專利名稱：瀝青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及路面鋪設(shè)材料試驗(yàn)設(shè)備，尤其涉及浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型 儀及其成型控制方法。
背景技術(shù)：
由于浙青混合料的粘彈性特征，浙青路面在重復(fù)荷載的作用下會出現(xiàn)永久變形 (車轍)。近年來，車轍損壞已經(jīng)成為浙青路面較為突出的早期損壞模式之一。車轍不僅會 增大道路的不平整度，還會在雨季引起行駛車輛的漂移、在冰凍季節(jié)導(dǎo)致行駛車輛的滑移， 這些將顯著影響路面服務(wù)質(zhì)量并危及人民生命財產(chǎn)安全。為了控制浙青路面車轍，在進(jìn)行 浙青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時將考慮容許車轍檢驗(yàn)。目前，以浙青混合料的車轍試驗(yàn)作為主要的檢 驗(yàn)手段，它是確保浙青結(jié)構(gòu)整體路用性能的關(guān)鍵。車轍儀是一種小比例尺的車轍模擬試驗(yàn)機(jī)，它是通過縮小尺寸類似于輪胎的加載 輪，在一定溫度和一定尺寸的浙青混凝土試件上往復(fù)行走，模擬汽車荷載的作用效果，可以 較為迅速、經(jīng)濟(jì)地預(yù)估和評價浙青混合料的抗車轍性能。目前我國車轍儀其結(jié)構(gòu)如圖9，它主要由機(jī)架100、載荷101、碾壓輪201、碾壓輪支 架202、模具和模具傳動機(jī)構(gòu)300組成。碾壓輪支架為一杠桿結(jié)構(gòu)，碾壓輪連接在該支架上， 碾壓輪支架一端鉸接于機(jī)架，支架上置有載荷101，調(diào)節(jié)載荷101在支架上相對于鉸接點(diǎn)的 位置，就能調(diào)節(jié)碾壓輪對模具內(nèi)的浙青混凝土試件的壓力，模具301在模具傳動機(jī)構(gòu)300的 驅(qū)動下，相對碾壓輪往復(fù)運(yùn)動，模擬車輪的相對地面的運(yùn)動。這種輪碾成型儀，存在這樣的 不足碾壓輪相對試件的運(yùn)動是非勻速運(yùn)動，試件各部位所受載荷不均勻，壓實(shí)度不一致， 使得成型后的試件各部分密度不均勻，無法較準(zhǔn)確地模擬現(xiàn)場施工過程中壓路機(jī)的碾壓狀 況，因而試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性差。同時碾壓輪上的壓力調(diào)節(jié)是依靠調(diào)節(jié)載荷的位置，這種調(diào)節(jié) 不易做到精確和任意設(shè)置，因此操作不是很方便，精確性差。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可較好地模擬浙青路面現(xiàn)場施工實(shí)況的一種浙 青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀及其成型控制方法，該目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)所述成型儀，包括機(jī)架、碾壓輪、模具、模具驅(qū)動裝置，還包括碾壓輪驅(qū)動裝置，該 裝置主要由第一減速機(jī)構(gòu)、碾壓輪支架、液壓油缸、第一導(dǎo)軌和傳動鏈組成；所述模具驅(qū)動 裝置主要由模具驅(qū)動支架、第二導(dǎo)軌、第二減速機(jī)構(gòu)、減速升降機(jī)構(gòu)、升降臺和水平絲杠組 成；第一、第二導(dǎo)軌和第一、第二減速機(jī)構(gòu)分別固定在機(jī)架上；模具驅(qū)動支架滑動連接在第 二導(dǎo)軌上，第二減速機(jī)構(gòu)的輸出軸與水平絲杠連接，水平絲杠上旋接螺母，該螺母與模具驅(qū) 動支架連接，在水平絲杠旋轉(zhuǎn)時，模具驅(qū)動支架沿第二導(dǎo)軌移動；減速升降機(jī)構(gòu)固定在模具 驅(qū)動支架上，模具安裝在升降臺上，減速升降機(jī)構(gòu)的輸出軸與升降臺連接，帶動升降臺沿所 述輸出軸的軸向移動；碾壓輪支架滑動連接在第一導(dǎo)軌上，碾壓輪安裝在碾壓輪支架上并 使碾壓輪處于所述模具的上側(cè)，碾壓輪支架上端置有液壓油缸，該液壓油缸的活塞桿端部壓觸在碾壓輪上，第一減速機(jī)構(gòu)的輸出軸與所述傳動鏈傳動連接，該傳動鏈與碾壓輪支架 連接，在傳動鏈傳動時帶動碾壓輪支架沿第一導(dǎo)軌滑動。