开始，而平动静止。待升降运动使土条与平动板 即将接触时，再开启平动，实施作业，节省能量、减少机械磨损。 2、水平往复运动平板由两块通过铰链连接的平板组成，使该平板可以折叠、开启， 随时查看土条裂纹情况
附图为本发明提供的双向调速搓条仪的结构示意图。 图中1、导轨，2、水平往复运动平板，3、铰链，4、插销，5、电阻丝，6、连杆，7、曲柄，8、 电机B，9、控制器B， 10、土条，11、竖直升降运动平板，12、螺母，13、丝杆，14、齿轮传动机构， 15、电机A，16、控制器A。
具体实施例方式
由附图所示，本发明提供的双向调速搓条仪主要包括两部分，一部分是电机A15 和由电机A15带动的传动机构A，电机A15外设有控制器A16，电机A15通过电缆与控制器 A16连接，传动机构A可以为齿轮传动机构、带传动机构或链传动机构，附图中仅体现为齿 轮传动机构14，以及电机A15通过齿轮传动机构14驱动的丝杆螺母机构，丝杆螺母机构中 的丝杆13旋转，螺母12上设有竖直升降运动平板11 ;另一部分是电机B8和由电机B8带 动的传动机构B，电机B8外设有控制器B9，电机B8通过电缆与控制器B9连接，传动机构B 为曲柄连杆机构，曲柄连杆机构中的连杆6 —端与曲柄7连接，另一端与位于导轨1内的水 平往复运动平板2的一端连接。为减小摩擦力，导轨l最好为滚珠导轨。水平往复运动平 板2由两块通过铰链3连接的平板组成，铰链连接处的上方设有插销4，松开插销4时，可掀 开水平往复运动平板的一部分，对土条进行观察。水平往复运动平板2柔韧且外表面粗糙 以模拟人的手掌，材料可以选用类橡胶板。竖直升降运动平板11和/或水平往复运动平板 2内放置有电阻丝或其它低温电热器件。 实际使用本双向调速搓条仪时，首先调节竖直升降运动平板与水平往复运动平
板，使两者间隔一定距离，将一定直径的土条io置于竖直升降运动平板中央位置，使土条 的中心轴线与铰链轴线平行。通过控制器A开启电源，电机A开始运转，通过齿轮传动机构 驱动丝杆螺母机构的丝杆转动，又通过丝杆带动其上的螺母和安装于螺母上的竖直升降运 动平板上升，同时带动土条上升。当土条即将接触到水平往复运动平板时，通过控制器B开 启电源，电机B开始运转，通过曲柄连杆机构将电机的转动转换为水平往复运动平板沿导 轨1的水平往复运动。水平往复运动平板对土条进行滚搓，直到两平板的距离减小至3mm， 通过控制器A停止竖直升降运动平板的运动，水平往复运动平板继续滚搓土条。经过一段 时间以后，通过控制器B停止水平往复运动平板的运动，松开插销，掀开水平往复运动平板 的一部分，观察土条，土条表面出现裂纹，表明此时土条的含水量即为土的塑限。如果土条 含水量过大，则可以通过控制电源启断的控制器A和/或控制器B使对应电阻丝或低温电热器件通电，使土条在被滚搓的过程中均匀加热。当实验完毕，通过控制器A控制电机A反方向运转，使竖直升降运动平板向下运动，进而复位。 在实验过程中，可以通过各控制器控制对应电机的运动状态与加热部件，进而控制水平往复运动平板和竖直升降运动平板的运动状态(如启停、运动速度等)与加热部件的加热状态，从而快速、高效的测定土的塑限含水量，减小人为因素，使具有明确物理学含义的土的塑限这一概念能够通过仪器进行准确测定。双向调速搓条仪可以使土的塑限测定标准化，为土体分类奠定理论基础。
权利要求
一种双向调速搓条仪，至少包括电机和由电机带动的传动机构，其特征在于电机A通过传动机构A驱动丝杆螺母机构中的丝杆旋转，丝杆螺母机构中的螺母上设有竖直升降运动平板，电机B通过传动机构B驱动位于导轨内的水平往复运动平板。
2. 根据权利要求l所述的双向调速搓条仪，其特征在于传动机构A为齿轮传动机构、带传动机构或链传动机构。
3. 根据权利要求1所述的双向调速搓条仪，其特征在于传动机构B为曲柄连杆机构，曲柄连杆机构中的连杆一端与曲柄连接，另一端与水平往复运动平板的一端连接。
4. 根据权利要求1所述的双向调速搓条仪，其特征在于电机A、电机B外分别设有对应的控制器A、控制器B。
5. 根据权利要求1所述的双向调速搓条仪，其特征在于水平往复运动平板由两块通过铰链连接的平板组成。
6. 根据权利要求5所述的双向调速搓条仪，其特征在于铰链连接处的上方设有插销。
7. 根据权利要求1所述的双向调速搓条仪，其特征在于水平往复运动平板柔韧且外表面粗糙。
8. 根据权利要求1所述的双向调速搓条仪，其特征在于竖直升降运动平板和/或水平往复运动平板内放置有电阻丝。
全文摘要
本发明提供了一种用于测定土的塑限含水量的双向调速搓条仪，该仪器至少包括电机和由电机带动的传动机构，电机A通过传动机构A驱动丝杆螺母机构中的丝杆旋转，丝杆螺母机构中的螺母上设有竖直升降运动平板，电机B通过传动机构B驱动位于导轨内的水平往复运动平板。这种电动平板搓条仪在模拟手工对土条进行滚搓的基础上，可以通过各控制器控制对应电机的运动状态与加热部件，进而控制水平往复运动平板和竖直升降运动平板的运动状态与加热部件的加热状态，从而快速、高效的测定土的塑限含水量，减小人为因素，使具有明确物理学含义的土的塑限这一概念能够通过仪器进行准确测定。
文档编号G01N3/00GK101750246SQ20101002892
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者侯天顺, 吉金鹏, 聂良佐 申请人:中国地质大学(武汉)