本实用新型专利技术公开了一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，属一种原状土和重塑土的单轴拉伸强度测定装置，包括机架与粘结装置，机架上安装有推动箱体、调节板与固定座；推动箱体的内部安装有升降丝杆，升降丝杆与蜗轮相啮合，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆的一端与电机动力连接；升降丝杆还与一个试样拉伸头相连接，且升降丝杆与试样拉伸头连接的位置上还安装有位移传感器；通过优化粘结装置的结构，保证了试样与试样拉伸头处于同一轴线，并且调节板可使装置满足不同规格试样的尺寸要求，亦可保证升降丝杆、试样及固定座的中心在同一中心线上，在拉伸过程中避免了因试样端头应力集中和偏心受拉而破坏的现象，有效提高试验稳定性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种原状土和重塑土的单轴拉伸强度测定装置，更具体的说，本技术主要涉及一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置。
技术介绍
目前，较为常用的土的抗拉强度试验方法可分为直接拉伸试验和间接拉伸试验两大类。间接拉伸试验有土梁弯曲法、轴向压裂法和径向压裂法(又称巴西劈裂法)。直接拉伸试验有单轴拉伸法和三轴拉伸法。在这些方法中，单轴拉伸法最为直接、有效。而单轴拉伸法目前所采用的仪器设备总体分为立式和卧式两种。立式单轴拉伸强度测定仪在试验过程中试件是保持竖向的，试件的自重会引起样品的变形及折断，影响测试结果的稳定和可靠性。因而实践中更多采用的是卧式单轴拉伸。对此，本技术的专利技术人总结了以往卧式单轴拉伸强度测定仪研制成果，存在以下几方面的缺陷：一是拉伸仪与样品两端的固定方式一般为夹具法、端头冷冻法和粘结剂粘联法。夹具法易对试件端头产生破坏，使得连接处形成断裂弱面；端头冷冻法操作复杂、需要专门设备，更重要的是土的拉伸过程持续时间较长，往往因端头解冻而从试样端头部断裂；粘结剂粘联法操作虽然简单，但较难控制粘结后端面的平整，使得试件因偏心受拉而破坏，影响结果的可靠性。二是卧式单轴拉伸虽然解决了样品自重带来的影响，但同时又产生了样品表面与支撑面摩擦力的问题。以往的做法一般是采取在支撑面上涂抹润滑剂或在支撑面下铺设滚珠来减小摩擦力。但是很难消除粘性土壤样品表面与整块支撑板面之间因吸附作用而产生的摩擦力。三是在拉伸动力来源和速率控制方面，一般通过分级加载砂土或砝码的方式来实现对样品的拉伸直至破坏。这种加荷方式持续性、稳定性差，测试结果精度自然不高。四是在数据的采集和结果表达方面，一般只能间接或直接获得拉伸最大力值，通过计算得到最终的拉伸强度值，缺乏对整个拉伸过程中拉伸力与位移的记录，从而的不到拉伸力-位移曲线图，无法研究土拉伸过程中的特性。
技术实现思路
本技术的目的之一在于针对上述不足，提供一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，以期望解决现有技术中卧式单轴拉伸强度测定仪较难控制粘结后端面的平整，使试件因偏心受拉而破坏，且难以消除试样支撑面因吸附作用而产生的摩擦力，测试结果精度不高，无法得到整个拉伸过程中拉伸力与位移量的记录等技术问题。为解决上述的技术问题，本技术采用以下技术方案：本技术所提供的一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，包括机架与粘结装置，所述机架上安装有推动箱体、调节板与固定座；所述推动箱体的内部安装有升降丝杆，所述升降丝杆与蜗轮相啮合，所述蜗轮与蜗杆相啮合，所述蜗杆的一端与电机动力连接；所述升降丝杆还与一个试样拉伸头相连接，且所述升降丝杆与试样拉伸头连接的位置上还安装有位移传感器；所述固定座上安装有拉力载荷传感器，所述拉力载荷传感器与另一个试样拉伸头相连接，两个试样拉伸头之间的机架位置上还设有滚珠排；用于使试样与两个试样拉伸头的中轴线相互重合；所述粘结装置包括导轨，所述导轨上安装有上固定座与下支撑座，所述上固定座与下支撑座均安装有位置相互对应的试样拉伸头。