一種渣土改良實驗攪拌裝置的製作方法
2023-12-12 18:53:32
本實用新型涉及盾構渣土改良的技術領域，具體涉及一種渣土改良實驗攪拌裝置。
背景技術：
在盾構施工中，由於土體改良效果不理想，容易造成渣土流塑性低、掌子面難以建立土壓平衡、刀盤扭矩過大、刀具過快磨損等一系列問題，最終可能導致盾構機無法正常推進。為了克服盾構施工中出現的上述問題，需要針對不同的地質，研究不同比例添加劑的渣土改良效果以及渣土與刀盤扭矩的關係，更好地指導施工中渣土改良方案的應用，提高渣土改良效果，降低施工成本。目前，還沒有一種能夠基於上述因素針對渣土改良的實驗裝置。
技術實現要素：
針對現有土體改良效果不理想，影響盾構機無法正常推進的技術問題，本實用新型提出一種渣土改良實驗攪拌裝置，能夠模擬盾構機刀盤對渣土的攪拌過程，研究不同比例添加劑的渣土改良效果及與攪拌扭矩的關係，有效找到不同地質的添加劑的合理配比，提高了渣土改良效果，降低了施工成本。
為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種渣土改良實驗攪拌裝置，包括攪拌電機、電機固定架、傳動軸、攪拌刀盤、攪拌桶、支撐螺杆、提升絲槓、攪拌支架、推車、定位塊、變頻控制櫃和扭矩傳感器；所述攪拌電機與變頻控制櫃相連接；所述電機固定架固定在攪拌支架上，攪拌電機與電機固定架固定連接，攪拌電機的輸出軸與傳動軸相連接，傳動軸與扭矩傳感器相連接，扭矩傳感器與攪拌刀盤相連接；所述攪拌刀盤下方設有攪拌桶，攪拌桶通過定位塊卡接在推車上，推車通過提升絲槓和支撐螺杆與攪拌支架的上部相連接。
所述提升絲槓和支撐螺杆的數量均包括2個，提升絲槓和支撐螺杆關於傳動軸的中心交錯對稱分布，攪拌支架和推車上交叉分布有相對應的絲槓孔和螺杆孔，絲槓孔通過螺母與提升絲槓相連接，螺杆孔通過螺母與支撐螺杆相連接。
所述電機固定架上開有4個M12螺紋孔，攪拌電機通過螺栓與螺紋孔固定連接，電機固定架的底部焊接在攪拌支架上，攪拌電機的輸出軸穿過電機固定架和攪拌支架上部，攪拌電機的輸出軸上開有鍵槽，鍵槽與傳動軸平鍵連接，攪拌電機的輸出軸與傳動軸通過四個緊定螺釘加強加固。
所述攪拌支架由8個H型鋼焊接成長方體結構，攪拌支架頂部的H型鋼之間焊接有4個平行的槽鋼，電機固定架焊接在內側的兩個槽鋼上，外側的兩個槽鋼上均設有絲槓孔和螺杆孔，絲槓孔和螺杆孔交錯分布。
所述傳動軸端部法蘭連接有扭矩傳感器，扭矩傳感器與攪拌刀盤法蘭連接，攪拌過程中通過扭矩傳感器測量攪拌刀盤的扭矩。
所述攪拌刀盤包括攪拌軸和攪拌葉片，攪拌軸端部焊接有法蘭，攪拌軸上焊接有6個攪拌葉片，攪拌葉片外緣焊接圓環連接板，攪拌葉片、攪拌軸和圓環連接板組成圓錐形；攪拌軸與攪拌葉片之間對稱焊接兩個三角加強筋。
所述定位塊的數量設有4個，定位塊關於推車的中心對稱分布，定位塊焊接在推車上，定位塊上開有銷孔，銷孔內通過插入開口銷對攪拌桶進行定位，攪拌桶側部焊接有把手。
所述推車的底部安裝有四個腳輪，推車一側設有推車把手，推車把手由若干個圓鋼焊接成，推車的四角交叉開有絲槓孔和螺杆孔。
所述提升絲槓包括圓盤手柄、絲槓螺母、絲槓和螺杆，圓盤手柄與絲槓相連接，絲槓與螺杆相連接，絲槓螺母與絲槓活動連接，圓盤手柄設置在提升絲槓的上部，絲槓螺母焊接在攪拌支架的上部，螺杆的底部通過螺母與推車相連接。
鑑於此，本實用新型設計了一種渣土改良實驗攪拌裝置，利用仿形刀盤模擬刀盤對渣土的攪拌過程，通過變頻器實現電機的變頻控制，利用扭矩傳感器測量攪拌過程中的刀盤扭矩，可以研究不同比例添加劑渣土改良效果及攪拌扭矩的關係，直觀判斷添加劑對改良土體的攪拌特性和粘附性的改變，有效找到不同地質的添加劑的合理配比，提高了渣土改良效果，降低了施工成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為圖1中的A-A向視圖。
圖3為圖1中的B-B向視圖。
圖4為本實用新型攪拌刀盤的主視圖。
圖5為本實用新型攪拌刀盤的仰視圖。
圖中，攪拌電機1、電機固定架2、傳動軸3、攪拌刀盤4、攪拌桶5、腳輪6、支撐螺杆7、提升絲槓8、攪拌支架9、推車10、定位塊11、變頻控制櫃12、扭矩傳感器13。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
