专利名称：多用自动击实仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于公路交通系统用于室内试验的仪器，它既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件。
我国现有技术中，相当一部分单位采用人工击实的方法，劳动强度大，击实功难以控制在标准范围内，近几年来，我国先后研制出了不同结构型式的击实仪，有土壤击实仪、沥青混合料击实仪、土壤/沥青混合料多功能击实仪，但不同程度都存在一些问题，例如中国专利申请号85205640《双用途电动击实仪》，专利申请号89220944.5《多功能电动击实仪》，专利申请号94221599《多功能电动击实仪》都存在着不少问题，第一种锤体质量和落高固定，只能实现对路基土的重型击实试验，无法进行轻型击实试验，制备沥青混合料试件时，击实台不符合交通部行业试验标准，不是200×200×457硬木墩组成的柔性击实台，并且击实速度低，第二种在第一种基础上作了一些改进，克服了第一种只能做路基土的重型击实的缺陷，增加了做轻型击实试验的功能，但仍没有改变击实座的结构和解决击实速度低的问题，且同前一种相比，反倒使结构变得繁锁，复杂，体积大，锤体定位不准确，落锤偏差大，转角间隙旋转机构常失灵或失效等，第三种是在前两种无法应用的情况下，将多功能击实仪改为单功能击实仪，仅能对公路路基土和基层材料做轻、重型击实试验的仪器。
本实用新型的目的是设计一种既能对路基土的各种基层、底基层材料做轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，将两种不同类型的击实仪器溶为一体，使两台仪器的功能集于一台仪器上得以实现。
本实用新型的目的是以下述方式实现的一种既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构(1)、传动机构(2)、升降机构(3)、击实锤组件(4)、控制机构(7)和设于下箱体内的转动机构(5)、击实筒组件(6)组成，动力机构(1)的输出端与传动机构(2)连接，传动机构(2)与升降机构(3)的升降体(31)连接，击实锤组件(4)由升降机构(3)控制升降高度，转动机构(5)由柱销(51)、压杆(52)、滑板(53)、棘轮棘爪机构(55)构成，土壤击实台(56)固定在棘轮轴上，与棘轮棘爪机构(55)构成一体，击实筒组件(6)设于土壤击实台(56)上，所说的击实锤组件(4)包括可组合替换的土工击实试验击实锤、螺管、附加重锤和沥青混合料试件成型击实锤组件(44)，所说的击实筒组件(6)包括可选择替换的土工击实试验大击实筒、小击实筒和沥青混合料试件成型击实台总成(63)，土工击实试验击实锤组件由螺管与击实锤固定连接，击实锤上可设有附加重锤，沥青混合料试件成型击实锤组件(44)由导杆(443)上设有定位块(445)、限位块(444)、击实锤(442)和压实头(441)组成，沥青混合料试件成型击实台总成63由底板(631)、硬木墩构成的柔性击实台(632)、上板(633)和击实筒(634)构成。
本仪器是按照交通部颁发的最新公路试验行业标准制造的仪器，它的技术性能指标符合交通部颁发的《公路土工试验规程》中的击实试验(70131-93)、承载比(CBR)试验、弹性模量试验中的夯击试验模型的要求，同时还符合《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的沥青混合料试件制作方法(击实法)(T07002-93)中的夯击试验模型的要求，能为土工击实试验中的轻、重型击实试验等夯击标准试件，又能为沥青混合料试验夯击标准试件，击实锤质量和落高可按试验要求自由选配，自由调节，击实次数由0～99按试验要求人工设置，自动数显，自动控制。该仪器采用计数显示控制一体化集成电路，控制系统操作方便、抗干扰能力强，工作可靠，机械系统结构合理，设计紧凑，运行可靠，造型美观，移动方便，能适应较为恶劣的工作环境，使试验工作规范化，提高了试验精度，减轻了劳动强度，一机多用，节省资金。
