CN105115803A - 一种土样电动击实装置及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土样电动击实装置及其试验方法，包括底座、工作台、机架和击实桶，以及送料机构，包括装料仓、送料器、称量斗、称量传感器、送料槽和送料电机，送料器位于装料仓的下方，称量斗位于送料器的下方，送料槽的进口端与称量斗连接，送料槽的出口端位于击实桶的上方，送料电机与送料器连接；击实机构，包括击锤、位移传感器和驱动机构。本发明中送料机构根据计算的加土量完成土样的称重、加料，待击实完成后，位移传感器进行测量验证，相较于现有技术，大大减小了试验工作人员的劳动强度，对土样进行称重保证每次加料的精确性，从而保证每次用土量的准确性，最终保证土样的高度大于击实桶的高度且不超出击实桶5mm。
Description
技术领域
本发明属于土工试验仪器技术领域，具体涉及一种土样电动击实装置及其试验方法。
背景技术
击实仪用于公路、水电水利、铁路、市政等填筑工程施工，测定土的含水量与干密度的关系，以确定土的最佳含水量和相应的最大干密度。借以了解土的压实性能，作为工地土基压实控制的依据。
《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)规定了土工击实试验的击实步骤(以小桶为例)：将击实桶放在坚硬的地面上，在桶壁上抹一薄层凡士林，并在桶底上放置蜡纸或塑料薄膜。取制备好的土样分3～5次倒入桶内。按三层法时，每次约800～900g(其量应使击实后的试样等于或略高于桶高的1/3)；按五层法时，每次约400～500g(其量应使击实后的试样等于或略高于桶高的1/5)。整平表面，并稍加压紧，然后按规定的击数进行第一层土的击实，击实时击锤应自由垂直落下，锤迹必须均匀分布于土样面，第一层击实完后，将试样层面“拉毛”然后再装入套筒，重复上述方法进行其余各层土的击实。击实后，试样不应高于桶顶面5mm。
在利用传统电动击实仪开展土工击实试验时，由于人工加土样，很难做到按三分法时其量应使击实后的试样等于或略高于桶高的1/3，按五层法时其量应使击实后的试样等于或略高于桶高的1/5。甚至会出现击实后试样高度小于击实桶高度或大于击实桶与5mm之和，现有做法是，每层击实完毕，利用直尺量取击实后的高度，通过计算确定下一层土的加土量，然后称量相应质量的土并加入击实桶，试验过程繁琐，效率低下。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种土样电动击实装置及其试验方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种土样电动击实装置，包括：
底座；
工作台，其设置于底座上；
击实桶，其设置于工作台上；
机架，其设置于底座上且位于工作台一侧；
送料机构，包括装料仓、送料器、称量斗、称量传感器、送料槽和送料电机，装料仓设置于机架上，送料器设置于机架上且位于装料仓的下方，称量斗设置于机架上且位于送料器的下方，称量传感器设置于称量斗上，送料槽的进口端与称量斗连接且与称量斗之间设置有落料气缸，送料槽的出口端位于击实桶的上方，送料电机与送料器连接；
击实机构，包括击锤、位移传感器和驱动机构，驱动机构设置于机架上，击锤与驱动机构连接，位移传感器设置于机架上且位于击实桶的上方感应击实桶内土样的高度。
本发明中送料机构根据计算后的加土量完成土样的称重、加料，待击实机构击实完成后，位移传感器感应击实桶内土样的高度，对每次击实后的土样高度进行验证，相较于现有技术，大大减小了试验工作人员的劳动强度，对土样进行称重保证每次加料的精确性，从而保证每次用土量的准确性，最终保证土样的高度大于击实桶的高度且不超出击实桶5mm。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，上述的工作台为中心突出四周向下倾斜的结构，工作台的四周设置有弹性连接件，击实桶设置于工作台的中心突出点上且其外侧桶壁与弹性连接件连接。其中，弹性连接件选用塔簧。
采用上述优选的方案，送料器加料的过程中，当击实桶内的土样分布不均匀时会产生偏斜，在弹性连接件的弹性下偏斜后又会弹回经过多次使得土样在击实桶内分布均匀，保证土样整体高度一致；同时，击实时由于弹性连接件具有弹性，避免击实桶与工作台之间产生摩擦、碰撞，从而延长击实桶的使用寿命。
