专利名称：一种电动十字板剪切测试机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地质勘探设备，具体来说，尤其涉及一种十字板剪切仪。
背景技术：
十字板剪切是将安装在钻杆下的十字板压入土中至测试的深度，再由地面上的扭力装置对钻杆施加扭矩，使埋在土中的十字板扭转，直至土体剪切破坏(破坏面为十字板旋转所形成的圆柱面)。相对于室内试验，其要求事先取得原状土样，由于试样在采取、运送、保存和制备等过程中不可避免地会受到扰动，土的含水量也难以保持天然状态，特别是对于高灵敏度的粘性土扰动更大，故试验结果对土的实际情况的反映将会受到不同程度的影响。十字板剪切试验由于是直接在原位进行试验，不必取土样，故土体所受的扰动较小， 被认为是比较能反映土体原位强度的测试方法。根据土木试验规程-十字板剪切试验(SL 237-044-1999)中的规定，需要转动扭力装置上的手摇柄，并勻速以0.1° /秒的速率旋转钻杆。每转1°测记读数1次。但是在实际操作中，由于各种人为的影响因素，难以做到勻速转动，造成数据不准确，有较大的误差。
实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种电动十字板剪切测试机，采用电机作为动力源，不受其他人为因素影响，可按所需要求精准的勻速转动。本实用新型通过以下技术手段实现一种电动十字板剪切测试机，包括机座、固定于机座上的机架、电缆、垂直方向上贯穿机座和机架的探杆、与探杆一端连接的十字板探头、与探杆另一端联接的扭力装置和贯入动力机构；所述电缆一端由探杆中空部分穿过，并联接十字板探头，另一端接记录仪器；还包括电机，所述电机的动力输出端与扭力装置联接。本实用新型还可做以下改进所述扭力装置固定于机座上，包括与电机相联的蜗杆、与蜗杆传动的涡轮、与涡轮啮合的变速齿轮和与变速齿轮套装在同一转动轴上的钻杆夹具。所述贯入动力机构包括固定于机架上的手轮、手轮上设有的小链轮一、转动轴一、 套装在转动轴一上的大链轮及小齿轮一、转动轴二、套装在转动轴二上的大齿轮及小链轮二、转动轴三、套装在转动轴三上的小链轮三；套装于电机转动轴上的小齿轮二 ；所述转动轴一、转动轴二和转动轴三分别固定于机架上；所述小链轮一通过链条一与大链轮相连； 所述大链轮传动小齿轮一，所述小齿轮一与大齿轮啮合；大齿轮传动小链轮二 ；所述小齿轮二也与大齿轮啮合；所述小链轮二通过链条二与小链轮三相联；还包括有传力板和卡板；所述探杆上具有环形凹槽，卡板卡入该环形凹槽中固定；所述传力板被探杆贯穿，并置于卡板上，所述链条上设有销钉，传力板固定于销钉与卡板之间。所述电机为步进电机。[0011]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为1)本实用新型的一种电动十字板剪切测试机，采用电机作为动力源，可以去除各种人为的影响因素，做到勻速运动，减小误差，使获得的数据更为准确。2)本实用新型的一种电动十字板剪切测试机，采用手动电动双动力，可根据现场的需求，灵活选择。3)本实用新型的一种电动十字板剪切测试机，设计精巧，结构简单，制造成本较低。
以下结合附图及具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
图1为一种电动十字板剪切测试机结构示意图；图中1、电缆；2、扭力装置；3、大齿轮；4、小齿轮一 ；5、大链轮；6链条一 ；7、小链轮一 ；8、手轮；9、探杆；10、链条二 ；12、传力板；13、卡板；14、槽钢；15、十字板探头；16、电机；17、小齿轮二 ；19、机座；20、机架；21、转动轴一 ；22、转动轴二 ；23、小链轮二 ；24、转动轴三；25、小链轮三。
具体实施方式
实施例1一种电动十字板剪切测试机，包括机座19、固定于机座19上的机架20、电缆1、垂直方向上贯穿机座19和机架20的探杆9、与探杆9 一端连接的十字板探头15、与探杆9另一端联接的扭力装置2和贯入动力机构；所述电缆1 一端由探杆9中空部分穿过，并联接十字板探头15，另一端接记录仪器；还包括电机16，所述电机16的动力输出端与扭力装置2联接。本实用新型的一种电动十字板剪切测试机工作过程为首先将电动十字板剪切测试机水平固定安放于待测位置，通过贯入动力机构将连接于探杆9前端的十字板探头压入土中至测试深度，再开动电机16，通过扭力装置2带动埋在土中的十字板探头15以0. Γ / 秒的速率勻速扭转，直至土体剪切破坏，然后剪切力数据通过电缆1传送至记录仪器，直接读出数据。实施例2一种电动十字板剪切测试机，包括机座19、固定于机座19上的机架20、电缆1、垂直方向上贯穿机座19和机架20的探杆9、与探杆9 一端连接的十字板探头15、与探杆9另一端联接的扭力装置2和贯入动力机构；所述电缆1 一端由探杆9中空部分穿过，并联接十字板探头15，另一端接记录仪器；还包括电机16，所述电机16的动力输出端与扭力装置2
