一种三瓣模拆样装置

1.本发明涉及土木试验装置领域，尤其是一种三瓣模拆样装置。


背景技术：

2.三轴压缩实验应用广泛，可以确定土壤的抗剪强度指标，用于实验的土样多由三瓣模制样器制成。在土工试验中，拆卸三瓣模是装样的步骤之一。由于黏土试样质地柔软、黏性大的特点，导致三瓣模内壁和黏土试样之间产生较大的侧摩阻力，使人工拆卸变得非常困难，稍有不慎就会使土样开裂破坏而无法试验。对于拆卸好的瓣模，土样裸露在外，经常会被指甲等尖锐的物体损坏。对于实验者而言，人工拆样是一个非常耗时且有难度的操作，有一定的技术含量。


技术实现要素：

3.发明目的：提供能够完成三瓣模的瓣模拆卸且完善保护瓣模拆卸后的裸露试样的一种三瓣模拆样装置。
4.技术方案：一种三瓣模拆样装置，用于拆卸三瓣模的任一瓣模，每一瓣模均具有一上边缘、一下边缘，该三瓣模拆样装置包括一基座、工作台及调节夹持机构；其中，基座具有一水平的平台，在平台上内凹有一环形圆槽及分布于环形圆槽外侧的复数个插销孔，在环形圆槽内部收容复数个滚珠；工作台设于平台上，具有上安装面和下配合面，自上安装面向上凸出延伸形成位于工作台中心的一圆台用于承载与三瓣模内壁相粘连的试样；自上安装面向下内凹形成延伸至工作台内部且周向设于圆台外侧的一圆槽，用于配置一试样保护筒，试样保护筒具有沿纵向贯穿其侧壁的一缺口用于部分暴露瓣模；自下配合面内凹有一环形配合槽；所述复数个滚珠上部分位于环形配合槽内；调节夹持机构包括升降调节杆、上传力横杆及下传力横杆；升降调节杆设置于基座上且向上延伸；上传力横杆滑动设置于升降调节杆上并自升降调节杆侧面横向延伸，下传力横杆安装于升降调节杆上并自升降调节杆侧面横向延伸，上传力横杆、下传力横杆可转动地围绕升降调节杆，用于分别夹持一瓣模的上边缘、下边缘。
5.进一步的，三瓣模中心与圆台中心对齐，且圆台直径小于三瓣模内径；当上传力横杆、下传力横杆夹持与缺口相对的瓣模时，任意两相邻瓣模侧边缘之间形成拼接缝且拼接缝均位于试样保护筒内。
6.进一步的，在升降调节杆上螺纹配合有紧固于上传力横杆尾端的上下调节螺母。
7.进一步的，在升降调节杆侧表面周向设有一卡槽，下传力横杆的尾端套设于卡槽上且该尾端螺纹配合一螺栓。
8.进一步的，工作台设有上下贯穿的安装孔；一插销自安装孔向下穿过工作台并穿入某一插销孔内时，工作台固定于平台上。
9.进一步的，下配合面向外凸出延伸有一圆形凸台；在平台上内凹有一圆形凹槽，在圆形凹槽内收容圆形凸台。
10.进一步的，还包括设于基座内的一限位套筒、一齿轮及一手轮，升降调节杆下端穿过平台后适配于限位套筒内且升降调节杆下端侧表面具有纵向分布的若干齿槽，限位套筒自上而下延伸且侧壁设有纵向的开口，齿轮的齿面侧自限位套筒外部穿过开口后啮合齿槽，齿轮轴向延伸出所述手轮并设于基座外。
11.进一步的，圆形凹槽位于环形圆槽的中心，圆形凸台位于下配合面的中心。
12.进一步的，任意相邻两插销孔与环形圆槽的圆心形成的夹角均为120
°
。
13.进一步的，自工作台顶部侧边缘内凹形成一开槽，所述安装孔贯穿所述开槽。
14.有益效果：该三瓣模拆样装置，上传力横杆上下可移动且可转动地围绕升降调节杆，下传力横杆可转动地围绕升降调节杆，通过调节上传力横杆、下传力横杆夹持需要拆卸的一个瓣模并逐渐完成脱模，能够利用试样保护筒将裸露试样保护起来，避免尖锐物体对试样的破坏，保证了试样的完整性，解决人力的不稳定导致的试样开裂等问题。
附图说明
15.图1是本发明一种三瓣模拆样装置用于拆卸三瓣模的工作示意图；
16.图2是如1中三瓣模位于工作台上的试样保护筒内的放大示意图；
17.图3是工作台固定于平台上且未放置三瓣模及试样保护筒时的结构示意图；
18.图4是试样保护筒的结构示意图；
19.图5是工作台的外观示意图；
20.图6是工作台上的安装孔的位置示意图；
21.图7是平台的结构示意图；
22.图8是工作台底部的结构示意图；