如圖1-3所示，一種渣土改良實驗攪拌裝置，包括攪拌電機1、電機固定架2、傳動軸3、攪拌刀盤4、攪拌桶5、支撐螺杆7、提升絲槓8、攪拌支架9、推車10、定位塊11、變頻控制櫃12和扭矩傳感器13。攪拌電機1與變頻控制櫃12相連接，變頻控制櫃12設置在支架上，用於調節攪拌電機的頻率。電機固定架2固定在攪拌支架9上，攪拌電機1與電機固定架2固定連接，攪拌電機1的輸出軸與傳動軸3相連接，傳動軸3與扭矩傳感器13相連接，扭矩傳感器13與攪拌刀盤4相連接，在攪拌過程中，扭矩傳感器13測量攪拌刀盤4的扭矩。攪拌刀盤4下方設有攪拌桶5，攪拌桶5通過定位塊11卡接在推車10上，推車10通過提升絲槓8和支撐螺杆7與攪拌支架9的上部相連接。支撐螺杆7上部與攪拌支架9固定連接，支撐螺杆7連接攪拌支架9的頂部與推車10的底部，並配有螺母用於支撐提升後的攪拌桶5。提升絲槓8用於提升攪拌桶5，支撐螺杆7用於支撐提升後的攪拌桶5。
優選地，提升絲槓8和支撐螺杆7的數量均包括2個，提升絲槓8和支撐螺杆7關於傳動軸3的中心交錯對稱分布，攪拌支架9和推車10上交叉分布有相對應的絲槓孔和螺杆孔，絲槓孔通過螺母與提升絲槓8相連接，螺杆孔通過螺母與支撐螺杆7相連接。支撐螺杆7的上部通過螺母與攪拌支架9固定連接。提升絲槓8包括圓盤手柄、絲槓螺母、絲槓和螺杆，圓盤手柄與絲槓相連接，絲槓與螺杆相連接，絲槓螺母與絲槓活動連接，圓盤手柄設置在提升絲槓8的上部，絲槓螺母焊接在攪拌支架9的上部，螺杆的底部通過螺母與推車10相連接。使用時，推車10通過螺母與提升絲槓8下部的螺杆相連接，轉動圓盤手柄，帶動絲槓相對於絲槓螺母轉動，帶動推車10相對於地面向上移動，從而帶動推車10的底板相對於支撐螺杆7向上移動，最後支撐螺杆7通過螺母與推車10相連接，推車10向下運動時與上述過程相反即可。
優選地，電機固定架2上開有4個M12螺紋孔，攪拌電機1通過螺栓與螺紋孔固定連接，從而將攪拌電機固定在電機固定架2上。電機固定架2的底部焊接在攪拌支架9上，攪拌電機1的輸出軸穿過電機固定架2和攪拌支架9的上部。攪拌電機1的輸出軸上開有鍵槽，鍵槽與傳動軸3平鍵連接，攪拌電機1的輸出軸與傳動軸3通過四個緊定螺釘加強緊固。
優選地，攪拌支架9由8個H型鋼長方體結構，4個H型鋼組成矩形作為攪拌支架9的頂部，4個H型鋼分別焊接在矩形頂點的下方作為支腿。4個槽鋼平行對稱焊接在矩形的兩個H型鋼之間，電機固定架2焊接在內側的兩個槽鋼上，方便攪拌電機1穿過攪拌支架9。外側的兩個槽鋼上均設有絲槓孔和螺杆孔，絲槓孔和螺杆孔在同一個圓上，該圓的中心為傳動軸3的中心，絲槓孔和螺杆孔在該圓上交錯分布。
優選地，傳動軸3端部法蘭連接有扭矩傳感器13，扭矩傳感器13與攪拌刀盤4法蘭連接，攪拌過程中通過扭矩傳感器13測量攪拌刀盤4的扭矩。
優選地，如圖4和圖5所示，攪拌刀盤4包括攪拌軸402和攪拌葉片403，攪拌軸402端部焊接有法蘭401，攪拌軸402上焊接有6個攪拌葉片403，攪拌葉片403外緣焊接圓環連接板404，攪拌葉片403、攪拌軸402和圓環連接板404組成圓錐形，攪拌刀盤4的底部為錐形，增加對渣土的攪拌效率。攪拌軸402與攪拌葉片403之間對稱焊接兩個三角加強筋405，增加了攪拌刀盤4的穩定性。可以根據實驗效果和需要，調整葉片尺寸、攪拌刀盤4直徑和攪拌桶5的直徑。
優選地，定位塊11的數量設有4個，定位塊11關於推車10的中心對稱分布，定位塊11焊接在推車10上，定位塊11上開有銷孔，銷孔內通過插入開口銷對攪拌桶5進行定位，攪拌桶5側部焊接有把手。
優選地，推車10的底部安裝有四個腳輪6，推車10一側設有推車把手，推車把手由若干個圓鋼焊接成，推車10的四角交叉開有絲槓孔和螺杆孔。
當做渣土改良實驗時，要研究不同地質的添加劑的合理配比，此時需要將不同地質的渣土依次添加不同比例添加劑進行攪拌，測量其與攪拌扭矩關係，觀察渣土改良效果。當需要做渣土改良實驗時，先將某種地質的渣土和一定比例的改良劑或添加劑放入攪拌桶5中，再將攪拌桶5放置在推車10上，在定位塊11中插入開口銷，防止攪拌桶在攪拌過程中晃動，將推車10推至攪拌刀盤4的正下方，轉動提升絲槓8將攪拌桶5提升至適合攪拌的位置，用螺母將攪拌桶5底部伸出的支撐螺杆7和提升絲槓8擰緊，攪拌桶5在支撐螺杆7和提升絲槓8的支撐下定位，開啟攪拌電機1，通過變頻控制櫃12調節攪拌電機1的頻率，進行攪拌作業，並利用扭矩傳感器13測量其與攪拌扭矩的關係。採用本裝置可以研究不同比例添加劑渣土改良效果以及攪拌扭矩的關係，有效找到不同地質的添加劑的合理配比，提高了渣土改良效果，降低了施工成本。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。