压实材料试样的方法和装置制造方法及图纸

一种压实材料的装置，它具有： 带中心轴和用于接收被压实材料的第一开口端的圆筒形压模； 移动进入上述压模的第一开口端沿压缩轴对压模内的材料施加压缩力以压实材料的活塞；以及 当对压模施加轴向压缩力时用以支承上述压模第二端的底座； 上述底座包括移动压模上述第二端的组件，使压模的中心纵轴由压模的中心纵轴与压缩轴处于同一直线的初始中间位置转变到压模的中心纵轴由压缩轴角偏移的倾斜操作位置，并且绕上述压模的上述第二端回旋。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料的试验装置及方法，更具体地说，涉及将铺路材料压实为分析用标准试样的装置和方法。为了测量土壤或铺路材料的物理性能，例如密度，水分含量和压缩强度，采用实验室压实机在可再现的条件下将土壤或铺路材料的松散试样成形为压实试样。采用压实法进行捣固的实验室压实机详见马歇尔(Marshall)的美国专利No.2980978(以下简称“978专利”)。’978专利的装置采用反复捣固来对土壤或铺路材料的试样进行轴向压缩。捣固是用一个锤头反复冲击试样来提供。然而，’978专利的装置提供的压实仅仅限于轴向压实。此外，还有一些提供轴向压缩的压实机能同时使土壤或铺路材料试样回旋来有效地揉捏试样，例如麦克瑞(McRae)的美国专利No.2972249，3478572，4942768及5036709(以下简称“′249，′572，′768及′709专利”)以及材料研究所Materials des Laboratoiresdes Ponts et Chaussees)标题为“回旋剪切压实机”的出版物(以下简称“MLPC出版物”)。回旋作用与试样的轴向压缩相结合，可以更确切地摸拟车辆的轮胎或其它压实装置在路面上滚过时的真实路面条件。麦克瑞的专利及MLPC出版物公布的实验室压实装置，除了沿压缩轴压缩试样外，还可以使被约束试样回旋。回旋作用是靠压缩轴由压模中心纵轴的角偏移来提供的，在试样回旋时试样被压模约束。而且，’249和’572专利及MLPC出版物公布的压实装置，采用了一对相反放置的液压致动活塞来进行试样的轴向压实。采用两个液压致动活塞要求两套液压系统，从而增加了系统的复杂性，以及在液压系统中出现故障的可能性，例如液压管道泄漏。此外，’249和’572专利公布的压实装置的回旋机构包括两个相反排列的滚轴，它们安装在转动压模的向外延伸的凸缘上唇的邻接相对面上。回旋机构及所附驱动组件安装在装有试样的压模上方。回旋机构在压模上方的位置可能增加试样及压模装卸的困难。此外，操作者必须严格遵守技术安全程序，以保证在开始压实前所有人员离开压模和回旋机构。因此，本专利技术的目的是提供压实材料的装置和方法。本专利技术的另一目的是供能在轴向压实材料的同时回旋材料试样的装置和方法。本专利技术的又一目的是提供能沿压缩轴压实材料的同时，以离开压缩轴的预定角偏移回旋材料试样的装置和方法。实现本专利技术的这些目的的方法，是提供一种材料试样的压实装置，它具有接收和约束被压实材料试样的压模，可轴向压实被约束材料试样的压缩组件，以及支承和回旋压模及被约束材料试样的底座组件。另外，压模最好为圆筒形。具体来说，压实装置的压模具有中心纵轴和至少一个开口端用于接收被压实的材料试样。更好的方案是压模具有两个相对的开口端。压实装置还最好包括第一和第二压盘，它们位于压模开口端内，用于约束它们之间被压实的材料。压缩工具最好与第一压盘协同动作，在压模内沿轴向相对于第二压盘移动第一压盘，从而对约束在压模内两个压盘之间的被约束材料沿与压盘表面实际垂直的压缩轴施加轴向的压缩力。压盘的形状最好与压模的内腔形状相似，以便更完全地约束其内的材料试样。材料试样压实装置的压缩组件最好具有活塞，可供进入压模的第一开口端，以便沿着压缩轴对材料试样施加压缩力，例如与压盘压缩接触。活塞最好由一台电动机，例如分级器电动机致动，并且安装在框架上使局限于轴向运动。驱动装置可由人工控制，或由反馈信号，例如材料试样压缩的指数的反馈信号响应控制电路来控制。