以下结合附图对本实用新型详细说明。
图1为本实用新型机械原理图。
图2为本实用新型上箱体结构示意图。
图3为本实用新型下箱体结构示意图。
图4为沥青混合料击实锤组件结构示意图。
图5为沥青混合料击实台总成结构示意图。
图6为控制电路框图。
图7为控制电路原理图。
多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构1、传动机构2、升降机构3、击实锤组件4、控制机构7和设于下箱体内的转动机构5、击实筒组件6组成，动力机构1由双速电动机11、弹性联轴器12、蜗轮蜗杆减速器13依次连接构成，传动机构2由上链轮21、下链轮23、滚子链条22构成，减速器13的输出轴通过连接轴与上链轮21相连接，上链轮21通过滚子链条22与下链轮23相连接，滚子链条上装一销轴24，升降机构3由升降体31和导轨32组成，升降体31沿着导轨32移动，升降体31底部设有滑块311，滑块311一端与销轴24连接，滑块311可在升降体31底部滑槽内水平移动，升降体31上设有提升板312通过导轨32上定位板321碰撞，与击实锤组件4中的锯齿形螺管啮合，提升击实锤组件4到所需高度，由导轨32上的定位板322或323碰撞升降体中的推板，提升板312脱开锯齿形螺管，击实锤组件4自由下落，夯击击实筒组件6内的试料。转动机构(5)由柱销51、压杆52、滑板53、棘轮棘爪机构55构成，棘轮棘爪机构55安装于下箱体内，刚性土壤击实台56置于下箱体上面，用螺钉固定在棘轮轴上，与棘轮棘爪机构55构成一体，击实筒组件6设于土壤击实台56上，当做土壤击实试验时，升降体31在下降的同时，压迫柱销51带动压杆52下移，与压杆52固定的滑板53下移，推动棘轮棘爪转动机构55中的拨杆及棘爪前移，当升降体31上升时，在压杆弹簧54力的作用下，拨杆及棘爪后退，棘爪拨动棘轮转过一个齿，即转过40°，棘轮带动土壤击实台56及击实筒转动40°，此时击实锤组件4夯击一次试料，棘轮转动一圈，击实锤组件4夯击9次试料。土壤试验中的轻、重型击实高度由升降体31上部推板和导轨32上的定位板相互配合调整决定，导轨32后面的定位板不在一条竖直线上，推板左右移动，就可使击实高度定位在30CM和45CM。击实锤组件4质量根据轻、重型击实要求也可以调整。击实锤组件4中锯齿形螺管和击实锤是用两只螺钉压紧联接的，可以拆卸，击实锤上可设有附加重锤，击实锤组件4的质量为2.5Kg或4.5Kg，击实速度30次/分。大击实筒或小击实筒用四只压紧销钉固定在土壤击实台56上。
当做沥青混合料击实试验时，取掉压杆52上的柱销51，使升降体31在下降时，无法与柱销51接触，棘轮棘爪机构55因得不到驱动力而转动机构不能转动，装上沥青混合料试件成型击实锤组件44和沥青混合料试件成型击实台总成63，沥青混合料试件成型击实锤组件44由导杆443上设有压实头441、击实锤442、限位块444、定位块445组成，升降体31提升击实锤442到导轨32上定位板323高度，提升板312与击实锤442脱开，击实锤442由于惯性上冲至限位块444，击实锤442自由下落，夯击试料。夯击试件高度由击实锤组件44上的限位块444决定，即为45.7CM，夯击试件的锤重由导轨32上定位板323和击实锤组件44自身决定，即为4.536Kg，夯击速度为60次/分。沥青混合料试件成型击实台总成63由底板631、硬木墩构成的柔性击实台632、上板633、击实筒634组成，把它置于土壤击实台56上。
