专利名称：制样脱模联合仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制样脱模联合仪，该仪器为重塑土制样仪器。
背景技术：
近代土力学从1923年K.TerZaghi提出有效应力原理以来，获得了长足的发展。 1963年，Roscoe针对粘土提出了著名的剑桥模型则将土力学的研究推向了新的高潮，同时 也开启了现代土力学研究的大门。土力学的产生、发展，实际上是建立在试验的基础之上， 尤其是早期的室内试验为后续土力学的理论研究奠定了坚实的基础。而室内试验首先必须 解决制样问题密度、含水量均勻，平整的试件。分层击实法与单向静压法，由于土样受力状 态不均勻，从根源上说，是不可能制得均勻土样的。已有方法存在的缺陷，归纳如下(1)密度、含水量不均勻，不平整；(2)击实噪声 污染严重，振动影响他人正常工作；(3)无法自动脱模；(4)制样花费时间长，效率低下；(5) 人工作业，无法保证精度，造成测试结果差异性很大；(6)不能保证平行试件的物理力学指 标的一致性；(7)自动化程度很低，完全依靠人工作业；(8) 一套机器一种制样，造成极端浪 费；(9)制样完毕后，物理力学指标测试前人为扰动大；(10)测试结果可比性差，重复性差。 这些仍然是一个普遍性的难题，急需攻克。
发明内容
为制备出满足要求的试样，本发明提供了一种制样脱模联合仪，该仪器可以同时 制的多个试件，实现双向竖直加压方式，不仅操作使用简单，具有一定的自动化程度，便于 维护保养，还可制备出密度较大且密度、含水量均勻的土工试样，而且制样效率高。实现发明目的所采用的技术方案是一种制样脱模联合仪，至少包括驱动机构、传 动机构和底座，以及安装在底座上的盛料模具，盛料模具的上方和下方分别设有上压板和 下压板，上压板和下压板均与传动机构相连。所述盛料模具为两个或多个。盛料模具通过夹具安装在底座上。所述夹具包括夹具体、丝杆、支撑件和手轮，丝杆的一端与夹具体相连接，手轮安 装于丝杆的另一端，丝杆中部套装有支撑件。所述上压板和下压板的截面形状均与模具的中空截面形状相匹配。所述上压板和下压板上分别安装有检测其位置的上位置传感器和下位置传感器。所述上、下位置传感器通过控制器控制，控制器上安装有用于显示控制参数的显 不器。 所述传动机构为机械传动机构、电气传动机构或流体传动机构。 由上述技术方案可知，本发明提供的制样脱模联合仪通过上压机构和下压机构实
现双向垂直加压方式，上压板和下压板的形状与中空的模具形状匹配，从而可以制备出不
同形状的土工试样，通过位置传感器检测上压机构和下压机构的位置，因此可以控制自动脱模。
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本发明提供的制样脱模联合仪具有如下特点(1)该仪器采用了双向机械式控制方式，使试样达到两个方向均勻受力的效果，而 不是传统方法中采用的单向受力方式，因此可以较好的解决试验制样密度、含水量等指标 普遍存在的不均勻性问题，以及试件不平整问题；(2)较好的解决了规模化盛料问题，利用此仪器可以实现批量化生产，节省时间与 人力，提高效率；(3)彻底的解决了脱模问题，避免了后期扰动；(4)无噪声污染，无振动，不会影响他人正常工作；(5)机械化作业，保证精度，测试结果可比性强，可重复性好；(6)能保证平行试件的物理力学指标的一致性；(7)将控制器与显示器连通，实现试件预置长度、压实力、压实量(上下压板的加 压距离)、压实速度、保压时间等各项状态参数的显示，良好的人机交换界面将使试件的制 备更加容易；(8)上下压板和盛料模具可以随时更换，配合套件可以制作不同规格、形状的试件寸。
图1为本发明的结构示意图，图2为图1的A-A剖面图。图中1.油箱，2.液压管路，3.溢流阀，4.三位四通电磁阀，5.节流阀，6.两位三 通电磁阀A，7.两位三通电磁阀B，8.两位两通电磁阀，10.蓄能器，11.压力继电器，12.液 压表，13.液压泵，14.下液压缸，15.下位置传感器，16.下压板，17，夹具体，18.盛料模具， 19.上压板，20.上位置传感器，21.上液压缸，22.手轮，23.支撑件，24.控制器，25.丝杆。