作为优选，进一步的技术方案是：所述升降丝杆与一个试样拉伸头之间，以及拉力载荷传感器与另一个试样拉伸头之间均通过试样固定头相连接。更进一步的技术方案是：所述推动箱体内还安装有至少一个第一推力轴承，所述升降丝杆与第一推力轴承的内圈固定连接。更进一步的技术方案是：所述推动箱体的内部安装有第二推力轴承，所述第二推力轴承的内圈与所述蜗杆的另一端固定连接。更进一步的技术方案是：所述推动箱体的内部还安装有反力座，所述第一推力轴承与第二推力轴承的下方均安装在反力座上，所述反力座活动安装于推动箱体上，用于通过反力座间接调整升降丝杆的上下位置。更进一步的技术方案是：所述的电机是伺服电机，所述伺服电机与位移传感器以及拉力载荷传感器一并接入控制系统，用于由控制系统控制伺服电机的启停，并接收位移传感器以及拉力载荷传感器在伺服电机启动后，分别采集的拉伸试样时升降丝杆的位移量，以及拉伸试样时升降丝杆的拉伸力。更进一步的技术方案是：所述机架的下部还安装有多个调节螺钉。与现有技术相比，本技术的有益效果至少在于：1、通过优化粘结装置的结构，保证了试样与试样拉伸头处于同一轴线，并且调节板可使装置满足不同规格试样的尺寸要求，亦可保证升降丝杆、试样及固定座的中心在同一中心线上，在拉伸过程中避免了因试样端头应力集中和偏心受拉而破坏的现象，有效提高试验稳定性和可靠性；2、电机与蜗杆及蜗轮减速机构噪音低，运转平稳，拉伸速率在0.001mm/min至2.0mm/min之间可实现无极调速；3、调节板上滚珠排的设计可有效减小粘性土试样表面与支撑板面之间因吸附作用而产生的摩擦力，还可防止拉伸过程中试样局部变形不均匀的情形出现；4、通过控制系统可实现试验过程控制和数据采集的自动化，实时显示拉伸应力值、拉伸位移值，实时绘制拉伸力与拉伸位移的关系曲线、拉伸力与时间的关系曲线，便于实验人员对土试样拉伸过程特性的研究。附图说明图1用于说明本技术一个实施例的结构示意图；图2为图1的A向示意图；图3为用于说明本技术一个实施例中的粘结装置结构示意图；图中，1为机架、2为推动箱体、3为调节板、4为固定座、5为升降丝杆、6为蜗轮、7为蜗杆、8为电机、9为试样、10为滚珠排、11为位移传感器、12为试样拉伸头、13为拉力载荷传感器、14为试样固定头、15为第一推力轴承、16为第二推力轴承、17为反力座、18为粘结层、19为调节螺钉、20为导轨、21为上固定座、22为下支撑座、23为紧定螺钉。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步阐述。参考图1与图2所示，本技术的一个实施例是一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，其中机架1与粘结装置，该机架1上安装有推动箱体2、调节板3与固定座4；在推动箱体2的内部安装升降丝杆5，该升降丝杆5与蜗轮6相啮合，而蜗轮6与蜗杆7相啮合，且蜗杆7的一端与电机8动力连接；同时将上述的升降丝杆5与一个试样拉伸头12相连接，并在升降丝杆5与试样拉伸头12连接的位置上还安装位移传感器11；更为重要的是，固定座4上安装有拉力载荷传感器13，拉力载荷传感器13与另一个试样拉伸头12相连接，两个试样拉伸头12之间的机架1位置上还设有滚珠排10；用于使试样与两个试样拉伸头12的中轴线相互重合；同时为了为便于调节机架1的平稳程度，优选在机架1的下部还安装多个调节螺钉19。