作为优选的方案，上述的送料器为螺旋送料器，螺旋送料器的进口端、出口端分别设置于其长度方向的两端且进口端高于出口端倾斜设置。
采用上述优选的方案，螺旋送料器倾斜设置，便于土样的输出，也避免进口端物料堵塞。
作为优选的方案，上述的底座上还设置有脱模机构。
采用上述优选的方案，增加脱模机构，对完成的土样进行出模，更加方便。
本发明还提供一种土样电动击实装置的试验方法，包括以下步骤：
S1、将所需总量的土样全部装入装料仓，然后装料仓出料，送料电机驱动送料器将土样挤压后经过送料槽送至称量斗内；
S2、称量传感器感应土样的重量直至其测量值到达第一次加土量后，发出停止信号，关闭装料仓、停止送料电机，然后驱动机构驱动击锤向下对土样进行击实，击实完成后位移传感器感应土样的高度；
S3、重复上述步骤S1和S2，直至完成所需层次的土样的击实，每次加土量的质量按照以下公式计算得出：
mn为第n次击实时所需试样质量(g)；
hi为第i层土击实后高度(mm)；
H为击实桶高度(mm)；
m为击实总层数。
其中，若采用三层法，则选取第一次加土量为850g，若采用五层法，则选取第一次加土量为450g。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图2为本发明一种实施方式的侧视图。
其中，1.机架，2.移动驱动机构，3.底座，4.捶杆，5.击实驱动机构，6.锤头，7.击实桶，8.工作台，9.装料仓，10.送料器，11.支架，12.送料电机，13.落料气缸，14.送料槽，15.称量传感器，16.称量斗，17.位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图1至图2所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种土样电动击实装置，包括：
底座3；
工作台8，其设置于底座3上；
击实桶7，其设置于工作台8上；
机架1，其设置于底座3上且位于工作台8一侧；
送料机构，包括装料仓9、送料器10、称量斗16、称量传感器15、送料槽14和送料电机12，装料仓9设置于机架1上，送料器10设置于机架1上且位于装料仓9的下方，称量斗16设置于机架1上且位于送料器10的下方，称量传感器设置于称量斗上，送料槽14的进口端与称量斗16连接且与称量斗16之间设置有落料气缸13，送料槽14的出口端位于击实桶7的上方，送料电机12与送料器10连接；
击实机构，包括击锤、位移传感器17和驱动机构，驱动机构设置于机架1上，击锤与驱动机构连接，位移传感器17设置于机架1上且位于击实桶7的上方。
本实施方式中送料机构根据计算的加土量完成土样的称重、加料，待击实机构击实完成后，位移传感器17感应击实桶7内土样的高度，对每次击实后的土样高度进行验证，相较于现有技术，大大减小了试验工作人员的劳动强度，对土样进行称重保证每次加料的精确性，从而保证每次用土量的准确性，最终保证土样的高度大于击实桶的高度且不超出击实桶5mm。
其中，击锤包括捶杆4和锤头6，驱动机构包括移动驱动机构2和击实驱动机构5，捶杆4设置于击实驱动机构2上，移动驱动机构2带动击实驱动机构2和击锤整体移动。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的工作台8为中心突出四周向下倾斜的结构，工作台8的四周设置有弹性连接件，击实桶7设置于工作台8的中心突出点上且其外侧桶壁与弹性连接件连接。其中，弹性连接件选用塔簧。
采用上述优选的方案，送料器10加料的过程中，当击实桶7内的土样分布不均匀时会产生偏斜，在弹性连接件的弹性下偏斜后又会弹回经过多次使得土样在击实桶7内分布均匀，保证土样整体高度一致；同时，击实时由于弹性连接件具有弹性，避免击实桶7与工作台8之间产生摩擦、碰撞，从而延长击实桶7的使用寿命。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的送料器10为螺旋送料器，螺旋送料器的进口端、出口端分别设置于其长度方向的两端且进口端高于出口端倾斜设置。
采用上述优选的方案，螺旋送料器倾斜设置，便于土样的输出，也避免进口端物料堵塞。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的底座上还设置有脱模机构(图中未示出)。
