КОПЕР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ УДАРУ КАМЕННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2006 года по МПК G01N3/34 

Изобретение относится к области строительства, в частности дорожного, и предназначено для лабораторного исследования сопротивления удару каменного материала - щебня или гравия, наиболее применяемых при строительстве дорог в качестве основного материала слоев дорожной одежды или наполнителя в асфальтобетонной смеси.

Определение сопротивления удару регламентируется ГОСТом 8269.0-97, в котором описан порядок проведения испытаний и соответствующее оборудование, представляющее собой копер, состоящий из рамы, на которой установлены ступка и размещенный над ней боек, смонтированный с возможностью возвратно-поступательного перемещения на паре параллельных и вертикальных направляющих, входящих в состав рамы. В соответствии с порядком проведения испытаний каждую пробу щебня (гравия) высыпают из мерного цилиндра в стальную ступку копра и разравнивают его поверхность для достижения одного уровня расположения зерен каменного материала в ступке. Пробу подвергают ударам бойка массой 5 килограмм, падающего с высоты 50 см. Копер должен быть установлен вертикально на прочном фундаменте. Пластинку с зубьями изготавливают из углеродистой стали и подвергают закалке в масле с последующим отпуском на твердость равную 57,0...59.0 HRG. Износ по высоте зубьев бойка не должен быть более 1 мм. После каждого удара бойка ступку с помощью рукоятки поворачивают на 45° и устанавливают по направлению указателей, сделанных на раме копра. После 40 ударов бойка все содержимое ступки просеивают через сита с отверстиями 5, 3, 1 и 0,5 мм, остатки на каждом сите взвешивают и определяют полные остатки на каждом сите. Сопротивление щебня (гравия) удару на копре У определяют по формуле У=25:(4-А), где А - показатель крупности пробы после испытания, определяемый по формуле А=(m₁+m₂+m₃+m₄):m, где m₁, m₂, m₃, m₄ - полные остатки на ситах с отверстиями диаметрами 5, 3, 1 и 0,5 мм, г; m - первоначальная масса пробы, г. За результат испытания принимают среднеарифметическое значение сопротивления удару двух параллельных определений.

Недостатком копра описанной выше конструкции является то, что процесс проведения испытаний требует физического труда двух операторов, один из которых осуществляет подъем бойка на высоту 0,5 м и последующий сброс, а другой, во время подъема, поворачивает ступку на 45°. Если учесть, что программа испытаний включает 40 ударов бойка и такое же количество поворотов ступки и при этом испытаниям подвергается не одна проба каменного материала, то следует признать процесс определения сопротивления последнего удару весьма трудоемким и тяжелым с точки зрения физического труда операторов, а следовательно, и малопроизводительным.

Задачей изобретения является уменьшение трудоемкости процесса испытаний за счет устранения из него ручного подъема бойка и поворота ступки, оставив за оператором только функцию установки и снятия последней до и после соответственно.

Поставленная задача решается за счет того, что в копре, включающем раму, на которой установлена ступка и размещен над последней, в вертикальных направляющих, боек, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения, привод бойка выполнен в виде замкнутой цепной передачи, ориентированной вдоль вертикальных направляющих и связанной с двигателем. Цепь передачи несет захваты для бойка, представляющие собой двухплечий Г-образный рычаг, средней частью шарнирно связанный с цепью, одно плечо которого (горизонтальное) является опорой для бойка, а другое (вертикальное) несет одноосную двухопорную каретку, перемещающуюся при взаимодействии рычага с бойком по плоской поверхности вертикальной направляющей балки. На оси каретки консольно установлен ролик, взаимодействующий с шарнирно подвешенным маятниковым рычагом, который свободным концом осуществляет поворот стола, смонтированного на раме и предназначенного для размещения ступки.

Техническая сущность изобретения состоит в механизации процессов подъема бойка и поворота ступки.

На чертежах, прилагаемых к описанию, даны следующие изображения:

- на фиг.1 - общая кинематическая схема копра;

- на фиг.2 - общий вид сверху захвата для бойка;

- на фиг.3 - общий вид сбоку захвата для бойка;

- на фиг.4 - фрагмент кинематической схемы копра в процессе сброса бойка с цепной передачи

