Установка для определения механических характеристик грунта Советский патент 1984 года по МПК G01N3/24 

00

СП Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытании механических свойств грунта. Известно устройство для определения напряжения сдвига грунта, включающее раму, штамп с механизмом нагружения, привод и измерительные при боры С13. Недостатком данного устройства является то, что процесс нагружения кольцевого штампа, сопровождающий его вращение, не обеспечивает определение сдвиговых характеристик грун та в условиях его продольного выноса из зоны контакта, характерного для реальных движителей. Кроме того, невозгюжно прогнозирование процесса нагружения реального движителя в зависимости от коэффициента буксования Наиболее близким к npejfuiaraeMOMy по технической сущности является, установка для определения механических характеристик грунта, содержащая основание, раму, внутри которой установлена каретка с возможностью перемещения в вертикальной плоскости с жестко закрепленны1.1 на ней ш.тампом и огибающим штамп гибким элементом с приводом его перемещения, механизм нагружения и измерительные приборы t2J.. Недостатком известного устройства является то, что процесс нагружения штампа производится постоянной по величине вертикальной нагрузкой при зафиксированной раме устройства. При проведении испытаний невозможно изменять коэффициентбуксования i ленточного обвода. Этот недостаток ограничивает возможности установки и точность определения механических ха рактеристик грунта. Целью изобретения является повышение точности опр.ёделения механичес ких характеристик путем создания реальных условий взаимодействия движителя с грунтом. Эта цель достигается тем, что установка для определения механических характеристик грунта, содержащая осаование, раму, внутри которой установлена каретка с возможностью ее перемещения в вертикальной плоскости с жестко закрепленным на ней штам пом и огибающим штамп гибким элемеН том с приводом его перемещения, меха низм нагружения и измерительные приборы, снабженаблоком задания прогРс1ммы, приводом и датчиком горизонтального перемещения рамы, а основание - рельсами, механизм нагружения каретки выполнен в виде силового ци линдра, при этом рама соединена с приводом горизонтального перемещени посредством троса,.а блок задания программы электрически связан с механизмом нагружения каретки, с приводом перемещения рамы и с гибким элементом, при этом гибкий элемент выполнен из отдельных шарнирно-соединенных блоков. На фиг.1 изображена установка для определения механических свойств грунта, общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на . Установка для определения механических xapaктepиcтиk грунта содержит основание 1, подвижную раму 2, пульт 3 управления Основание 1 выполнено в виде грунтового канала, вдоль стен которого уложены рельсы 4. На основаНИИ 1 неподвижно закреплен привод 5 горизонтального перемещения рамы 2 с помощью троса б, соединенного с этой рамой. Выходной вал привода 5 жестко связан с датчиком 7 перемещения. На раме 2 установлен цилиндр 8 и каретка 9 с помощью роликов 10, перемещающихся в вертикальных направляющих. Шток силового цилиндра 8 жестко связан с кареткой 9. Вертикальное перемещение каретки 9 относительно рамы 2 измеряется датчиком 11. Для создания необходимого диапазона нор.лальных нагрузок на штампе 12 вес каретки 9 уравновешен с помощью грузов 13. На каретке 9 установлен штамп 12, под опорной поверхностью которого пропущена нижняя ветвь гибкого элемента 14. Для перематывания гибкого элемента 14 служит привод, состоящий из ведущей звездочки 15, через планетарный редуктор, соединенный с регулируемым гидромотором 16. Натяжение гибкого элемента регулируется роликами 17. Для снижения сопротивления «перематыванию гибкого элемента 14 края штампа 12 скруглены; На валу гидромотора 16 установлен датчик 18 перемещения,нормальная нагрузка, действующая на штамп 12, воспринимается датчиком 19. Пульт 3 управления состоит из.блока 20 контрольно-измерительной аппаратуры и блока 21 задания прогрг ммн. Блок 21 задания программы соединен с механизмом нагружения каретки 9, с приводом 5 горизонтального перемеп щения рамы 2 и с гибким элементом 14 электрической связью 22-24. Установка работает следую1чим образомНа пульте 3 управления блока 21 эащания программы набирается программа испытаний - закон изменения нагружающей силы, скорости горизонтального перемещения рамы 2, скорости перематывания гибкого элемента 14. Управляющие сигналы подаются на вход исполнительных механизмов силового цилиндра 8, привода 5 горизонтального перемещения рамы 2, гидромотора 16. Сигнал с датчиков 7, 18 и

19 исполнительных механизмов поступает на блок 20 контрольно-измерительной аппаратуры, а такие на блок 21 з шания программы для осуществления обратной связи.

, При поступлении управляющего сигнала на гидромотор 16 происходит сдвиг грунта, который осуществляется благодаря движению нижней ветви гибкого элемента 14 при его перематывании под опорной поверхностью штампа 12, нагружаемого силовым цилиндром 8. Возникающая тангенциальная нагрузка при сдвиге грунта воспринимается тензометрическими роликами 17, Датчик 11 позволяет записать осадку штампа 12 при пери 1атыг вании гибкого элемента 14 и движении рамы 2.При перемещении гибкого эле,мента 14 датчик 18 передает сигнал

на блок 20 контрольно-измерительной аппаратуры. Сигнал, сформированньШ в блоке 21 задания программы, подается на привод 5 и задает горизонтальную скорость перемещения рамы 2,

5 которое регистрируется датчиком 7 и фиксируется в блоке 20 контрольноизмерительной аппаратуры. Величина коэффициента буксования гибкого элемента задается с помощью частот вра0 щения исполнительных механизмов.

Использование предлагаемой установки позволяет разрабатывать рекоу мендации к конструкции гусеничного движителя на основе проведенных по5 лунатурных испытаний, а также исследовать процесс иагружения реального движителя, связанный с различными коэффициентами буксования в условиях, более полно отражающих процесс взаимодействия движителя с грунтом.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА, содержащая основание, раму., внутри которой установлена каретка с возможностью ее переме1тдения В вертикальнЪй плоскости с жестко закрепленным на ней штампом и огибающим штамп гибким элементом с приводом его перемещения, механизм нагружения и измерительные приборы, отличающаяся тем, что, с целью повьяиения точности определения механических характеристик путем создания реальных условий взаимодействия движителя с грунтом, он.а снабжена блоком задания т рограммы, приводом и датчиком.горизонтального перемещения рамы, а основание рельсами, механизм нагружения каретки выполнен в виде силового цилиндра, при зтом рама соединеиа с приводом горизонтального перемещения посредством троса, а блок задания прогргалсл электрически связан,с механизмом нагружения каретки, с приводом перемещения рг1мы и с гибким элеменS том. 2. Установка ,по п.1, о тл ич аdw ю щ а я с я тем, что гибкий элемент Те выполнен из отде. .ьных шарнирно-соед ненных блоков.