[其他]杠杆式固结仪自动加荷装置

说明书

本实用新型涉及到一种与土工压缩试验专用的杠杆式固结仪相配套的自动加荷装置。

目前，在勘察设计单位，土工试验室大量使用的为杠杆式固结仪，需要人工定时在该仪器砝码盘上增置砝码，通过杠杆力比放大，传荷机构对置于压缩容器内的土试样施加垂直压力。

此外，由于土试样的压缩变形，杠杆向挂码端倾斜，需要人工时时旋动手轮，将杠杆调平。如此操作费时费力，且在加码时容易对土试样产生冲击力，尤其与目前正推广使用的土试样压缩变形量微机数据采集处理系统不相适应。

本实用新型的目的是改变杠杆式固结仪的人工加荷方式，避免人工加荷冲击力，实现土工压缩试验的全部自动化。

简要地说，本实用新型是采用多个伸缩杆将砝码按加压级次的荷重值分组串接，一端悬挂于仪器杠杆上，利用托板使伸缩杆收缩砝码垂落叠置在托板之上。电控系统控制电机拖动托板按事先确定好的每一行程距离逐步下降，托板每下降一个行程，即有一个伸缩杆由砝码中伸出受拉（伸缩杆自上至下依次伸出受拉），这样，凡伸出受拉的伸缩杆所连接的砝码总荷重即由固结仪杠杆承担，其余则由托板承担。定时钟定时向电机发出动作指令，减小托板的托起高度杠杆所承担的荷重也随之增加，从而亦即实现了对土试样定时定级增加压力的目的。

依本实用新型制做的杠杆式固结仪自动加荷装置，依靠自身构架，独立自成体系，与固结仪配接简单，对原仪器机构不需做多少改动，机械动力源总控系统为一控制柜，可实现一机多台、多联控制。

图1是合乎实用新型主题的与WG－1型固结仪（南京土壤仪器厂产）配接的工作中的自动加荷装置的侧视图

图2是该自动加荷装置的电气原理图。

现参照图1、图2，对本实用新型加以详细阐述。

在图1中，虚线图形为WG－1型固结仪，每一底码（8）中各紧固一伸缩杆（9）（上层底码除外），上端插入上底码中孔内，并依靠大端头和底码孔边沿的缩径形式，保证伸缩杆在孔中既可上下滑动，受拉时又不致由孔中脱出。（尽管采用伸缩杆结构形式效果非常满意，但并不打算做这样的限制，如采用索链形式也可收到如此效果。）按原WG－1型固结仪设计的土试样加压过程，砝码荷重组分为五组，共采用了四个伸缩杆，连同每一底码一起占有一个重量，五组串码靠索链悬挂于杠杆悬出端，杠杆两侧各设有两条环形滚子链（13），依靠链条上各有一个加长销轴做为四个支撑点把托板（10）架起，两根传动轴（15）的相对转动，链轮带动链条，使托板（10）由初始状态（伸缩杆全部插入底码中孔，全部砝码荷重均由托板承担），向箭头（16）方向平行下移，并由上至下依次在电刷（11）与限位点（12）接触位置停顿，本实施例设有四个限位点，这样，砝码组荷重由上至下依次转由杠杆承担，同时通过机械传动机构按箭头（17）方向向放置在压缩容器内的土试样施加压力，托板（10）下降到拨动终止限位开关（14）时，将停止工作。当土试样压缩变形，杠杆向下倾斜与限位开关（6）接触时，伺服电机（4）将得电起动，通过齿轮（5）拖动手轮轴杆逆时针旋转，直至将杠杆调平，与限位开关（6）脱离接触。试验完毕，电机极相改变时，托板（10）将按箭头（16）反向（对土试样卸荷方向）逐一将砝码组托起叠置，直至使软索（7）放松拨动托板零位限位开关（本图未表示）时，托板停止上升。与此同时，伺服电机（4）拖动手轮轴杆顺时针旋转，直至螺母撞块（3）拨动杠杆回零限位开关（1），伺服电机停止运转，杠杆零位终止。电动机转速通过蜗轮蜗杆减速，由传动主轴输出，并利用了蜗轮蜗杆传动的自锁特性，保证托板在承受砝码重量时不会自行下落。游砝（2）在杠杆上的紧固位置应以对土试样产生了接触压力为标准确定。此外，带有角尺形连杆的杠杆倾斜限位开关（6）是与原固结仪升降杆螺丝连接的。当土试样受压产生一个变形量，杠杆倾斜，伺服电机动作时，手轮轴杆逆时针旋转，将使原固结仪升降杆连同限位开关（6）同样移动一个与土试样压缩变形量相同的位移量，这一位移量是依靠倾斜限位开关（6）控制实现的，只有限位开关（6）固定在固结仪升降杆上，才能使固结仪杠杆产生一个真正的新的水平位置，即固结仪杠杆水平下降了一个与土试样变形量相同的位移量。土试样受压变形最大不会超过5mm，杠杆平行下移5mm不会改变由限位点（12）确定的原杠杆承担的砝码荷重值。