23.图9是工作台通过插销固定于平台上的截面示意图；
24.图10是升降调节杆的卡槽的放大示意图；
25.图11是升降调节杆位于基座内的装配示意图；
26.图12是升降调节杆上的齿槽的结构示意图。
具体实施方式
27.以下结合附图，对本发明提供的技术方案做详细说明。
28.如图1所示，所述的一种三瓣模拆卸装置，用于拆卸三瓣模的任一瓣模110，包括基座6、工作台7、调节夹持机构。
29.结合图1至图8，基座6具有一水平的平台60，在平台60上内凹形成有一环形圆槽62、位于环形圆槽62的中央的一圆形凹槽64及分布于环形圆槽62的外侧的复数个插销孔61，插销孔61周向均匀分布于环形圆槽62的外侧，在环形圆槽62内部收容复数个滚珠63。
30.工作台7设于平台60上，工作台7具有一上安装面701，自所述上安装面701向上凸出延伸形成位于工作台7中心的所述圆台71用于承载试样120，该试样120为土样，试样120外周表面粘连有三瓣模，圆台71直径小于三瓣模内径，试样120的中心及三瓣模中心与圆台71中心对齐，放置时确保三瓣模的每一个瓣模110边缘都出露在圆台71之外。
31.自所述上安装面701向下内凹形成延伸至所述工作台7内部的一圆槽72且所述圆槽72周向设于所述圆台71外侧，圆槽72内部用于配置一试样保护筒9，圆槽72的直径与试样
保护筒9的筒径大小相匹配，用于保证试样保护筒9的端部能够放入圆槽72内；所述试样保护筒9具有沿纵向贯穿其侧壁的一缺口91用以部分暴露某一待拆瓣模110，该缺口91的延伸方向与试样保护筒9的纵长方向一致；如图2所示，任一瓣模110均具有一上边缘111和一下边缘112，任意两相邻瓣模110之间具有一拼接缝113，且待拆瓣模110的上边缘111和下边缘112均局部暴露于缺口91处，试样保护筒9放置于圆槽72内部时，拼接缝113均被试样保护筒9包裹或仅一个拼接缝113能够暴露于缺口91处；当上传力横杆2、下传力横杆10夹持缺口91相对的瓣模110时，任意两相邻瓣模110之间的拼接缝113均位于试样保护筒9内；试样保护筒9能够保护瓣模110拆卸后裸露的试样。
32.工作台7还具有一下配合面702，自下配合面702内凹延伸形成一环形配合槽76，所述环形圆槽62内收容的复数个滚珠63上部分位于环形配合槽76内，滚珠63为钢珠，滚珠63能在环形圆槽62、环形配合槽76内自由滚动，通过将工作台7限位装配于平台60上，能够保证工作台7在平台60上进行平滑的旋转，即实现工作台7的自由转动。
33.进一步优选地，自下配合面702中心向外凸出延伸形成一圆形凸台75，圆形凸台75位于环形配合槽76中心位置，在平台60上内凹有一圆形凹槽64，在圆形凹槽64内收容所述圆形凸台75，能够进一步地实现工作台7与平台60的限位装配。
34.优选地，工作台7还具有上下贯穿的一安装孔74，如图10所示，一插销8自安装孔74向下穿过工作台7并穿入某一插销孔61内时，工作台7固定于平台60上。在本实施例中，任意相邻两插销孔61与环形圆槽62的圆心形成的夹角均为120
°
，插销孔61数目为三个。
35.可选择地，自工作台7顶部侧边缘内凹形成设于圆槽72外部的一开槽73，所述插销8能够在拔出安装孔74和插销孔61后横置于开槽73内，且插销8凸出于开槽73设置，通过拨动插销8以驱动工作台7沿其切线方向绕其中心旋转；进一步可选地，安装孔74贯穿于开槽73底面。
36.所述调节夹持机构包括升降调节杆4、上传力横杆2及下传力横杆10。升降调节杆4设置于基座6上且向上延伸，上传力横杆2滑动设置于升降调节杆4上部并自升降调节杆4侧面横向延伸，在升降调节杆4上螺纹配合有紧固于上传力横杆2尾端的上下调节螺母1，升降调节杆4上部外周表面具有与上下调节螺母1相配合的螺纹，松开上下调节螺母1可以实现上传力横杆2的上下移动和围绕升降调节杆4的旋转，扭紧上下调节螺母1可以实现上传力横杆2的固定，能够实现上传力横杆2可转动地围绕升降调节杆4上下移动。