所述成型儀的進(jìn)一步設(shè)計在于，在活塞桿端部與碾壓輪的壓觸部位設(shè)有測壓傳感ο所述成型儀的更進(jìn)一步設(shè)計在于，所述碾壓輪為充氣輪。所述成型儀的更進(jìn)一步設(shè)計在于，所述第三減速機(jī)構(gòu)由第三電機(jī)、皮帶輪傳動鏈 和蝸輪蝸桿減速升降機(jī)組成，皮帶輪傳動鏈中的主、從動皮帶輪分別連接在第三電機(jī)的輸 出軸和所述減速升降機(jī)的蝸桿軸上。所述成型儀的更進(jìn)一步設(shè)計在于，所述第二減速機(jī)構(gòu)由第二電機(jī)和第二皮帶輪傳 動鏈組成，第二皮帶輪傳動鏈中的主、從動皮帶輪分別連接在第二電機(jī)的輸出軸和水平絲 杠上。所述成型儀的更進(jìn)一步設(shè)計在于，所述第一、第二導(dǎo)軌分別通過連接于機(jī)架的兩 平行基座固定于機(jī)架，所述第一減速機(jī)構(gòu)置于所述兩基座之間。所述成型儀的更進(jìn)一步設(shè)計在于，所述碾壓輪支架下端設(shè)有與其運(yùn)動方向垂直的 滑動槽；所述第一減速機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)、鏈輪傳動鏈、輪蝸桿減速機(jī)和傳動銷組成，第一電 機(jī)傳動輪蝸桿減速機(jī)，蝸輪桿減速機(jī)傳動鏈輪傳動鏈，組成鏈輪傳動鏈的鏈條上設(shè)有傳動 銷，傳動銷置于所述碾壓輪支架下端的滑動槽中，鏈條傳動時通過傳動銷推動滑動槽，帶動 所述碾壓輪支架運(yùn)動。所述成型儀的更進(jìn)一步設(shè)計在于，所述模具的內(nèi)壁上設(shè)有數(shù)條凸筋。本實(shí)用新型具有如下有益效果1)通過對各種參數(shù)的設(shè)置，成型儀能很好地模擬 出各種實(shí)際路面的承載狀況，模擬準(zhǔn)確性高，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)更可靠；2)在成型過程中，碾壓輪 對試件的碾壓均衡，從而保證試件各部分密度均勻，使得成型出來的車轍試驗(yàn)板更均勻；3) 碾壓的豎向載荷為1 12千牛，調(diào)節(jié)范圍大，可適應(yīng)不同的成型要求；4)整個操作過程只 需向計算機(jī)輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)，自動化程度高，效率高，勞動強(qiáng)度低。
圖1是本實(shí)用新型輪碾成型儀的結(jié)構(gòu)示意圖(其中模具驅(qū)動裝置中的第三減速機(jī) 構(gòu)省略)。圖2是圖1所示輪碾成型儀的右視圖其中模具驅(qū)動裝置中的第三減速機(jī)構(gòu)省略)。圖3是圖1所示輪碾成型儀的俯視圖。圖4是圖1所示輪碾成型儀的A向視圖。圖5是圖1所示輪碾成型儀的B部位的局部放大圖。圖6是圖1所示輪碾成型儀的C向視圖(補(bǔ)充圖1、圖2被省略的第三減速機(jī)構(gòu)) 圖7是圖6的D-D部位的剖視圖圖8是圖6的E-E部位的剖視圖圖9是現(xiàn)有車轍儀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
對照圖1、圖2、圖3，本實(shí)用新型的輪碾成型儀主要由機(jī)架10、碾壓輪3、模具2、模具驅(qū)動裝置和碾壓輪驅(qū)動裝置組成。碾壓輪驅(qū)動裝置和模具驅(qū)動裝置分別置于機(jī)架的內(nèi)、 外側(cè)(相對于操作位置，圖1的左側(cè)為內(nèi)側(cè)，右側(cè)為外側(cè))。碾壓輪驅(qū)動裝置主要由第一減速機(jī)構(gòu)30、碾壓輪支架33、液壓油缸36、第一導(dǎo)軌 32和傳動鏈組成。而第一減速機(jī)構(gòu)30是由第一電機(jī)30a、鏈輪傳動鏈35、蝸輪蝸桿減速機(jī) 30b和傳動銷30c組成。鏈輪傳動鏈35包含鏈輪35a、鏈輪3 和與該兩鏈輪嚙合的鏈條。 碾壓輪支架33通過下端的兩平行滑槽滑動連接在第一導(dǎo)軌32上。第一導(dǎo)軌32連接在基 座31上，基座31固定在連接于機(jī)架10的支架34上。在支架34下方設(shè)有支架39，第一電 機(jī)30a和第一蝸輪蝸桿減速機(jī)30b及鏈輪傳動鏈35固定在該支架上。