Пенетрометр Советский патент 1985 года по МПК E02D1/00 G01N3/24 

11 Изобретец 1е относится к исследова нию механических свойств грунтов путем их статического зондирования. Известен пенетрометр для определе ния сопротивления грунта вдавливанию наконечника, включающий штангу с зондом, нагружающий и регистрирующий механизмы 1 . Недостатком данного пенетрометра является отсутствие автоматической записи результатов измерения в процессе зондирования, что снижает точность исследования и повьш1ает трудо емкость испытаний. Наиболее близким к предлагаемому является пенетрометр, включающий направляющие стойки с опорной плитой штангу с зондом, нагружающий механизм, выполненный в виде подпружинен ной относительно штанги втулки с рукоятками, кассету с ведомой и ведущей катушками, ведущая из которых установлена на одной оси со шкивом лентопротяжного механизма с приводом записывающее приспособление, выполненное в виде ползуна с пером и приводом 2}. Недостатком известного пенетромет ра является отсутствие учета масштаба записи в процессе исследования, который постоянно меняется в виду изменения диаметра рулона ленты при ее перематывании, что снижает точность эксперимента, создает большие трудности при интерпретации результатов измерений. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет автоматической корректировки масштаба записи в процессе исследования грунт Эта цель достигается тем, что в п нетрометре, включающем направляю(цие стойки с опорной плитой, штангу с зондом, нагружанщий механизм, выполненный в виде подпружиненной относительно штанги втулки с рукоятками, кассету с ведомой и ведущей катушками, ведущая из которых установлена на одной оси со шкивом лентопротяжно го механизма с приводом, записывающее приспособление, вьлтолненное в виде ползуна с пером и приводом, шта га снабжена кронштейном с дополнительным шкивом, втулка - упором, кас сета - поворотной планкой и рычагом ведущая катушка - ступицей с равиомерно расположенныами по ее торцевой поверхности штифтами, а записываю9. 2 -Щее приспособление - дополнительным ползуном с пером и приводом, привод шкива лентопротяжного механизма выполнен в виде подпружиненного т)оса, огибаю1дего шкив лентопротяжного механизма и дополнительный шкив и соединенного одним концом с опорной плитой, а другим с направляющей стойкой, привод ползуна выполнен в виде подпружиненного двуплечего рычага, . шарнирно закрепленного на поворотной планке ,и взаимодействующего с упором на втулке нагружающего механизма а привод дополнительного ползуна - в виде балансирного рьгчага, соединенного посредством поводка с рычагом, установленным с возможностью взаимодействия со штифтами на ступице ведущей катушки, при этом кассета соосно установлена со штангой и жестко соединена с кронштейном, охватывающим одну из рукояток нагружающего механизма, а ведущая катушка соединена со шкивом лентопротяжного механизма муфтой свободного хода. На фиг, 1 изображен пенетрометр в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении, на фиг. 3 - ползуны с перьями и их приводы на фиг. 4 - разрез А-Л на фиг, 1, на фиг, 5 - разрез Б-Б на фиг 4 на фиг.6 - разрез В-В на фиг, 1, Пенетрометр содержит направляющие стойки 1 с опорной плитой 2. Верхние концы опорньк стоек соединены между собой поручнями 3. Между стойками расположена штанга 4 с зондом 5, которьй может быть вьшолнен в виде плоского штампа или конусного наконечника. Центрирование штанги 4 в нижней части пенетрометра осуществляется стаканом 6. Штанга 4 снабжена кронштейном 7 с дополнительным шкивом 8. Пенетрометр содержит нагружающий механизм, выполненный в виде подпружиненной относительно штанги втулки 9 с рукоятками to и упором 11, Пенетрометр содержит кассету 12 с ведущей 13 и ведомой 14 катушками, причем ведущая катушка t3 установлена на одной оси 15 со шкивом 16 лентопротяжного механязма. Кассета 12 снабжена поворотной планкой 17, крепящейся с помощью осей 18 в боковых панелях 19 кассеты 12, и рьтагом 20. Ведущая катуш31ка 13 снабжена ступицей 21 с равномерно расположенными по ее торцовой поверхности штифтами 22. Привод шкива 16 лентопротяжного механизма выполнен в виде лодпружинемного троса 23, огибанщего шкив .16 и дополнительный шкив 8 и соединенного одним концом с опорной плитой 2, а другим - с направляющей стойкой 1. . Записывающее приспособление включает ползун 24 с пером 25 для записи на ленте 26 графика нагрузки и дополнительный ползун 27 с пером 28 для записи отметок на ленте 26 вращения шкива 16 лентопротяжного механизма. Привод ползуна 24 вьпюлнен в виде подпружиненного двуплечего рычага 29, шарнирно закрепленного на поворотной планке 17, а привод дополнительного ползуна 27 - в виде балансирно.го рычага 30, упирающегося в дополнительный ползун 27, установленный на оси 31, и соединенного пос редством поводка 32 с рычагом 20, установленным на боковой панели 19 кассеты 12. Кассета 12 соосно установлена со штангой 4 и жестко соединена с кронштейном 7, охватываюпо м пазом 33 одну из рукояток 10 нагружающего механизма, а ведущая катушка 13 соединена со шкивом 16 лентопротяжного механизма муфтой 34 свободно го хода. Пенетрометр имеет также тарировочную шкалу 35. Пенетрометр работает следующим образом. При приложении нагрузки к рукояткам 10 усилие передается через подпр жиненную втулку 9 на штангу 4 и зонд 5, который, преодолевая сопротивле-7 ние сжатия, внедряется в грунт. При этом кассета 12 вместе со штангой 4 и зондом 5 перемещается вниз относительно опорной плиты 2, свободно лежащей на грунте, на глубину его деформации под зондом 5, а шкив 16 лен топротяжного механизма блокируется С осью 15 муфтой 34 свободного хода и, перекатываясь по подпружиненному тросу 23, вращает ведущую катушку 13 последняя наматывает на себя ленту 26, сматывая ее с ведомой катушки 14. Вместе со штангой 4 перемещается подпружиненная втулка 9 с упором 11. Двуплечий рычаг 29, шарнирно установ ленный на поворотной планке 17 кассе ты 12, опирается подпружиненным 94 плечом в упор 11 на втулке 9 и изменяет свое положение в поперечной плоскости кассеты 12. Длинное плечо двуплечего рычага 29 опирается на ползун 24 с пером 25. При этом перо 25, опираясь на движущуюся ленту 26, воспроизводит на ней графическую запись, соответствующую величине прилагаемого усилия к рукояткам 10. При вращении ведущей катушки 13 штифты 22, установленныена торце ступицы 21, упираясь в конец одного плеча рычага 20, установленного на Ьоковой панели 19 кассеты 12, качают его. Качание другого плеча рычага 20 посредством поводка 32 передается на балансирньш рычаг 30, установленный на боковой панели 19 кассеты 12, Балансирный рычаг 30, упираясь в дополнительный ползун 27, перемещает его по оси 31. При выходе из зацепления рычага 20 со штифтами 22 дополнительный ползун 27 под действием пружины, установленной на оси 31, давит на балансирный рычаг 30 и вся система возвращается в исходное положение. При этом перо 28 дополнительного ползуна 27 на ленте 26 пишет прямую вертикальную линию и отметку всплеска на этой прямой при взаимодействии балансирного рычага 30 со штифтами 22 ступицы 21 ведущей катушки 13. Количество отметок за один 06 0рот ведущей катушки 13 равно количеству штифтов 22, установленных на ступице 21 ведущей катушки 13. При этом длина окружности охвата тросом 23 шкива 16 за один его оборот по абсолютной величине соответ- . ствует глубине погружения зонда 5. При снятии нагрузки с нагружаю1цего механизма и подтягивании штанги 4 с зондом 5 и кассетой 12 вверх после замера деформации все системы и механизмы пенетрометра занимают исходное положение. При этом двуплечий рычаг 29 прописывает на ленте 26 горизонтальную прямую. Шкив 16 разблокируется с осью 15 муфтой 34 свободного хоа, а ось 15 в этот момент блокируется муфтой 34 свободного хода с боковой панелью 19 кассеты 12 и обеспечивает неподвижное положение ведущей катуике 13. с лентой 26, при этом ппсив 16 ленотпротяжного механизма свободно перекатывается по пoдпpyжинeннo fy тросу 23. „ После вьшолнения процесса замеров точка записи графика нагрузка/осадка может быть началом координат следунмцего процесса замеров. Применение изобретения позволяет повысить точность эксперимента, сокРатить трудоемкость при интерп етации результатов измерений. wWww. 7///////////