结合图3所示，上述的粘结装置中包括导轨20，该导轨20最好采用横截面为燕尾的形状，该导轨20上安装有上固定座21与下支撑座22，上固定座21与下支撑座22均安装有位置相互对应的试样拉伸头12，由附图可知，上固定座21、下支撑座22与试样拉伸头12均可通过紧定螺钉23以可调整的方式安装于导轨20上；试样9在粘结装置上与两个试样拉伸头12粘结为一体，在试样拉伸头12与试样9之间形成粘结层18。由此可知，粘结装置是独立于机架1的一个装置，其主要用于试样9制备阶段的辅助设备，其目的为将试样9与试样拉伸头12按照轴线重合的位置标准粘结在一起后，再安装于机架上1。在本实施例中，通过优化粘结装置的结构，使得试样9通过预先制备时候=即与试样拉伸头12粘结为一体，保证了试样9与试样拉伸头12处于同一轴线，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，包括机架（1）与粘结装置，其特征在于：所述机架（1）上安装有推动箱体（2）、调节板（3）与固定座（4）；所述推动箱体（2）的内部安装有升降丝杆（5），所述升降丝杆（5）与蜗轮（6）相啮合，所述蜗轮（6）与蜗杆（7）相啮合，所述蜗杆（7）的一端与电机（8）动力连接；所述升降丝杆（5）还与一个试样拉伸头（12）相连接，且所述升降丝杆（5）与试样拉伸头（12）连接的位置上还安装有位移传感器（11）；所述固定座（4）上安装有拉力载荷传感器（13），所述拉力载荷传感器（13）与另一个试样拉伸头（12）相连接，两个试样拉伸头（12）之间的机架（1）位置上还设有滚珠排（10）；用于使试样与两个试样拉伸头（12）的中轴线相互重合；所述粘结装置包括导轨（20），所述导轨（20）上安装有上固定座（21）与下支撑座（22），所述上固定座（21）与下支撑座（22）均安装有位置相互对应的试样拉伸头（12）。
【技术特征摘要】
1.一种全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，包括机架（1）与粘结装置，其特征在于：所述机架（1）上安装有推动箱体（2）、调节板（3）与固定座（4）；所述推动箱体（2）的内部安装有升降丝杆（5），所述升降丝杆（5）与蜗轮（6）相啮合，所述蜗轮（6）与蜗杆（7）相啮合，所述蜗杆（7）的一端与电机（8）动力连接；所述升降丝杆（5）还与一个试样拉伸头（12）相连接，且所述升降丝杆（5）与试样拉伸头（12）连接的位置上还安装有位移传感器（11）；所述固定座（4）上安装有拉力载荷传感器（13），所述拉力载荷传感器（13）与另一个试样拉伸头（12）相连接，两个试样拉伸头（12）之间的机架（1）位置上还设有滚珠排（10）；用于使试样与两个试样拉伸头（12）的中轴线相互重合；所述粘结装置包括导轨（20），所述导轨（20）上安装有上固定座（21）与下支撑座（22），所述上固定座（21）与下支撑座（22）均安装有位置相互对应的试样拉伸头（12）。2.根据权利要求1所述的全自动卧式土的单轴抗拉强度测定装置，其特征在于：所述升降丝杆（5）与一个试样拉伸头（12）之间，以及拉力载荷传感器（13）与另一个试样拉伸头（12）之间均通过试样固定头（14）相连接。3.根据权利要求1或2所述的全自动卧式土的单轴抗拉强度测定...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵秀峰，于军，陆志锋，龚绪龙，罗惠芬，曹景洋，陈帮建，高孝礼，王光亚，范建，
申请(专利权)人：江苏省地质调查研究院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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