采用上述优选的方案，增加脱模机构，对完成的土样进行出模，更加方便。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，还提供一种土样电动击实装置的试验方法，包括以下步骤：
S1、将所需总量的土样全部装入装料仓，然后装料仓出料，送料电机驱动送料器将土样挤压后经过送料槽送至称量斗内；
S2、称量传感器感应土样的重量直至其测量值到达850g后，发出停止信号，关闭装料仓、停止送料电机，然后驱动机构驱动击锤向下对土样进行击实，击实完成后位移传感器感应土样的高度；
S3、重复上述步骤S1和S2，直至完成第二层、第三层土样的击实，每次加土量的质量按照以下公式计算得出：
mn为第n次击实时所需试样质量(g)；
hi为第i层土击实后高度(mm)；
H为击实桶高度(mm)；
m为击实总层数。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，还提供一种土样电动击实装置的试验方法，包括以下步骤：
S1、将所需总量的土样全部装入装料仓，然后装料仓出料，送料电机驱动送料器将土样挤压后经过送料槽送至称量斗内；
S2、称量传感器感应土样的重量直至其测量值到达450g后，发出停止信号，关闭装料仓、停止送料电机，然后驱动机构驱动击锤向下对土样进行击实，击实完成后位移传感器感应土样的高度；
S3、重复上述步骤S1和S2，直至完成第二层、第三层、第四层和第五层土样的击实，每次加土量的质量按照以下公式计算得出：
mn为第n次击实时所需试样质量(g)；
hi为第i层土击实后高度(mm)；
H为击实桶高度(mm)；
m为击实总层数。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种土样电动击实装置，其特征在于，包括：
底座；
工作台，其设置于所述底座上；
击实桶，其设置于所述工作台上；
机架，其设置于所述底座上且位于所述工作台一侧；
送料机构，包括装料仓、送料器、称量斗、称量传感器、送料槽和送料电机，所述装料仓设置于所述机架上，所述送料器设置于所述机架上且位于所述装料仓的下方，所述称量斗设置于所述机架上且位于所述送料器的下方，所述称量传感器设置于所述称量斗上，所述送料槽的进口端与所述称量斗连接且与所述称量斗之间设置有落料气缸，所述送料槽的出口端位于所述击实桶的上方，所述送料电机与所述送料器连接；
击实机构，包括击锤、位移传感器和驱动机构，所述驱动机构设置于所述机架上，所述击锤与所述驱动机构连接，所述位移传感器设置于所述机架上且位于所述击实桶的上方感应击实桶内土样的高度。
2.根据权利要求1所述的土样电动击实装置，其特征在于，所述工作台为中心突出四周向下倾斜的结构，所述工作台的四周设置有弹性连接件，所述击实桶设置于工作台的中心突出点上且其外侧桶壁与弹性连接件连接。
3.根据权利要求2所述的土样电动击实装置，其特征在于，所述弹性连接件为塔簧。
4.根据权利要求1所述的土样电动击实装置，其特征在于，所述送料器为螺旋送料器，所述螺旋送料器的进口端、出口端分别设置于其长度方向的两端且进口端高于出口端倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的土样电动击实装置，其特征在于，所述底座上还设置有脱模机构。
6.一种如权利要求1-5任一所述的土样电动击实装置的试验方法，包括以下步骤：
S1、将所需总量的土样全部装入装料仓，然后装料仓出料，送料电机驱动送料器将土样挤压后经过送料槽送至称量斗内；
S2、称量传感器感应土样的重量直至其测量值到达第一次加土量后，发出停止信号，关闭装料仓、停止送料电机，然后驱动机构驱动击锤向下对土样进行击实，击实完成后位移传感器感应土样的高度；
S3、重复上述步骤S1和S2，直至完成所需层次的土样的击实，每次加土量的质量按照以下公式计算得出：
mn为第n次击实时所需试样质量(g)；
hi为第i层土击实后高度(mm)；
H为击实桶高度(mm)；
m为击实总层数。
7.根据权利要求6所述的土样电动击实装置的试验方法，其特征在于，所述步骤S2中若采用三层法，则选取第一次加土量为850g，若采用五层法，则选取第一次加土量为450g。
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