专利名称：一种电动平板搓条仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动平板搓条仪，为用于测定土的塑限含水量的土工试验仪器。
背景技术：
土的液限、塑限试验是土工试验中最基本的两项试验，卡萨格兰德 (A. Casagrande)塑性图就是以液限和塑性指数作为划分土类的两项基本指标。塑限是粘性 土的一个重要特征，本质上反映了土粒和水相互作用时产生的物理性质与状态。粘性土的 塑限指标，在实际工程应用上，为粘性土分类、划分粘性土的状态、评价土的允许承载力等 供了重要的科学依据。塑限指标传统上采用滚搓法测定，该方法规定当土条直径搓成3mm 时产生裂缝，并开始断裂，表示试样的含水量达到塑限含水量。 目前常用的测定塑限的方法有滚搓法与液塑限联合测定法。滚搓法物理含义明 确，但是纯粹是手工操作，故其准确程度完全取决试验者的经验和技巧，这对于无实践经验 的工作员或初学者的学习、操作来说十分不便，做此试验成功率也相当低。而液塑限联合测 定法测得的塑限含水量，方法简单，与液限有一定数量上的关系，而与塑限本身的物理含义 已经偏差很远。故研制一种模拟滚搓法的实验仪器，能够精确、准确、高效地测得具有明确 物理含义的塑限含水量，迫在眉睫。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种电动平板搓条仪，该电动平板搓 条仪在模拟手工对土条进行滚搓的基础上，不仅能够精确、准确、高效地测得具有明确物理 含义的塑限含水量，而且避免了人工搓条的各种限制和缺陷。 本发明实现其目的所采用的技术方案是一种电动平板搓条仪至少包括电机和由 电机带动的传动机构，电机通过传动机构驱动主轴旋转，主轴分为螺纹段和光轴段两部分， 轴向移动平板通过螺纹安装于主轴上，形成丝杆螺母机构，凸轮固定安装于主轴的光轴段， 凸轮安装于主轴上，且凸轮位于固定在径向移动平板的中部的两块挡板与主轴之间，径向 移动平板的中部开有通孔，两端设有回位弹簧，主轴经通孔从径向移动平板的中部穿过。
且径向移动平板位于主轴的光轴段，距离螺纹段末端3mm。径向移动平板柔韧且外 表面粗糙，其内放置有电阻丝。 而且，主轴、轴向移动平板和径向移动平板外设有外壳。外壳下方设有底座，底座 上设有平衡水珠，底座下方设有调节脚。主轴通过轴承安装于外壳上。径向移动平板通过 回位弹簧安装于外壳上。 由上述技术方案可知，本发明提供的电动平板搓条仪主要部件为电机和电机驱动 的分别沿主轴径向移动或沿主轴轴向往复移动的两块平板，土条位于两平板之间，径向移 动平板移动到螺纹段末端后停止移动，轴向移动平板始终沿主轴轴向往复运动，模拟人工 对土条进行滚搓，轴向移动平板内还设有电阻丝对土条加热，使土条水分快速、均匀散失， 从而达到快速出现裂纹测定塑限的目的。通过本发明提供的电动平板搓条仪可完全避免手工搓条时滚搓法的准确程度完全取决试验者的经验和技巧的缺点，能够精确、准确、高效地 测得具有明确物理含义的塑限含水量，保证试验成功率。
附图为本发明提供的电动平板搓条仪的结构示意图。 图中l.径向移动平板，2.轴向移动平板，3.轴承，4.弹簧，5小挡板，6.凸轮，7.皮 带轮，8.平衡水珠，9.调节脚，IO.主轴，ll.外壳，12.底座。
具体实施例方式
由附图所示，本发明提供的电动平板搓条仪主要包括电机和由电机带动的传动机 构7，以及电机通过传动机构7驱动的做旋转运动的主轴10，主轴10分为螺纹段和光轴段 两部分，轴向移动平板2通过螺纹安装于主轴10上，形成丝杆螺母机构。径向移动平板1位 于主轴10的光轴段，距离螺纹段末端3mm，凸轮6固定安装于主轴10的光轴段，径向移动平 板1的中部开有通孔，两端通过回位弹簧4安装于外壳11上，主轴10经通孔从径向移动平 板1的中部穿过，凸轮6安装于主轴10上，且凸轮6位于固定在径向移动平板1的中部的两 块挡板5与主轴10之间。径向移动平板1柔韧且外表面粗糙以模拟人的手掌，最好为类橡 胶板，轴向移动平板2最好为类毛玻璃板，径向移动平板1内放置有电阻丝，电阻丝可为数 条，数条电阻丝通过电线并联连接，两根电线一端接入插头，当土条过湿时，可加热电阻丝， 使土条水分快速、均匀散失，从而达到快速出现裂纹测定塑限的目的。