37.下传力横杆10活动安装于升降调节杆4下部并自升降调节杆4侧面横向延伸且围绕升降调节杆4可转动；在升降调节杆4侧表面周向设有一卡槽41，下传力横杆10的尾端套设于卡槽41上且该尾端螺纹配合一螺栓3；松开螺栓3，可使下传力横杆10绕升降调节杆4旋转，扭转螺栓3实现下传力横杆10围绕升降调节杆4的转动。在升降调节杆4侧表面周向设置有一卡槽41，下传力横杆10套设于卡槽41上，卡槽41用于限制下传力横杆10沿升降调节杆4的竖直方向移动。
38.如图1所示，所述的上传力横杆2、下传力横杆10可转动地围绕升降调节杆4分别夹持三瓣模的待拆瓣模110的上边缘111、下边缘112。当上传力横杆2、下传力横杆10夹持缺口91相对的瓣模110时，任意两相邻瓣模110之间的拼接缝113均位于试样保护筒9内，防止瓣模110拆卸后的裸露试样被破坏。
39.如图1、图11和图12所示，所述三瓣模拆样装置还包括设于基座6内的一限位套筒
65、一齿轮51及一手轮5，升降调节杆4下端穿过平台60后适配于限位套筒65内且升降调节杆4下端侧表面具有纵向分布的若干齿槽42，限位套筒65自上而下延伸且侧壁设有纵向的开口650，齿轮51的齿面侧510自限位套筒65外部穿过开口650后啮合齿槽42，齿轮51轴向延伸出所述手轮5并设于基座6外。手轮5可以按照顺、逆时针两个方向摇动，通过转动手轮5，带动齿轮51转动，逐个抬升或降低齿槽42，以实现升降调节杆4的上下移动，将人力转化成稳定的轴向压力，再通过调节上传力横杆2、下传力横杆10，使上传力横杆2、下传力横杆10分别夹持待拆瓣模110的上边缘111、下边缘112，完成三瓣模的脱模。
40.此外，利用该三瓣模拆样装置进行瓣模拆样的过程中，通过刮刀将试样120的表面制作为平面，试样120上表面放置有一透水石，其直径与试样120的直径相同。
41.该三瓣模拆样装置的工作方法为：
42.(1)拔出插销8，测试工作台7能否自由转动，再将插销8插入插销孔61内以固定工作台7；
43.(2)将两端贴有滤纸和透水石的三瓣模制样器放置在工作台7上，三瓣模中心与圆台71圆心对齐，使瓣模110边缘出露于圆台71外，并调整好三瓣模的角度，使其中待拆的一个瓣模110正对升降调节杆4；
44.(3)松开螺栓3，调节下传力横杆10使其对准待拆的瓣模110下边缘112中间位置，再摇动手轮5使下传力横杆10与待拆的瓣模110下边缘刚好接触；然后转动上下调节螺母1，调节上传力横杆2与待拆的瓣模110上边缘111中间位置接触，再扭紧上下调节螺母1固定住上传力横杆2；
45.(4)一只手轻轻按住上部透水石以固定住试样，另一只手转动手轮5使升降调节杆4缓慢上升，最终卸下该瓣模110；
46.(5)反向摇动手轮5使升降调节杆4复位，拔出插销8，使工作台7旋转120
°
，再插入插销8固定工作台7，然后将试样保护筒9放置在圆槽72内，并注意将缺口91的位置对准将要拆取的瓣模110，再重复上述操作，取下剩余的两个瓣模110。
47.按照以上步骤进行拆样结束后，若需要拆除其他不同直径的试样，按照上述操作流程均可实现拆样。
48.该三瓣模拆样装置，上传力横杆2可上下移动且可转动地围绕升降调节杆4，下传力横杆10可转动地围绕升降调节杆，用于分别夹持住需要拆卸的一个瓣模110，并通过摇动手轮5实现升降调节杆4的上下移动，完成脱模，不仅解决人力的不稳定导致的试样开裂等问题，同时也缩短了拆样的时间；能够利用试样保护筒9将裸露部分试样保护起来，避免了尖锐物体对试样的破坏，保证了试样的完整性；在拆卸好一个瓣模110后，转动工作台7使要拆卸的瓣模110到达指定位置，同时摇动手轮5使升降调节杆4迅速复位，能够使下一个需要拆卸的瓣模110迅速对准升降调节杆4，方便再去卸下一个瓣模110，整个操作方便快捷。