土具有獨(dú)特的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)組成，土的粒徑級(jí)配對(duì)其物理力學(xué)特性影響很大。雖然目前已經(jīng)設(shè)計(jì)了各種形式的土壤破碎裝置，但是絕大部分是針對(duì)農(nóng)業(yè)耕地地表土壤進(jìn)行破碎或是對(duì)工業(yè)用土的粉碎，少數(shù)研究實(shí)驗(yàn)室用土的粉碎裝置多為剛性旋轉(zhuǎn)擊打破碎與剛性碾壓破碎，這些儀器在碎土過程中完全破壞了土壤的粒徑級(jí)配和土壤的天然組成，所以得到的物理力學(xué)指標(biāo)與天然土相差較大。
目前，絕大部分實(shí)驗(yàn)室為了減小對(duì)天然土粒徑級(jí)配的破壞，大多采用橡膠錘、木錘，或者橡膠碾、木碾等工具進(jìn)行碎土。這些方法相對(duì)于剛性旋轉(zhuǎn)擊打破碎與剛性碾壓破碎來說，可以大幅度減小對(duì)天然土粒徑級(jí)配的破壞，但是仍然存在一些缺陷 ：1）自動(dòng)化程度很低，基本依靠人工作業(yè) ；2）灰塵多，噪音大，損害人體健康。
在巖土測(cè)試領(lǐng)域，針對(duì)上述問題研制一種新型土壤碾壓裝置，盡量減小重塑土與天然土粒徑級(jí)配的差別，這一問題急需攻克。
本發(fā)明解決的問題在于提供一種土壤碾壓篩分裝置，通過滾筒水平碾壓土壤，并對(duì)碾壓破碎后的土壤進(jìn)行自動(dòng)篩分，盡量減小了重塑土的粒徑級(jí)配與天然土的差別，可按需要篩分出不同規(guī)格的土壤。
1、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) ：
一種土壤碾壓篩分裝置，包括碾壓電動(dòng)機(jī)，碾壓電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤通過連桿與齒輪相連接，齒輪設(shè)置在固定于工作臺(tái)的齒條上，同時(shí)與滑塊上的齒條相嚙合，滑塊上另設(shè)有滑槽，碾壓滾筒的轉(zhuǎn)軸設(shè)置在滑槽中，碾壓滾筒可在碾壓槽內(nèi)沿槽面水平往復(fù)運(yùn)動(dòng) ；碾壓槽上還開設(shè)有與設(shè)在其下方的布袋相連通的開口，在碾壓槽與布袋之間還設(shè)有可活動(dòng)的阻擋板 ；布袋的出口與分選篩相連通，分選篩內(nèi)設(shè)有兩級(jí)篩網(wǎng)，每級(jí)篩網(wǎng)均設(shè)有土壤篩分出口，分選篩還通過彈簧與篩分電動(dòng)機(jī)相連接。
所述碾壓電動(dòng)機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)為 ：碾壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪后，經(jīng)皮帶帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)盤相連接，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的碾壓電動(dòng)機(jī)還通過電纜與固定在工作臺(tái)上的控制器相連接。
所述的滑塊為倒“T”形，包括與齒輪連接的橫向固定端和設(shè)有滑槽的縱向支撐端。
阻擋板的下方設(shè)有滾輪，滑塊在齒輪的帶動(dòng)下沿滾輪作水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
所述碾壓滾筒的轉(zhuǎn)軸與滑塊的滑槽平面接觸，碾壓滾筒的轉(zhuǎn)軸在碾壓時(shí)可隨土壤表面高低不平沿滑槽上下自由運(yùn)動(dòng)。
所述的碾壓滾筒上還設(shè)有砝碼，增減砝碼的重量調(diào)節(jié)碾壓滾筒的破碎作用力的大小。
碾壓滾筒由橡膠或類橡膠材料制備，碾壓滾筒可在碾壓槽內(nèi)豎直上下、水平左右自由移動(dòng)。
所述的碾壓槽為凹槽式工作面，被碾壓的土壤在重力作用下自動(dòng)集聚在凹陷處，與布袋相連通的開口開設(shè)在凹陷處的最下方。
所述的分選篩內(nèi)的篩網(wǎng)包括上級(jí)篩網(wǎng)和下級(jí)篩網(wǎng)，下級(jí)篩網(wǎng)的網(wǎng)眼小于上級(jí)篩網(wǎng)的網(wǎng)眼 ；篩網(wǎng)的篩面呈錐面型布置，待篩選的土壤在重力作用下沿錐面落下。
篩分電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，產(chǎn)生的縱向和橫向振動(dòng)使安裝在分選篩底部的彈簧發(fā)生變形，形成激振，提高土壤的篩分效率。
