一种底座可扩张的水泥稳定碎石试件脱模机

本实用新型属于试验仪器技术领域，具体涉及一种底座可扩张的水泥稳定碎石试件脱模机。

背景技术：

目前为止，我国的高等级公路路面基层普遍采用水泥稳定碎石基层，这就需要对水泥稳定碎石试件的相关性能进行试验研究，试验研究的过程中需要对水泥稳定碎石进行成型和脱模处理。现有的脱模机在脱模过程中，虽然能够完成试件的脱模，但是会存在底座与试筒之间容易发生碰撞的情况，从而导致很多问题，具体体现在以下方面：

第一：发生碰撞会使底座直接与试筒发生挤压，由于水泥稳定碎石材料在成型后强度和硬度较高，受到挤压后容易产生破坏或裂缝，影响之后试验结果的准确性；

第二：发生碰撞可能会损坏试验仪器，有时还有可能造成试验人员受伤；

第三：脱模过程较为繁琐，并且对操作人员有较高的要求，一旦对中失误，底座与试筒产生碰撞，试件遭到破坏，就必须重新成型试件，耽误试验进度。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种底座可扩张的水泥稳定碎石试件脱模机，解决了在试件脱模过程中，底座易与试筒发生碰撞，造成试件和仪器损坏的问题。

为达到上述目的，本实用新型所述一种底座可扩张的水泥稳定碎石试件脱模机，包括可扩张底座系统、主液压头和副液压头，可扩张底座系统包括底座和设置在底座下方的底座外壁，底座包括n个压片，n≥2，压片下端固定有齿条，底座外壁上部内侧设置有环形齿轮；初始状态下底座的直径小于待脱模的试件的直径；

主液压头上端位于底座外壁内，副液压头位于底座外壁外侧，用于向试筒施力；主液压头上设置有n个第一凸起，n个第一凸起沿着主液压头的周向排布，相邻的第一凸起之间具有凹槽，每个第一凸起侧面安装有一个圆形齿轮，齿条伸入凹槽中与圆形齿轮啮合，圆形齿轮与环形齿轮啮合。

进一步的，主液压头上端设置有第二凸起，第二凸起的圆心在主液压头的轴线上。

进一步的，主液压头侧壁向外延伸有环形凸起，底座外壁上设置环形定位槽，环形凸起插入环形定位槽中。

进一步的，主液压头由主液压系统驱动，副液压头由副液压系统驱动。

进一步的，主液压头和副液压头下部位于基台中，基台上安装有水平设置的仪器顶架，仪器顶架上开设有用于穿过试件的孔。

进一步的，顶架的底面设置有压力传感器，用于测试试筒与仪器顶架之间的压力；底座上端面设置有激光传感器，激光传感器用于测量底座顶部与试件下端面的距离。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果：

本实用新型中底座比试筒内壁半径小，在试件成型过程中，试筒底部留有未被试件填充的空间，底座在进入试筒下部空间时，由于底座尺寸略小于试筒内壁尺寸，底座与试筒不会发生直接碰撞，在底座顶部接近距试件底部时，通过可扩张底座系统实现底座的适当扩张，可以避免由于底座尺寸略小于试筒内壁而引起外围试件产生破坏。

进一步的，配合液压系统完成试件的脱模过程，相比于现有的自动脱膜机可以降低试验操作难度，减少试件破坏现象，提高试件脱模效率，保证试验安全进行。

进一步的，为了使底座外壁与主液压头不产生竖向相对滑动，在主液压头外围设置环形凸起，同时在底座外壁上设置环形定位槽，环形凸起插入环形定位槽中。

进一步的，顶架的底面设置有压力传感器，当试件顶部与仪器顶架的底面接触时，压力传感器采集到压力信号，并传递给液压系统的控制装置，使副液压系统停止工作，以使试筒的位置不变；底座上端面设置有激光传感器，所述激光传感器用于测量底座顶部与试件下端面的距离，当底座顶部与试件小于设定值时，可将采集的信号传递至液压系统的控制装置，利用控制装置控制主液压系统的工作状态，不用人工测量，易于操作，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型的脱模机整体构造图；