联接。ο所述扭力装置2固定于机座19上，包括与电机相联的蜗杆、与蜗杆传动的涡轮、与涡轮啮合的变速齿轮和与变速齿轮套装在同一转动轴上的钻杆夹具；所述钻杆夹具包括紧定套和卡瓦；所述紧定套固定于转动轴上，并与卡瓦连接，卡瓦固定锁紧探杆9。所述贯入动力机构包括固定于机架20上的手轮8、手轮8上设有的小链轮一 7、转动轴一 21、套装在转动轴一 21上的大链轮5及小齿轮一 4、转动轴二 22、套装在转动轴二 22上的大齿轮3及小链轮二 23、转动轴三24、套装在转动轴三M上的小链轮三25 ；套装于电机16转动轴上的小齿轮二 17 ；所述转动轴一 21、转动轴二 22和转动轴三M分别固定于机架20上；所述小链轮一 7通过链条一 6与大链轮5相连；所述大链轮5传动小齿轮一 4，所述小齿轮一 4与大齿轮3啮合；大齿轮3传动小链轮二 23 ；所述小齿轮二 17也与大齿轮3 啮合；所述小链轮二 23通过链条二 10与小链轮三25相联；还包括有传力板12和卡板13 ； 所述探杆9上具有环形凹槽，卡板13卡入该环形凹槽中固定；所述传力板12被探杆9贯穿，并置于卡板13上，所述链条10上设有销钉，传力板固定于销钉与卡板13之间。所述电机为步进电机。本实用新型的一种电动十字板剪切测试机工作过程为当手动贯入时，首先将电动十字板剪切测试机水平固定安放于待测位置，然后勻速摇动手轮8，带动小链轮一 7转动，通过链条一传动大链轮5，再通过小齿轮一 4啮合传动至大齿轮3，从而带动小链轮二 23，再通过链条二 10传动传力板12，由于卡板的固定作用，传力板12带动探杆向下贯入，同时将连接于探杆9前端的十字板探头压入土中，至测试深度后，将传力板12取出，不再对探杆9施加向下贯入动力，再开动电机16，通过蜗杆传动涡轮，再通过与涡轮啮合的变速齿轮传动至钻杆夹具，从而带动埋在土中的十字板探头15以0. Γ /秒的速率勻速扭转，直至土体剪切破坏，然后剪切力数据通过电缆1传送至记录仪器，直接读出数据。当电动贯入时，首先将电动十字板剪切测试机水平固定安放于待测位置，然后开动电机16带动小齿轮二 17，啮合传动至大齿轮3，从而带动小链轮二 23，再通过链条二 10 传动传力板12，由于卡板的固定作用，传力板12带动探杆向下贯入，同时将连接于探杆9前端的十字板探头压入土中，至测试深度后，关闭电机16，将传力板12取出，不再对探杆9施加向下贯入动力，再开动电机16，通过蜗杆传动涡轮，再通过与涡轮啮合的变速齿轮传动至钻杆夹具，从而带动埋在土中的十字板探头15以0. Γ /秒的速率勻速扭转，直至土体剪切破坏，然后剪切力数据通过电缆1传送至记录仪器，直接读出数据。上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求1.一种电动十字板剪切测试机，包括机座(19)、固定于机座(19)上的机架(20)、电缆 (1)、垂直方向上贯穿机座(19)和机架00)的探杆(9)、与探杆(9) 一端连接的十字板探头(15)、与探杆(9)另一端联接的扭力装置(2)和贯入动力机构；所述电缆(1) 一端由探杆(9)中空部分穿过，并联接十字板探头(15)，另一端接记录仪器；其特征在于还包括电机(16)，所述电机(16)的动力输出端与扭力装置(2)联接。
2.根据权利要求1所述的一种电动十字板剪切测试机，其特征在于所述扭力装置O) 固定于机座(19)上，包括与电机相联的蜗杆、与蜗杆传动的涡轮、与涡轮啮合的变速齿轮和与变速齿轮套装在同一转动轴上的钻杆夹具。
3.根据权利要求1所述的一种电动十字板剪切测试机，其特征在于所述贯入动力机构包括固定于机架00)上的手轮(8)、手轮(8)上设有的小链轮一(7)、转动轴一 01)、 套装在转动轴一上的大链轮( 及小齿轮一 G)、转动轴二(22)、套装在转动轴二 (22)上的大齿轮( 及小链轮二 、转动轴三04)、套装在转动轴三04)上的小链轮三 (25)；套装于电机(16)转动轴上的小齿轮二(17)；所述转动轴一(21)、转动轴二 0 和转动轴三04)分别固定于机架00)上；所述小链轮一(7)通过链条一(6)与大链轮(5)相连；所述大链轮( 传动小齿轮一 G)，所述小齿轮一(4)与大齿轮(3)啮合；大齿轮(3) 传动小链轮二 ；所述小齿轮二(17)也与大齿轮(3)啮合；所述小链轮二通过链条二(10)与小链轮三05)相联；还包括有传力板(12)和卡板(13)；所述探杆(9)上具有环形凹槽，卡板(13)卡入该环形凹槽中固定；所述传力板(12)被探杆(9)贯穿，并置于卡板(13)上，所述链条(10)上设有销钉，传力板固定于销钉与卡板(13)之间。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种电动十字板剪切测试机，其特征在于所述电机为步进电机。
专利摘要本实用新型提供一种电动十字板剪切测试机，属于地质勘探设备领域。包括机座、固定于机座上的机架、电缆、垂直方向上贯穿机座和机架的探杆、与探杆一端连接的十字板探头、与探杆另一端联接的扭力装置和贯入动力机构；所述电缆一端由探杆中空部分穿过，并联接十字板探头，另一端接记录仪器；还包括电机，所述电机的动力输出端与扭力装置联接。其贯入和转动速度不受其他人为因素影响，可按所需要求精准的匀速运动，获得更为精准的实验数据。可广泛应用于十字板剪切试验中。
文档编号G01N3/24GK202229994SQ20112035825
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者余小廉 申请人:中交第四航务工程勘察设计院有限公司