所述的工作臺(tái)為設(shè)有桌面的鋼制方框形結(jié)構(gòu)，齒輪、齒條、碾壓滾筒和碾壓槽設(shè)置在玻璃罩內(nèi)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤、玻璃罩設(shè)置在桌面上方，碾壓電動(dòng)機(jī)、布袋、分選篩和篩分電動(dòng)機(jī)設(shè)置在桌面下方。
2、附圖說明
圖 1 為土壤碾壓篩分裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖 ；
圖 2 為土壤碾壓篩分裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖 ；
其中，1- 碾壓電動(dòng)機(jī) ；2- 主動(dòng)輪 ；3- 皮帶 ；4- 電纜 ；5- 控制器 ；6- 從動(dòng)輪 ；7- 轉(zhuǎn)盤 ；8-連桿 ；9-玻璃罩 ；10-轉(zhuǎn)軸 ；11-碾壓滾筒 ；12-碾壓槽 ；13-滾輪 ；14-滑塊 ；15-齒輪 ；16- 齒條 ；17- 支架 ；18- 分選篩 ；19- 篩分電動(dòng)機(jī) ；20- 布袋 ；21- 阻擋板 ；22- 砝碼 ；23- 銷軸 ；24- 支承 ；25- 轉(zhuǎn)動(dòng)軸。
3、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果 ：
a、本發(fā)明提供的土壤碾壓篩分裝置，盡量減小了重塑土的粒徑級(jí)配與天然土的差別，可分為傳動(dòng)裝置、碾壓機(jī)構(gòu)、篩分系統(tǒng)和工作臺(tái)四部分。傳動(dòng)裝置的動(dòng)力由碾壓電動(dòng)機(jī)提供，動(dòng)力經(jīng)傳送后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，再由連桿帶動(dòng)行程倍增機(jī)構(gòu)放大碾壓行程并實(shí)現(xiàn)滑塊的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，盡量保證了運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ；碾壓機(jī)構(gòu)通過碾壓槽內(nèi)碾壓滾筒的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)土壤破碎，碾壓待破碎的土壤，既保證了滾筒運(yùn)動(dòng)行程大，又實(shí)現(xiàn)了土壤的柔性碾壓 ；篩分系統(tǒng)對(duì)滿足破碎要求的土壤進(jìn)行自動(dòng)、低噪聲、無塵分選。
b、本發(fā)明提供的土壤碾壓篩分裝置，土壤的破碎和篩分動(dòng)作均由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)構(gòu)完成的，儀器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、高效 ；由齒輪、齒條、滑塊、滾輪構(gòu)成的行程倍增機(jī)構(gòu)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)碾壓滾筒的水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并由行程倍增機(jī)構(gòu)增大碾壓滾筒的碾壓作用范圍，由于采用齒輪和齒條傳動(dòng)，相互之間無滑動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，既使碾壓滾筒運(yùn)動(dòng)行程盡量大，又進(jìn)一步減小了轉(zhuǎn)盤的尺寸，使儀器整體尺寸緊湊。
c、本發(fā)明提供的土壤碾壓篩分裝置，將碾壓滾筒軸與滑塊之間的線接觸傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為面接觸傳動(dòng)，可有效改善碾壓滾筒軸的受力狀況，凹槽式碾壓槽可避免土壤在碾壓過程中向兩邊淤積，形成碾壓死角 ；碾壓滾筒采用類橡膠材料制備，碾壓滾筒水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可在豎直方向上自由運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)碾壓滾筒對(duì)土壤的柔性碾壓，避免破壞土壤粒徑級(jí)配 ；滾筒碾壓作用力大小還可通過砝碼調(diào)節(jié)，碾壓作用力大小調(diào)整方便。
d、本發(fā)明提供的土壤碾壓篩分裝置，篩分系統(tǒng)具有上下兩層結(jié)構(gòu)的分選篩，可對(duì)土壤進(jìn)行自動(dòng)、低噪聲、無塵分選。