图2为本实用新型的可扩张底座系统主视图；

图3为本实用新型的主液压头俯视图；

图4为本实用新型的底座外壁俯视图；

图5为图2的a-a’的所在平面的剖面图；

图6为本实用新型的可扩张底座外部形状图；

图7为本实用新型的副液压头主视图。

附图中：1-底座；2-底座外壁；3-试筒；4-主液压头；5-试件；6-环形凸起；7-副液压头；8-仪器顶架；9-圆柱拉杆；10-油箱；11-主液压系统；12-副液压系统；13-螺栓；101-顶出孔；14-齿条；15-圆形齿轮；16-环形齿轮；17-压片；18-矩形开口；19-第二凸起，20-中心孔；21-凹槽；22-第一凸起；23-基台；24-盲孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1，一种底座可扩张的水泥稳定碎石试件脱模机，包括可扩张底座系统、液压系统和工作台。

可扩张底座系统，通过环形齿轮16、圆形齿轮15以及齿条14的相互配合，实现底座1的自由扩张和收缩。可扩张底座系统主要由底座1、底座外壁2、环形齿轮16、压片17、圆形齿轮15以及齿条14组成。

液压系统包括油箱10、主液压系统11和副液压系统12，主液压系统11包括主液压头4，副液压系统12包括副液压头7，主液压头4工作时，试件5位于主液压头4正上方，试筒3位于副液压头7正上方，主液压头4为圆柱形，副液压头7横截面为环形，副液压头7的横截面和试筒3的横截面形状和大小相同。副液压头7上端开设有两个对称设置的矩形开口18，如图7所示，底座外壁2外侧对称开设有两个盲孔24，当需要底座外壁2转动时，可使用工具穿过副液压头7上开设的矩形开口18伸入盲孔24中，转动底座外壁2。

在试件成型过程中，需要使试筒3高度高于试件5高度，并且保持试筒3顶部和试件5顶部齐平，使试筒底部留有一定空间未被试件填充，试筒底部空间可供底座1、底座外壁2和主液压头4上端伸入，从而可以控制底座1扩张的程度，使底座1边缘触碰到试筒内壁便停止扩张。

如图5和图6所示，底座1为圆盘形，中间具有中心孔20，由七个齿条14和七个压片17组成，每个压片17下端面固定有一个齿条14，齿条14与压片17是一个整体，主液压头4上设置有第二凸起19和七个第一凸起22，并安装有七个圆形齿轮15，其中第二凸起19的圆心在主液压头4的轴线上，七个第一凸起22位于第二凸起19的外侧，沿着主液压头4的周向排布；相邻的第一凸起22之间具有凹槽21，每个第一凸起22侧面安装有一个圆形齿轮15，圆形齿轮15与齿条14啮合。

底座外壁2内部刻有环形齿轮16，底座外壁2如图4所示。其中圆形齿轮15固定在主液压头4顶部，圆形齿轮15与环形齿轮16啮合，通过底座外壁2的顺时针转动，可以带动圆形齿轮15旋转。齿条14位于主液压头4顶部的凹槽21内，使齿条14仅沿凹槽21发生移动，圆形齿轮15与齿条14啮合，圆形齿轮15的旋转能够带动齿条14沿着底座1半径方向发生位移，七个齿条14与七个压片17为一个整体，齿条14和扇形压片17同时向外移动，实现底座的自由扩张。

