Прибор для исследования механических свойств грунтов Советский патент 1984 года по МПК G01N33/24 

00 00

ю

00

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для исследований деформируемости грунтовых дорог и почвы сельскохозяйственных угодий при расчете ходовых систем колесных и гусеничных машин.

Известны ручные приборы (.пенетрометры П-4 и ПД-4, сдвиговая крыльчатка СКД-8), предназначенные для исследования прочностных и деформативных свойств грунтов, с помощью которых в грунт заглубляются жесткие деформаторы (штампы) и записывается значение сопротивления грунта внедрению штампа по мере его заглубления i,

Недостатком ручных приборов является то,- что вследствие небольших размеров деформаторов возникают значительные погрешности измерений изза неоднородности механического состава грунтов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является прибор для исследования механических свойств грунтов, содержащий раму, силовой гидроцилиндр со штоком, штамп с толкателем, автономную гидросистему и записывающее приспособление 2 .

Недостатками известного прибора для исследования механических свойств грунтов являются ограниченность размеров деформаторов (штампов) , малый масштаб и невысокая точность записи записывающего устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности, изменение масштаба записи усилия деформирования грунта

Цель достигается тем, что в приборе для исследования механических свойств грунтов, содержащем раму, силовой гидроцилиндр со штоком, штамп с толкателем, двуплечий рычаг передающий и исполнительный гидроцилиндры, пружинные динамометры и записывающее приспособление, шток силового гидроцилиндра шарнирно связан с толкателем штампа, а корпус его - посредством двуплечего рычага с передающим гидроцилиндром, соединенным с исполнительным гидроцилиндром, на плунжере которого закреплено записывающее приспособление и пружинные динамометры, при этом исполнительный гидроцилиндр и пружинные динамометры жестко соединены с толкателем штампа.

Кроме того, записывающее приспособление выполнено в виде экрана, установленного подвижно в направляющих рамки, и винтового механизма с секундомером и электроприводом.

Причем пружинные динамометры имеют различную жесткость.

На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Прибор состоит из рамы 1, которая при помощи сменных оси 2 и проушины 3 навешивается на тракторы

5 (не показано) .

На раме 1 установлен силовой гидроцилиндр 4, шток которого шарнирно связан с толкателем 5, имеющим возможность скользить в подтип0 никах 6, а корпус силового гидроцилиндра 4 шарнирно связан с двуплечим рычагом 7, на другом конце которого шарнирно установлен передающий гидроцилиндр 8. Надшарнирная

5 полость гидроцилиндра 8 заполнена текучей средой и через магистраль 9 соединена с полостью плунжерного исполнительного цилиндра 10. На свободном конце плунжера гидроцилиндра 10 установлены самописец 11 и пружинные динамометры 12. Плунжерный гидроцилиндр 10 и пружинные динамометры 12 смонтированы в одном корпусе 13, жестко связанным с рам кой 14. Рамка 14 посредством крон штейнов 15 жестко закреплена на толкателе 5. На рамке 14 подвижно установлен экран 16 на направляющих 17. С экраном 16 жестко связан упор 18. На рамке 14 монтируется электродви0 гатель 19, связанный своим валом с винтом 20, которые совместно с подвижной гайкой 21 и закрепленным на ней записывающим приспособлением 22 служат для записи скорости пере5 мещения экрана 16. Одновременно на - гайке 21 установлен корпус 23, в котором закреплен секундомер 24. Над секундомером 24 хестко с рамкой 14 соединена планка с двумя регули0 РУемыми упорами 26. На корпусе 23 шарнирно смонтирован рычаг 27, контактирующий с головкой включения секундомера 24.

Прибор работает следующим обра5 зом.

В гидроцилиндр 4 из гидросистемы трактора нагнетается под давлением текучая среда. По мере наполнения цилиндра его шток перемещает толкаQ тель 5, а вместе с ним рамку 14 и экран 16 вниз. Как только штамп 28, закрепленный на толкатель 5, соприкасается с грунтом, со стороны последнего создается сопротивление заглублению штампа и гидроцилиндр 4 через двуплечий рычаг 7 давит на шток гидроцилиндра 8, а текучая среда из последнего выдавливается через магистраль 9 в полость исполнительного гидроцилиндра 10. Плунжер

0 гидроиилиндра 10 перемещается, сжимая пружины динамометра 12, и перемещает самописец 11, который производит запись усилия на координатной бумаге, закрепленной на экране 16.

5 Одновременно со штампом с грунтом

соприкасается упор 18 и при заглублении штампа экран остается непод- . вижным. Таким образом записывается глубина заглубления штампа. В момент начала перемещения экрана 16 включается и электродвигатель 19 и, вращая винт 20, перемеиЦает гайку 21 с закрепленным на ней записывающим приспособлением 22 по экрану 16. Скорость движения записывающего приспособления 22 определяется путем деления расстояния между упорами 26 на время, отмеченное секундомером 24 Применение предлагаемого прибора для исследования механических

свойств грунтов позволяет получить характеристики грунта с более высокой точностью благодаря увеличенной Максимальной ординате записи усилия, а также возможности подбора пружинных динамометров необходимой жесткости. Возможность навески прибора на тракторы любого тягового класса позволяет использовать для исследования штампы достаточно больших размеров. В экстремальных условиях, где нет необходимости записи скорости деформации, отпадает надобность в источнике тока, что расширяет диапазон использования прибора.

1. ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ, содержащий , силовой гидроцил«ндр со штоком, штамп с толкателем, двуплечий рычаг, передающий и исполнительный гидроцилиндры, пружинные динамометры и записывающее приспособление, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности , шток силового гидроцилиндра шарнирно связан с толкателем штампа, а корпус его - посредством двуплечего рычага с передающим гидроцилиндром, соединенным- с исполнительнььм гидроцилиндром, на плунжере которого закреплено записывающее приспособление и пружинные динамометры, при этом исполнительный гидроцилиндр и пружинные динамометры жестко соединены с толкателем штампа. 2. Прибор по п. 1, отличающий с я тем, что записывающее приспособление выполнено в виде экрана, установленного подвижно в направляющих рамки, и винтового механизма с секундомером и электро(Л приводом. 3.. Прибор по п. 1, отличас ющийся тем, что,с целью изменения масштаба записи усилия деформирования грунта, пружинные ди намометры имеют различную жесткость.-.