減速機(jī)30b的蝸輪 軸通過聯(lián)軸節(jié)30c與鏈輪35b的連接，鏈輪35a ,35b位于支架34的上方，并處于同一平面 上，由鏈條(未畫出)使其傳動連接。鏈條上設(shè)有傳動銷35c，在碾壓輪支架33的下端面設(shè) 有與該支架33運(yùn)動方向垂直的腰形長槽33a，傳動銷35c置于該腰形長槽中，請參見圖4。 在鏈條傳動時，該銷帶動碾壓輪支架33在第一導(dǎo)軌32上滑動。碾壓輪支架33上設(shè)有用于連接碾壓輪3的連接件37，本實(shí)施例的碾壓輪3為充 氣膠輪，該碾壓輪通過其軸3a固定在該連接件上，并使碾壓輪3處于模具2的上方。連接 件37的上端設(shè)有液壓油缸36，油缸36的活塞桿端部旋接在測壓傳感器38上(見圖5)，通 過測壓傳感器38壓觸在碾壓輪軸3a上。模具驅(qū)動裝置主要由模具驅(qū)動支架23、第二導(dǎo)軌11、第二減速機(jī)構(gòu)、減速升降機(jī) 構(gòu)、升降臺21、垂直絲杠25和水平絲杠M組成。其中的減速升降機(jī)構(gòu)由第三電機(jī)27b、第 一皮帶輪傳動鏈和蝸輪蝸桿減速升降機(jī)27e組成，請參見圖6。第一皮帶輪傳動鏈中的主動 皮帶輪27b、從動皮帶輪27分別連接在第三電機(jī)的軸和蝸輪蝸桿減速升降機(jī)27e的蝸桿軸 上，減速升降機(jī)的輸出軸為一垂直絲杠25，旋接在機(jī)體中，轉(zhuǎn)動時沿軸向上下移動。該絲杠 與升降臺21連接。在減速升降機(jī)27e工作時，帶動升降臺上下移動。升降臺21的上端設(shè)有頂模22，該頂模的側(cè)面設(shè)有高度方向的凹槽22a，模具2的 內(nèi)側(cè)面上設(shè)有對應(yīng)的凸筋加，請參見圖7、圖8。在升降臺上升，頂模22推動模具內(nèi)的浙青 混凝土試件時，凹槽2 和凸筋加起導(dǎo)向作用。模具驅(qū)動裝置中的第二減速機(jī)構(gòu)20由第二電機(jī)20a和第二皮帶輪傳動鏈組成，請 參見圖1。第二皮帶輪傳動鏈中的主動皮帶輪20b、從動皮帶輪20c分別連接在第二電機(jī)20a 的輸出軸和水平絲杠M上。模具驅(qū)動支架23的下端兩側(cè)連接有導(dǎo)軌槽四，對應(yīng)于導(dǎo)軌槽 29的機(jī)架10上設(shè)有第二導(dǎo)軌11，模具驅(qū)動支架23通過導(dǎo)軌槽四與第二導(dǎo)軌11的滑動連 接而連接于機(jī)架10。水平絲杠M旋轉(zhuǎn)時，模具驅(qū)動支架沿第二導(dǎo)軌11移動。上述成型儀的成型過程由計算機(jī)控制，對應(yīng)于升降臺21和模具驅(qū)動支架23在一 些位置上設(shè)有位置傳感器，以通過計算機(jī)判定升降臺21和模具驅(qū)動支架23當(dāng)前所處位置， 使成型過程自動化。碾壓輪從起始工作位置碾壓，碾壓遍數(shù)后，模具驅(qū)動支架相對碾壓輪寬度方向移 動一位置，每一位置碾壓數(shù)遍直到覆蓋整個模具寬度方向，完成一輪碾壓。一輪碾壓結(jié)束， 液壓油缸卸載，碾壓輪抬起；第二減速機(jī)構(gòu)20工作，絲杠29d轉(zhuǎn)動，使模具驅(qū)動支架沿第二 導(dǎo)軌移動，碾壓輪相對運(yùn)動到設(shè)定的起始位置，升降臺上升，頂模22推動碾壓后被壓縮的 試件上升一定高度，以便進(jìn)行下一輪碾壓。在碾壓輪回到起始位置的同時，通過對應(yīng)位置傳 感器向控制計算機(jī)傳送本輪碾壓結(jié)束的信號?？刂朴嬎銠C(jī)對該信號進(jìn)行處理，判斷是否達(dá)到設(shè)定的碾壓輪數(shù)，如未達(dá)到，重復(fù)上述過程直到完成設(shè)定輪數(shù)的碾壓，本次成型結(jié)束。
權(quán)利要求1.浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，包括機(jī)架、碾壓輪、模具、模具驅(qū)動裝置，其特征在 于還設(shè)有碾壓輪驅(qū)動裝置，該裝置主要由第一減速機(jī)構(gòu)、碾壓輪支架、液壓油缸、第一導(dǎo)軌 和傳動鏈組成；所述模具驅(qū)動裝置主要由模具驅(qū)動支架、第二導(dǎo)軌、第二減速機(jī)構(gòu)、減速升 降機(jī)構(gòu)、升降臺和水平絲杠組成；第一、第二導(dǎo)軌和第一、第二減速機(jī)構(gòu)分別固定在機(jī)架上； 