或者，活塞由液压或机械致动。压实装置的底座组件用于对压模内被约束的材料试样施加压缩力时，支承压模的第二端。底座组件最好具有移位装置，可使压模的一端，最好是第二端移位，使压模的中心纵轴离开其中间初始位置而进入倾斜工作位置，在中间初始位置时压模的中心纵轴与压缩轴重合，而在倾斜工作位置时压模的中心纵轴角偏移出压缩轴。当压模处于倾斜操作位置时，移位装置最好也转动或以位于压模第二端内的压盘中心绕压缩轴转动，而压模第一端的中心基本保持不动。这种转动使压模的回旋与轴向压缩相结合，有效地压实了被约束的材料试样。压实装置的底座组件也最好具有转盘和适合于支承转盘的支板并使其能够转动。压实装置还最好具有与支板操作连接的驱动装置，使支板与转盘一起转动。支板最好具有安装件，可将转盘安装到支板上，并使支板相对于转盘转动有限的弧度，从而使压模由压模的中心纵轴与压缩轴重合的初始位置移动至压模的中心纵轴角偏移开压缩轴的操作位置，这样压模就倾斜了。在转动一个有限的弧度时，转盘是绕预定转动轴转动，该轴当支板绕回旋转动轴转动时平行于压缩轴和由压缩轴偏移。底座组件也具有在转盘转过有限的弧度后使支板和转盘一起绕回旋转动轴转动的装置。回旋转动轴与压缩轴处于同一直线以及支板及其上的转盘的转动使位于压模第二端所附压盘的中心绕压缩轴回转，因此有效地回旋倾斜的压模。转盘最好具有向外延伸的定位组件，以便为支板限定的弧形槽所接收，它们组合在一起确定了有限的弧度。支板也最好具有轴偏移组件，用以控制选择压模的中心纵轴离开压缩轴的角偏移量。轴偏移组件最好具有至少一个位于弧形槽内的调节止动器，用以选择弧形槽的周边长度。调节止动器最好具有至少一个螺杆由弧形槽的第一端拧入。在一项代替的实施例中，调节止动器最好具有覆盖在支板上的环板，由环板延伸出凸块同样用于调节弧形槽的周边长度。与环板配合的调节止动器也最好具有与环板连接的止动器定位组件，以便相对于下置支板周边转动环板从而使环板的凸块位于弧形槽内。弧形槽延伸通过的角度是可变的，以便调节传递给压模的倾斜度，弧形槽最好沿支板延伸约90°。材料试样压实装置也最好具有附在压模第二端上的向外延伸凸缘。此外，压实装置的底座最好具有多个附在转盘上的沿周边分布的滚轴，用以接收和支承向外延伸的凸缘。材料试样压实装置也最好具有控制来自活塞的轴向压缩力的组件。控制组件最好具有测量施加给材料试样轴向压缩力的组件，并且最好具有测量轴向压缩力的测力传感器。轴向压缩力的测量最好提供给控制电路，换句话说，最好提供信号给驱动电动机，以调节活塞的轴向位置和在材料试样上保持基本恒定的压缩力。本专利技术的某些特征和优点已叙述过，另一些可由以后详细的叙述和附图中获得清晰的了解，这些附图中附图说明图1为本专利技术的压实装置的正视力，其活塞处于升起位置，为了清楚说明，装置的部分给出了横剖面；图2为图1的压实装置的放大剖面详图，其活塞处于降下位置；图3为沿图2中线3—3所截取压实装置的部分横剖面图，示出装置处于初始中间位置；图4为与图3相似的剖面图，相当于图2所示压实装置转动之后进入倾斜操作位置；图5～10为本专利技术的压实装置的转动压模和底座在不同操作位置时的平面示意图；图5a～10a为对应于图5～10在不同操作位置时压模本身的位相图；图11为与图3相似的部分横剖面图，但说明的是压实装置底座的代替实施例；图12为压实装置底座另一代替实施例的部分横剖面图；图13为沿图12中线13—13所截取图12所述压实装置实施例的横剖面图。下面结合本专利技术最佳实施例的附图来更详尽地说明本专利技术。然而，本专利技术可以用许多不同形式来实施，绝不局限于此处的实施例，而且，提供这些实施例使公布的内容完整，使熟悉本专业的人能充分了解本专利技术的范围。参照图1，材料试样，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·T·伊盖，唐纳德·K·梅里斯特，大卫·H·米歇尔，
申请(专利权)人：特罗克斯勒电子实验有限公司，
类型：发明
国别省市：