Копер для определения сопротивления удару каменного материала состоит из рамы 1, содержащей пару установленных параллельно вертикальных направляющих 2, на которых смонтирован с возможностью возвратно-поступательного перемещения боек 3. Соосно последнему и под ним на поворотном столе 4 установлена ступка 5 для испытуемого материала - щебня (гравия). Стол 4 установлен в опоре вращения 6 и со своей нижней торцовой поверхности снабжен стержнями 7, образующими цевочное зацепление. Копер имеет привод перемещения бойка 3, который включает замкнутую цепную передачу 8, включающую цепь 9 и пару звездочек 10, нижняя из которых через трансмиссию (не показана) соединена с электродвигателем 11. Ветви цепной передачи 8 ориентированы вдоль вертикальных направляющих 2. На цепи 9 закреплены пара захватов 12 для бойка 3. Захваты 12, каждый, представляют собой двухплечий Г-образный рычаг 13, средней частью, с помощью оси 14, связанный с одним из звеньев цепи 9. Одно из плеч (горизонтальное) рычага 13 предназначено для взаимодействия с соответствующим элементом бойка 3, который может быть выполнен, например, в виде фланца, при его подъеме. Другое плечо (вертикальное) несет на себе одноосную двухопорную каретку 15. В качестве опор использованы подшипники качения. В рабочем положении каретка 15 перемещается по плоской поверхности вертикальной направляющей балки. На оси каретки 15 консольно с одной стороны установлен ролик 17, который находится в периодическом контакте с профилированной частью маятникового рычага 18, подвешенного на раме 1 посредством оси 19 и подпружиненного с помощью пружины 20 возврата рычага 18 в исходное положение. Свободный конец 21 рычага 18 в процессе его качания взаимодействует со стержнями 7 стола 4, обеспечивая за одно колебание поворот последнего на 45°. Конец 21 рычага 18 выполнен в виде крючка, расположенного в горизонтальной плоскости.

Работает копер следующим образом.

Ступку 5 с каменным материалом размещают на столе 4. Боек 3, его ударной частью, располагают в пределах ступки 5, опирая на поверхность каменного материала. Затем в работу включают привод, т.е. приводят в движение цепную передачу 8 посредством электродвигателя 11. Один из захватов 12 горизонтальной частью Г-образного рычага 13 снизу, за фланец подхватывает боек 3 и перемещает его по вертикальным направляющим 2 вверх. В это время каретка 15 перемещается по направляющей балке 16, а ролик 17, взаимодействуя с профилированной частью маятникового рычага 18, отводит его влево и концом 21 за стержень 7 проворачивает стол 4 на 45°. Число стержней 7 обеспечивает поворот стола 4 именно на этот угол. Захват 12, тем временем, достигает конца балки 16, и ролики каретки 15 соскакивают с балки, тем самым, давая возможность Г-образному рычагу 13 повернуться на угол 90° вокруг оси 14 за счет силы тяжести бойка 5, освобождая его. После этого боек 3 падает вниз по направляющим 2 до контакта с поверхностью каменного материала в ступке 5. Соотношения размерных величин деталей копра таковы, что падение бойка 3 осуществляется строго с высоты 50 см. Операция подъема бойка 3 повторяется раз за разом в описанном выше порядке, и привод выключается автоматически (система автоматики не описывается) при достижении 40 ударов бойка 3. После чего оператор снимает ступку 5 и проводит все положенные по ГОСТ 8269.0-97 измерения и расчеты.

Опытный образец копра описанной конструкции изготовлен и испытан в OOO «Футурум». Результаты испытаний полностью подтвердили достижение поставленных в изобретении целей.

Информационные материалы, использованные при составлении описания изобретения:

- ГОСТ 8269.0-97. Определение сопротивления щебня (гравия) удару на копре - прототип.

Изобретение относится к области дорожного строительства, в частности для лабораторного исследования сопротивления удару каменного материала. Копер содержит раму, на которой установлены ступка и размещенный над ней соосно боек, смонтированный в свою очередь с возможностью возвратно-поступательного перемещения на вертикальных направляющих. При этом привод перемещения бойка выполнен в виде замкнутой цепной передачи, ориентированной вдоль вертикальных направляющих, связанной с двигателем и несущей захваты для бойка. Захваты выполнены в виде двухплечих Г-образных рычагов, средней частью шарнирно связанных с цепью, при этом одно плечо рычага является опорой для бойка, а другое несет одноосную двухопорную каретку, перемещающуюся при взаимодействии рычага с бойком по плоской поверхности вертикальной направляющей балки. При этом на оси каретки установлен ролик, взаимодействующий с маятниковьм рычагом, который свободным концом осуществляет поворот стола, смонтированного на раме и предназначенного для размещения ступки. Технический результат - уменьшение трудоемкости процесса испытаний. 4 ил.

Копер для определения сопротивления каменного материала удару, включающий раму, на которой установлены ступка и размещенный над ней соосно боек, смонтированный, в свою очередь, с возможностью возвратно-поступательного перемещения на вертикальных направляющих, отличающийся тем, что привод перемещения бойка выполнен в виде замкнутой цепной передачи, ориентированной вдоль вертикальных направляющих, связанной с двигателем и несущей захваты для бойка, каждый представляющий собой двухплечий Г-образный рычаг, средней частью шарнирно связанный с цепью, одно плечо которого является опорой для бойка, а другое несет одноосную двухопорную каретку, перемещающуюся при взаимодействии рычага с бойком по плоской поверхности вертикальной направляющей балки, при этом на оси каретки установлен ролик, взаимодействующий с маятниковым рычагом, который свободным концом осуществляет поворот стола, смонтированного на раме и предназначенного для размещения ступки.