控制机构7控制双速电动机11转速和击实次数，控制机构7包括寄存、减法计数电路72接收、寄存BCD码拨盘73预置的击实次数，土信号传感器72或沥信号传感器71输出信号连到寄存、减法计数电路74输入端，寄存、减法计数电路74进行减法运算，运算结果送入译码、显示电路75在面板上显示数值，寄存、减法计数电路74输出端连接判零电路76输入端，判零电路76输出端连接光电隔离电路77输入端，光电隔离电路77输出端连接控制电机电路78输入端，光电隔离电路接收零信号并截断控制电机电路，控制电机电路78连接动力机构1的双速电动机11。控制电路部分装在电器控制箱内，控制箱面板上设有控制按键和击实次数显示窗口，控制按键包括BCD码拨盘、置数键、起动键、暂停键、土/沥转换开关，便于试验人员操作和随时掌握击实情况，土或沥信号霍尔传感器71、72置于仪器上箱体内侧，它与升降体31中的滑块311上设有的永久磁钢配合完成击实次数采样。永久磁钢粘接在滑块311上，滑块311装在升降体31下部滑槽内，其一端与滚子链条22相连，滚子链条22转动一圈，升降体31带着击实锤组件4在导轨32上往复运动一次，滑块311在升降体31下部滑槽内由右向左移动一次，当升降体31提着击实锤组件4上升，恰好滑块311带着永久磁钢滑到升降体的左边，永久磁钢无接触地通过霍尔传感器71或72表面，产生一个记数脉冲，这一记数脉冲通过连接电线送给控制箱内的控制电路，控制电路对记数脉冲作减法处理，并将结果显示在前面板上。双速电动机供电电源为AC380V，控制电路供电电源为AC220V，交流电压经整流、稳压电路转换成DC5V直流电供控制电路使用。整流、稳压电路由安全开关XL5-11H、变压器E、桥整流块RS206L、滤波电容C1、C2、稳压块CW7805和滤波电容C3、C4组成。8421BCD码拨盘由两组2×KA-1组成，它的输出端分别与两只可预置、可逆计数显示器2×CL412的置数端J1、J2、J3、J4端相连接，并通过8只电阻与DC5V电源负端相连接。两只霍尔传感器2×HST04-1C分别完成土信号采样和沥青混合料信号采样，它们的输出端接在土/沥转换键Z11上，Z11键的输出端接在1/6 74LS04六反相器上，六反相器的输出端接在CL412的脉冲输入端CP-上CL412具有寄存、可逆计数、译码驱动、LED显示四合一功能。由它们完成击实次数1～99次的计数。个位无效零熄灭输入端RB1通过电阻R1接在电源DC5V正端，输出端RB0接十位的无效零熄灭输入端RB1，个位借位输出端B0接十位的减法计数脉冲输入端CP-，个位置数输入PE与十位置数输入PE与置数键Z2连接，并通过R1接DC5V正端，计数输出端Q1、Q2、Q3、Q4分别接两只2输入四或门芯片74LS32的1A～2B端，CL412加法脉冲输入CP+、VCC接DC5V正端，VSS、小数点控制DP1、数码管显示控制端V消隐或显示BL、寄存或送数控制LE、计数或复位控制R接入DC5V的负端。个位2输入四或门芯片74LS32中的1Y接3A，2Y接3B；十位74LS32中的1Y接3A，2Y接3B，3Y接4B，4Y接2/6 74LS04六反相器输入端，2/6 74LS32输出端接JGX-3F光电隔离电路SSR负端，正端接DC5V正端，输出端的一端接AC220V电源火线，另一端与暂停键Z3连接，Z3的输出端接起动键Z4，Z4输出端接双联土/沥青混合料击实转换开关Z12和JQX-13继电器的线圈，JQX-13下触点J1并接在Z4两端，JQX-13输出端连接三只LC1-D129交流接触器线圈和AC220V零线。3只LC1-D129接触器线圈另一端接在Z12按键上。接触器A1的触点接双速电动机M的1W、1V、1U和电源AC380V，A2触点接双速电动机M的2W、2V、2U和AC380V电源，A3触点短路双速电动机M的1W、1V、1U。当做土工击实试验时，先由人工在2×KA-1BCD码拨盘上置入1～99次击实次数，按置数键Z2，击实次数立即显示在可预置、可逆计数器2×CL412中，土/沥转换键Z11、Z12置于土位置。