模具驅(qū)動支架滑動連接在第二導(dǎo)軌上，第二減速機(jī)構(gòu)的輸出軸與水平絲杠連接，水平絲杠 上旋接第二螺母，該螺母與模具驅(qū)動支架連接，在水平絲杠旋轉(zhuǎn)時，模具驅(qū)動支架沿第二導(dǎo) 軌移動；減速升機(jī)構(gòu)固定在模具驅(qū)動支架上，模具安裝在升降臺上，減速升降機(jī)構(gòu)的輸出軸 與升降臺連接，帶動升降臺沿所述輸出軸的軸向移動；兩碾壓輪支架滑動連接在第一導(dǎo)軌 上，碾壓輪安裝在碾壓輪支架上并使碾壓輪處于所述模具的上側(cè)，碾壓輪支架上端置有液 壓油缸，該液壓油缸的活塞桿端部壓觸在碾壓輪上，第一減速機(jī)構(gòu)的輸出軸與所述傳動鏈 傳動連接，該傳動鏈與碾壓輪支架連接，在傳動鏈傳動時帶動碾壓輪支架沿第一導(dǎo)軌滑動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于在活塞桿端部 與碾壓輪的壓觸部位設(shè)有測壓傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述碾壓輪為 充氣輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述碾壓輪支 架的一側(cè)設(shè)有連接件，碾壓輪通過連接件固定在碾壓輪支架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述第三減速 機(jī)構(gòu)由第三電機(jī)、第一皮帶輪傳動鏈和蝸輪蝸桿減速升降機(jī)組成，皮帶輪傳動鏈中的主、從 動皮帶輪分別連接在第三電機(jī)的輸出軸和所述減速升降機(jī)的蝸桿軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述第二減速 機(jī)構(gòu)由第二電機(jī)和第二皮帶輪傳動鏈組成，第二皮帶輪傳動鏈中的主、從動皮帶輪分別連 接在第二電機(jī)的輸出軸和水平絲杠上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述碾壓輪為 充氣膠輪，兩所述導(dǎo)軌分別通過連接于機(jī)架的兩平行基座固定于機(jī)架，所述第一減速機(jī)構(gòu) 置于所述兩基座之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述碾壓輪支 架下端設(shè)有與其運(yùn)動方向垂直的滑動槽；所述第一減速機(jī)構(gòu)由第一電機(jī)、鏈輪傳動鏈、輪蝸 桿減速機(jī)和傳動銷組成，第一電機(jī)傳動輪蝸桿減速機(jī)，輪蝸桿減速機(jī)傳動鏈輪傳動鏈，組成 鏈輪傳動鏈的鏈條上設(shè)有傳動銷，傳動銷置于所述碾壓輪支架下端的滑動槽中，鏈條傳動 時通過傳動銷推動滑動槽，帶動所述碾壓輪支架運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的浙青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀，其特征在于所述模具的內(nèi) 壁上設(shè)有數(shù)條凸筋。
專利摘要本實(shí)用新型涉及瀝青混合料試件室內(nèi)碾壓成型儀。所述成型儀，包括機(jī)架、碾壓輪、模具、模具驅(qū)動裝置，還包括碾壓輪驅(qū)動裝置，該裝置主要由第一減速機(jī)構(gòu)、碾壓輪支架、液壓油缸、第一導(dǎo)軌和傳動鏈組成；所述模具驅(qū)動裝置主要由模具驅(qū)動支架、第二導(dǎo)軌、第二減速機(jī)構(gòu)、減速升降機(jī)構(gòu)、升降臺和水平絲杠組成；碾壓輪安裝在碾壓輪支架上，碾壓輪支架與第一減速機(jī)構(gòu)連接，模具驅(qū)動支架通過水平絲杠與第二減速機(jī)構(gòu)連接，減速升機(jī)構(gòu)固定在模具驅(qū)動支架上并與升降臺連接。其優(yōu)點(diǎn)是模擬準(zhǔn)確性高、自動化程度高、適用性廣。
文檔編號G01N1/28GK201837551SQ201020602100
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者關(guān)永勝, 吳曉東, 張志祥, 李小燕, 李豪, 程一鳴, 賈渝, 黃榮華 申請人:江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司