齿条14工作时沿着既定的凹槽21运动，齿条14顶面与第一凸起22顶面高度平齐；同时齿条14顶面与压片17底面相连，主液压头内的第二凸起19顶部与压片17顶部平齐，第一凸起22的顶面记为面aa’，凹槽21的底面记为面bb’，圆形齿轮15的顶面记为面cc’，主液压头和环形齿轮16下端面相接的面记为面dd’，第二凸起19的顶面记为面ee’，其位置关系详见图2和图3所示，图2中的面aa’和图3中的面aa’相接触，图2中的面bb’和图3中的面bb’相接触，图2中的面cc’和图3中的面cc’相接触，图2中的面dd’和图3中的面dd’相接触，图2中的面ee’和图3中的面ee’相接触。

通过顺时针旋转底座外壁2，环形齿轮16顺时针旋转，环形齿轮16带动圆形齿轮15顺时针旋转，从而带动齿条14沿底座半径方向向外延伸，齿条14的伸长可以使压片17偏离转盘中心位置，从而使可扩张底座的直径扩大至试筒3内壁直径，避免由于底座直径略小导致试件外围发生剪切破坏，从而配合液压系统完成试件脱模过程。

另外为了使底座外壁2与主液压头4不产生竖向相对滑动，在主液压头4外围设置环形凸起6，同时在底座外壁2上设置环形定位槽，环形凸起6插入环形定位槽中。

液压系统包括主液压系统11和副液压系统12，脱模时，主液压系统11的主液压头4的自由端位于底座1正下方，且与底座1直接接触，副液压系统的副液压头7的自由端位于试筒3正下方，同时在现有脱膜机液压系统上进行了改进，主液压系统的主液压头尺寸增加，更好的与可扩张底座相结合。

工作台主要包括基台23，仪器顶架8，圆柱拉杆9和控制系统。圆柱拉杆9下端和基台23固定连接，上端和仪器顶架8通过螺栓13固定连接，仪器顶架8上开设有用于穿过试件5的顶出孔101；基台23中开设有容置槽，容置槽底部设置有油箱10、主液压系统11和副液压系统12，油箱10为主液压系统11和副液压系统12供油。

控制系统用于根据压力传感器和激光传感器传递的数据，来控制副液压头7和主液压头4的工作。

利用本实用新型进行脱膜的过程如下：

首先，将水泥稳定碎石材料装入圆柱形的试筒3内进行成型，试筒3比所需试件高3cm，在成型之前在试筒3内壁涂一层脱模剂，避免试件5与试筒3内壁摩擦力太大造成试件5破坏，使脱模过程顺畅；

待试件5养生完毕之后，就可以开始试件脱模工作，首先将试筒3倒置，并固定到副液压头7上，保证试筒3固定牢固，在试筒3底部存在3cm高未被试件填充的空间，供可扩张底座伸入；

打开副液压系统12，通过副液压头7推动试筒3，使试筒3和试件5向上移动，仪器顶架8的底面设置有压力传感器，当试筒3顶部与仪器顶架8的底面接触时，压力传感器采集到压力信号，并传递给液压系统的控制装置，使副液压系统12立即停止工作，并保持试筒3的位置不变；

打开主液压系统11，并推动底座外壁2和底座1向上移动，底座1与试件5接触面处设置有激光传感器，当底座1顶部与试件5底部相距1cm-1.5cm时，即此时底座1顶部已经进入试筒3底部的空间内，此时控制主液压系统11立即停止工作；

然后进行试件脱模。

主液压头初始状态下，底座1尺寸略小于试筒3内壁尺寸，底座1半径比试筒3内壁的半径小5mm，使底座1顶部到达距离试件底面1cm-1.5cm的位置，此时旋转底座外壁2使底座1扩张，扩张至试筒3的内壁大小即可停止旋转，此时再次打开主液压系统11，推动底座1向上运动，随着压力的不断增加推动试件5通过仪器顶架8的顶出孔101向上运动，最终使试件5成功完成脱模过程。

在脱模完成之后通过逆时针旋转底座外壁2，带动圆形齿轮15逆时针旋转，进而带动齿条14的收缩，使底座1直径缩小至初始状态，以备下次脱模使用。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。