外壳ll在主轴10、轴 向移动平板2和径向移动平板1夕卜，主轴10通过轴承3安装于外壳11上，径向移动平板1 通过回位弹簧4安装于外壳11上。外壳11下方设有底座12，底座12上设有平衡水珠8， 底座12下方设有调节脚9。 工作时，调节底座12下方的调节脚9，通过观察平衡水珠，至底座12水平，将一定 长度的粗5-8mm的土条，沿与径向移动平板1运动的垂直方向放置在轴向移动平板2上。启 动微型电机，电机通过传动机构7带动主轴10旋转，传动机构7可为带传动机构或链传动 机构，主轴10旋转带动轴向移动平板2缓慢上升，上升到主轴螺纹段的末端时(此时径向 移动平板与轴向移动平板间约距离3mm)，轴向移动平板2停止上升。同时主轴IO旋转会带 动其上的凸轮6旋转，因凸轮6位于固定在径向移动平板1的中部的两块挡板5与主轴10 之间，当凸轮6转到左侧与挡板接触时会使径向移动平板1向左边运动，而当凸轮6转到右 侧与另一挡板接触时会使径向移动平板1向右边运动，在此过程中，径向移动平板1两端的 回位弹簧会使离开原位的径向移动平板1回复原位，从而实现径向移动平板1的往复平动。
当土条表面与径向移动平板1接触时，作为径向移动平板1的类橡胶板开始对土 条施加搓条作用，并且作为轴向移动平板2的类毛玻璃板继续上升。待两板之间的距离为 3mm时，类毛玻璃板不再上升，停止不动，只有类橡胶板来回搓条，通过反复左右平移，直到 把一定稠度的土样，搓滚成直径为3mm、带裂纹的土条。类橡胶板内置适当功率电阻丝的目 的是搓条一段时间后，如果土条过湿，则可以加热电阻丝，使土条水分快速、均匀散失，从而 达到快速出现裂纹测定塑限的目的。该电动平板搓条仪中的电机可选用单片机控制的步进 电机，单片机内置有控制步进电机运转的程序，通过程序控制步进电机自动往复运动，从而 顺利实现搓土条的功能。外部可以通过控制器实现电机的正反向运动，从而方便在搓条的过程中观看土条的状态以及将土条取出。在试验完毕以后，通过控制器实现电机反向转动， 使轴向移动平板下降至初始位置进行归位。
权利要求
一种电动平板搓条仪，至少包括电机和由电机带动的传动机构，其特征在于电机通过传动机构驱动主轴旋转，主轴分为螺纹段和光轴段两部分，轴向移动平板通过螺纹安装于主轴上，形成丝杆螺母机构，凸轮固定安装于主轴的光轴段，凸轮安装于主轴上，且凸轮位于固定在径向移动平板的中部的两块挡板与主轴之间，径向移动平板的中部开有通孔，两端设有回位弹簧，主轴经通孔从径向移动平板的中部穿过。
2. 根据权利要求1所述的电动平板搓条仪，其特征在于径向移动平板位于主轴的光轴段，距离螺纹段末端3mm。
3. 根据权利要求1所述的电动平板搓条仪，其特征在于径向移动平板柔韧且外表面粗糙，其内放置有电阻丝。
4. 根据权利要求1所述的电动平板搓条仪，其特征在于传动机构为带传动机构或链传动机构。
5. 根据权利要求l所述的电动平板搓条仪，其特征在于主轴、轴向移动平板和径向移 动平板外设有外壳。
6. 根据权利要求5所述的电动平板搓条仪，其特征在于外壳下方设有底座，底座上设 有平衡水珠，底座下方设有调节脚。
7. 根据权利要求5所述的电动平板搓条仪，其特征在于主轴通过轴承安装于外壳上。
8. 根据权利要求5所述的电动平板搓条仪，其特征在于径向移动平板通过回位弹簧 安装于外壳上。
全文摘要
本发明提供了一种用于测定土的塑限含水量的电动平板搓条仪，该仪器至少包括电机和由电机带动的传动机构，电机通过传动机构驱动主轴旋转，主轴分为螺纹段和光轴段两部分，轴向移动平板通过螺纹安装于主轴上，形成丝杆螺母机构，凸轮固定安装于主轴的光轴段，凸轮安装于主轴上，且凸轮位于固定在径向移动平板的中部的两块挡板与主轴之间，径向移动平板的中部开有通孔，两端设有回位弹簧，主轴经通孔从径向移动平板的中部穿过。这种电动平板搓条仪在模拟手工对土条进行滚搓的基础上，不仅能够精确、准确、高效地测得具有明确物理含义的塑限含水量，而且避免了人工搓条的各种限制和缺陷。
文档编号G01N33/24GK101769915SQ20101002892
公开日2010年7月7日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者侯天梁, 侯天顺, 聂良佐 申请人:中国地质大学(武汉)