一种齿轮式环刀取样装置的制作方法

本实用新型属于土样试验设备技术领域，涉及一种齿轮式环刀取样装置。

背景技术：

目前，岩土工程领域在进行土工试验时通常需要通过环刀取样，进而进行一系列物理或者力学性质的试验。在进行环刀取样时，实验室大都通过人力将环刀压入土样，然后用削土刀去除环刀周围浮土进行取样，但野外所取的试样块往往并非均质，人力将环刀压入土体试样块时往往会发生环刀倾斜的现象；人工发力并不均匀且方向不固定，很容易造成土样损坏；此外，人工压环刀时，由于人力有限所以单次压入距离小，取样效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种齿轮式环刀取样装置，解决了当前土工实验室取土样时发力不均匀且单次压入距离小而导致取样效率低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种齿轮式环刀取样装置，包括相互平行且呈上下设置的顶板和底板，顶板的四个边角均通过竖直的支柱与底板连接，顶板上设置有互相平行的固定片a和固定片b，且固定片a和固定片b均垂直于顶板，固定片a和固定片b之间通过轮轴连接有齿轮，且轮轴垂直穿过齿轮轴心，轮轴的一端固定于固定片a上，另一端穿过固定片b连接有旋转轮，顶板上设置有传力杆，且传力杆垂直穿过顶板上开设的圆柱孔，齿轮与传力杆杆壁上的齿纹啮合，传力杆底端连接有环刀固定器，环刀固定器内嵌套有环刀。

本实用新型的特点还在于，

顶板上设置有固定架，传力杆穿过固定架固定于顶板上。

顶板上还设置有固定片c，旋转轮远离齿轮的一侧固定于固定片c上。

顶板上开设有矩形孔，旋转轮放置于矩形孔内。

环刀固定器的上表面开设有排气孔。

环刀固定器下边沿为刀刃状，且环刀固定器内的上部内径与环刀的内径相等，环刀固定器内的下部内径与环刀的外径相等。

传力杆的顶端设置有圆形垫片，且传力杆的杆壁上设置有刻度线。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种齿轮式环刀取样装置，通过齿轮旋转代替人工发力，使得单次压入环刀的距离增加，且机械发力人为可控，保证了环刀均匀下压，有效提高了环刀的取样效果，另外，本实用新型通过旋转轮传递旋转力矩给齿轮，齿轮旋转带动传力杆下压，顶板及固定架上的圆孔保证传力杆发力垂直向下；传力杆上设有的刻度线可计算环刀的入土深度，使得取土过程更加直观准确；环刀固定器与传力杆螺纹连接，便于拆卸，且可通过更换不同尺寸的环刀固定器以适应不同大小的环刀，综合考虑，本实用新型的齿轮式环刀取样装置较传统环刀取样装置具有操作简单、效率高及成果可控等优点。

附图说明

图1是本实用新型一种齿轮式环刀取样装置的整体结构示意图；

图2是本实用新型一种齿轮式环刀取样装置中旋转轮、齿轮与固定片的连接结构示意图；

图3是本实用新型一种齿轮式环刀取样装置的顶板示意图；

图4是本实用新型一种齿轮式环刀取样装置中传力杆及固定架的连接结构示意图；

图5是本实用新型一种齿轮式环刀取样装置中环刀固定器及环刀安装结构示意图。

图中，1.顶板，2.底板，3.支柱，4.固定片a，5.固定片b，6.齿轮，7.轮轴，8.旋转轮，8-1.中心转盘，8-2.压杆，9.传力杆，10.圆柱孔，11.环刀固定器，12.环刀，13.固定架，14.固定片c，15.矩形孔，16.排气孔，17.圆形垫片。

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。

本实用新型一种齿轮式环刀取样装置，如图1所示，包括相互平行且呈上下设置的顶板1和底板2，顶板1的四个边角均通过竖直的支柱3与底板2连接，顶板1上设置有互相平行的固定片a4和固定片b5，且固定片a4和固定片b5均垂直于顶板1，如图2所示，固定片a4和固定片b5之间通过轮轴7连接有齿轮6，且轮轴7垂直穿过齿轮6轴心，轮轴7的一端固定于固定片a4上，另一端穿过固定片b5连接有旋转轮8连接；如图1所示，顶板1上设置有传力杆9，且传力杆9垂直穿过顶板1上开设的圆柱孔10，为传力杆9的下压起导向作用，如图3所示；传力杆9杆壁上开设有与齿轮6齿牙相匹配的齿纹，齿轮6与传力杆9杆壁上的齿纹啮合，传力杆9底端通过螺纹连接有环刀固定器11，方便拆卸，环刀固定器11内嵌套有环刀12。

顶板1上设置有固定架13，如图4所示，传力杆9穿过固定架13上开设的与传力杆9直径相匹配的圆孔固定于顶板1上，顶板1及固定架13上的圆孔能保证传力杆9发力垂直向下；传力杆9的顶端设置有圆形垫片17，以防止其从顶板1的圆柱孔10滑落，且传力杆9的杆壁上设置有刻度线，可通过观察刻度线来计算环刀12下压距离，使得取土过程更加直观准确。

如图1所示，顶板1上还设置有固定片c14，旋转轮8远离齿轮6的一侧固定于固定片c14上，将旋转轮8稳固于顶板1上。

如图1所示，顶板1上开设有矩形孔15，旋转轮8垂直放置于矩形孔15内。当固定片a4和固定片b5较低，使得整个旋转轮8和齿轮6与顶板1表面的垂直距离较小时，矩形孔15为旋转轮8提供了旋转空间，进一步节约了本实用新型的装置的占用空间。

如图5所示，环刀固定器11的上表面开设有两个排气孔16，在土样压入过程中可排除环刀固定器11内的空气，防止由于装置内有空气而导致难以压入的情况，此外，取土过程可通过排气孔16观察环刀12的压入情况，起到更好地控制效果。

如图5所示，环刀固定器11下边沿为刀刃状，减少了装置进入土样中的阻力，且环刀固定器11内的上部内径与环刀12的内径相等，环刀固定器11内的下部内径与环刀12的外径相等，使得环刀固定器11对环刀12的固定更为稳定贴合，此外，可通过更换不同尺寸的环刀固定器11达到配合不同尺寸环刀12进行取样的实用效果，提高了本实用新型的环刀取样装置的适应性。

本实用新型一种齿轮式环刀取样装置的工作原理如下：

在野外试样取好后需要在实验室进行环刀取样，在执行此操作时，反转旋转轮8，将传力杆9提起至合适高度后固定，然后将野外取的土体试样放在传力杆9正下方，把环刀固定器11通过螺栓固定于传力杆9下端，再将环刀12轻轻套入环刀固定器11内，环刀12刀刃朝下，此时开始旋转旋转轮8，将环刀12缓缓压入土体试样内，边压边用削土刀清理环刀12周测的浮土，确保环刀12顺利压入，通过观察传力杆9杆背刻度变化或者通过环刀固定器11上表面的排气孔16观察土体压入情况来判断环刀12的压入程度，待环刀12完全压入土体后，反转旋转轮8提起传力杆9与环刀固定器11，此时环刀12会与环刀固定器11脱离开来，取出环刀12与土样，用削土刀按试验规程修整土样即可完成取样任务。