6-Б

Риг.. 5

в-s

Г6

Vutff

ПЕНЕТРОМЕТР, включающий направляющие стойки с опорной плитой, штангу с зондом, нагружающий механизм, выполненный в виде подпружиненной относительно штанги втулки с рукоятками, кассету с ведомой и ведущей катушками, ведущая из которых установлена на одной оси со шкивом лентопротяжного механизма с приводом, записывающее приспособление, вьшолненное в виде ползуна с пером и приводом, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения за счет автоматической корректировки масштаба записи в процессе исследования грунта, штанга снабжена кронштейном с дополнительным шкивом, втулка - упо-, ром, кассета - поворотной планкой и рычагом, ведущая катушка - ступицей с равномерно расположенными по ее торцовой поверхности штифтами,- а записывающее приспособление - дополнительным ползуном с пером и приводом, привод шкива лентопротяжного механизма выполнен в виде подпружиненного троса, огибающего шкив лентопротяжного механизма и дополнительный шкив и соединенного одним концом с опорной плитой, а другим с направляющей стойкой, привод ползуна вьшолнен в виде подпружиненного двуплечего рычага, шарнирно закрепсл ленного на поворотной планке и взаи- ч модействующего с упором на втулке нагружающего механизма, а привод дополнительного ползуна - в виде балансирного рыяага, соединенного посредством поводка с рычагом, установленным с возножностыо взаимоСП действия со штифтами на ступице ведущей катушки, при этом кассета со- .осно установлена со штангой и жест- , tn ко соединена с кронштейном, охватывающим одну из рукояток иагружакцего механизма, а ведущая катушка соединена со шкивом лентопротяжного механизма муфтой свободного хода.