具体实施例方式如图1所示，该制样脱模联合仪，至少包括驱动机构、驱动机构驱动的传动机构， 底座、以及安装在底座上的盛料模具18，盛料模具18的规格和形状可以根据不同要求随时 更换，制备不同规格、和不同形状的试件，如圆柱、圆饼、方柱、方饼、六角棱柱、八角棱柱等 等，盛料模具18可以为两个或多个，两个或多个盛料模具18平行并列在一起，通过夹具加 紧并安装在底座上，夹具包括夹具体17、丝杆25、支撑件23和手轮22，丝杆25的一端与夹 具体17相连接，手轮22安装于丝杆25的另一端，丝杆25中部套装有支撑件23，通过转动 手轮22使得夹具体17松开和加紧。由图2所示，盛料模具18的上方和下方分别设有上 压板19和下压板16，上压板19和下压板16的截面形状均与模具的中空截面形状相匹配。 上压板19和下压板16均与传动机构相连，传动机构可以为机械传动机构、电气传动机构或 流体传动机构。本实施例中的传动机构为液压传动机构，上液压缸21、下液压缸14与液压 泵13和油箱1组成驱动液压传动机构的驱动机构，液压泵13连接有液压表12，显示压力大 小，为了保护液压管路2，系统中还安装有压力继电器11和蓄能器10，为控制液压回路压力 大小设有溢流阀3，为控制液压回路中液体的流动速度，设有节流阀5。上压板19和下压板 16上分别安装有检测其位置的上位置传感器20和下位置传感器15。上、下位置传感器通过控制器24控制其工作，通过控制器控制三位四通电磁阀4、两位三通电磁阀A6、两位三通 电磁阀B7、两位两通电磁阀8的得电情况使上下压板16定位并工作，该仪器工作的状态参 数均可由控制器上安装的用于显示控制参数的显示器来控制和显示，具体包括压实力、压 实量、压实速度、保压时间等。在使用本发明提出的制样脱模联合仪，首先打开电源，通过控制器24开启液压泵 13、设置压实进给量、压实力大小等参数。此时上压板19处于上极限位置，下压板16处于 下极限位置。定位时，控制器24控制电磁阀有序得失电，下压板16开始向上移动，同时位置传 感器检测下压板16的位置，将检测到的信号反馈给控制器24，控制器24根据传感器的信号 判断下压板上平面是否与模具下平面重合，据此控制下压板是继续进给还是停止。上压板 19还未开始动作。将一定量材料装入模具中。然后，通过控制器24控制三位四通电磁阀4、两位三通 电磁阀A6、两位三通电磁阀B7、两位两通电磁阀8的得电情况使上压板19开始定位，定位 过程同下压板16。上、下压板定位好以后，开始同时、等速、相向进行推进，压实力、压实量、压实速 度、保压时间等参数在开机时已经设定。具体操作通过控制器24控制三位四通电磁阀4、两 位三通电磁阀A6、两位三通电磁阀B7、两位两通电磁阀8，溢流阀3，节流阀5 (控制液压回 路中液体的流动速度，间接控制压实速度)来实现，具体得失电顺序见表1。压实到设定的 量之后，进行保压一段时间，控制器控制电磁阀按表1 “保压”动作，实现保压一段时间。脱模过程。通过控制器控制各电磁阀。首先，上压板向上运动(速度较快)至其 上限位置，下压板16同时向上移动(速度较慢)，直至上压板达到其上限位，下压板16将压 实的试件完全顶出模具，取走试件，具体的位置检测由传感器实现。复位过程。通过控制器控制各电磁阀，按表1 “复位”动作。下压板16向下运动 直至其下限位置。各部分恢复初始状态。关机，关掉电源。卸下压板与模具，进行清洗。以备进入下一次操作。表1电磁阀动作顺序表
权利要求
一种制样脱模联合仪，至少包括驱动机构、传动机构和底座，以及安装在底座上的盛料模具，其特征在于盛料模具的上、下方分别对应设有上压板、下压板，上压板和下压板均与传动机构相连。
2.根据权利要求1所述的制样脱模联合仪，其特征在于盛料模具为两个或多个。
3.根据权利要求1或2所述的制样脱模联合仪，其特征在于底座上设有夹具，盛料模 具通过夹具安装在底座上。
4.根据权利要求3所述的制样脱模联合仪，其特征在于夹具包括夹具体、丝杆、支撑 件和手轮，丝杆的一端与夹具体相连接，手轮安装于丝杆的另一端，丝杆中部套装有支撑 件。
5.根据权利要求1所述的制样脱模联合仪，其特征在于上压板和下压板的截面形状 均与模具的中空截面形状相匹配。
6.根据权利要求1或5所述的制样脱模联合仪，其特征在于上压板和下压板上分别 安装有检测其位置的上位置传感器和下位置传感器。
7.根据权利要求6所述的制样脱模联合仪，其特征在于上、下位置传感器通过控制器 控制，控制器上安装有用于显示控制参数的显示器。
8.根据权利要求1所述的制样脱模联合仪，其特征在于传动机构为机械传动机构、电 气传动机构或流体传动机构。
9.根据权利要求1或8所述的制样脱模联合仪，其特征在于驱动机构由上、下液压 缸、液压泵和油箱组成，传动机构为液压传动机构。
全文摘要
本发明公开了一种制样脱模联合仪，至少包括驱动机构、传动机构和底座，以及安装在底座上的盛料模具，盛料模具的上方和下方分别设有上压板和下压板，上压板和下压板均与传动机构相连。该仪器可以同时制的多个试件，实现双向竖直加压方式，不仅操作使用简单，具有一定的自动化程度，便于维护保养，还可制备出密度较大且密度、含水量均匀的土工试样，而且制样效率高。
文档编号B28B3/02GK101863075SQ20101018491
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者侯天顺, 吉金鹏 申请人:中国地质大学(武汉)