按起动键Z4，JQX-13F继电器线圈接入AC220V回路中，触点J1吸合，LC1-D129A1线圈接通，A1触点吸合，双速电动机M的1W、1V、1U通过A1触点接在AC380V电源端子上，此时，电机低速运转，以30次/分速度夯击试料。在仪器工作过程中，每夯击一次试料，由土霍尔传感器产生一个击实脉冲，经1/6 74LS04反相后送入CL412减法脉冲输入端CP-，送入一个脉冲，CL412减一个数，两片2×74LS32判余数是否为零，若不为零，继续减数，若为零时，由2×74LS32判别后，由4Y端送出低电平信号，送2/6 74LS04，2/6 74LS04反相后成高电平送SSR，SSR输出端断开，JQX-13F线圈J断电，触点J1释放，A1线圈断开，触点释放，双速电机停转。
当做沥青混合料试件击实时，电路工作过程基本和做土壤击实试验相符，所不同的就是做沥青混合料击实试验时需把土/沥转换键Z11、Z12置向沥混料位置，此时，沥混料霍尔传感器接通，采样击实信号；控制电机电路中的交流接触器A2、A3接通，触点吸合，A2触点吸合使双速电动机M接入AC380V电源中，A3触点吸合短接了双速电动机的低速端，双速电动机高速运转，夯击试料。Z3是暂停键，它可以在机器运转中随时按下此键停机。
权利要求1.一种既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构(1)、传动机构(2)、升降机构(3)、击实锤组件(4)、控制机构(7)和设于下箱体内的转动机构(5)、击实筒组件(6)组成，动力机构(1)的输出端与传动机构(2)连接，传动机构(2)与升降机构(3)的升降体(31)连接，击实锤组件(4)由升降机构(3)控制升降高度，转动机构(5)由柱销(51)、压杆(52)、滑板(53)、棘轮棘爪机构(55)构成，土壤击实台(56)固定在棘轮轴上，与棘轮棘爪机构(55)构成一体，击实筒组件(6)设于土壤击实台(56)上，其特征在于击实锤组件(4)包括可组合替换的土工击实试验击实锤、螺管、附加重锤和沥青混合料试件成型击实锤组件(44)，击实筒组件(6)包括可选择替换的土工击实试验大击实筒、小击实筒和沥青混合料试件成型击实台总成(63)，土工击实试验击实锤组件由螺管与击实锤固定连接，击实锤上可设有附加重锤，沥青混合料试件成型击实锤组件(44)由导杆(443)上设有定位块(445)、限位块(444)、击实锤(442)和压实头(441)组成，沥青混合料试件成型击实台总成63由底板(631)、硬木墩构成的柔性击实台(632)、上板(633)和击实筒(634)构成。
2.如权利要求1所述的多用自动击实仪，其特征在于控制机构(7)包括寄存、减法计数电路(74)接收、寄存BCD码拨盘(73)预置的击实次数，土信号传感器(72)或沥信号传感器(71)输出信号到寄存、减法计数电路(74)输入端，寄存、减法计数电路(74)进行减法运算，运算结果送入译码、显示电路(75)在面板上显示数值，寄存、减法计数电路(74)输出端连接判零电路(76)输入端，判零电路(76)输出端连接光电隔离电路(77)输入端，光电隔离电路(77)输出端连接控制电机电路(78)输入端，光电隔离电路接收零信号并截断控制电机电路，控制电机电路(78)连接动力机构(1)的双速电动机(11)。
专利摘要一种既能对路基土的各种基层、底基层材料作轻、重型击实试验，又能为路面沥青混合料试验成型标准试件的多用自动击实仪，由设于上箱体内的动力机构、传动机构、升降机构、击实锤组件、控制机构和设于下箱体内的转动机构、击实筒组件组成，击实锤质量和落高可按试验要求自由选配，自由调节，击实次数由0～99按试验要求人工设置，自动数显，自动控制。该仪器控制系统操作方便、抗干扰能力强，工作可靠，机械系统结构合理，设计紧凑。
文档编号G01B5/30GK2263331SQ96236098
公开日1997年9月24日 申请日期1996年8月5日 优先权日1996年8月5日
发明者任玉霞, 王永康, 张焕浪 申请人:西安公路研究所