Устройство для определения показателя прочности снега Советский патент 1990 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения механических характеристик методом вдавливания индикатора.

Целью изобретения является повышение производительности за счет механизации процесса измерений.

На фиг,1 показано предлагаемое устройство, внешний вид сверху; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг03 - то же, вид с торца; на фиг.4 - то же, общий вид; на фиг.5 - конструкция устройства без грузовой площадки, вид сверху; на фиг,6 - сечение А-А на фиг,5; на фиг,7 - конструкция устройства, аксонометрия (с разрезами); на фиг.8 - coeflHHHfельные звенья в исходном положении, вид спереди; на

фиг.9 - сечение Б-Б на фиг.8; на фиг.10 - то же, в рабочем положении, вид спереди; на фиг.11 - сечение В-В на фиг.10; на фиг.12 - рычаг, вид сбоку; на фиг.13 - то же, сверху; на фиг. 14 - то же, вид с торца.

Устройство для определения показателя прочности снега содержит грузовую площадку 1, смонтированную на прямоугольном основании 2, имеющем в центре отверстие 3, на котором жестко установлен направляющий цилиндр 4 с крышкой 5, а по углам основания 2 расположены опоры 6. Внутри направляющей цилиндра 4 смонтирован шток 7 с направляющей пластиной 8 и измерительным конусом 9 на конце, причем шток 7 проходит через отверстие в крышке 5. Нл штоке 7 засл J

СП

со

00

креплены верхний ограничитель 10 и нижний ограничитель 11. Между верх- им ограничителем 10 и крышкой 5 установлена связанная с ними пружина 12 (упругий элемент). На опорах 6, с возможностью перемещения относительно их, одним концом закреплены рычаги 13, другой конец которых шарнирно сочленен с большим 14 и малым 15 Кольцами, при этом большое кольцо 14 сходится с внешней стороны направляющего цилиндра 4, а малое кольцо 15 - внутри, вокруг штока 7, между верхним 10 и нижним 11 ограничителями. |Болыное кольцо 14 жестко связано с алым кольцом 15 ребрами 16, проходящими через прорези 17 в направляющем цилиндре 4 и заканчивающимися ушками 18 для шарнирного крепления рычагов 13. Верхняя часть штока 7, над крыш- ой 5, выполнена в виде зубчатого стержня 19, взаимодействующего с установленной на крышке 5 шестерней 20 и валом 21, который тросом 22, через блок 23 и первую зубчатую рейку 24 находится в зацеплении с пружиной 25 Первая зубчатая рейка 24 взаимосвязана t первым валиком 26, который служит осью поворота стрелки 27 инди катора прочности снега 28, находяще гося на грузовой площадке. Внешнее большое кольцо 14 посредством троса 29 через блок 30 и вторую зубчатую рейку 31 связано с силоизмеритель- ным элементом 32. Вторая зубчатая рейка 31 взаимодействует со вторым валиком 33, на котором закреплена стрелка 34 индикатора 35 силоизмери- геля (веса человека), установленного на грузовой площадке 1 снаружи, На рычагах 13, имеющих Н-обраэную форму и выполняющих функцию направляющи установлены колеса 36, ось которых посредством шарнирно закрепленных стержней 37 связана с грузовой площа кой 1 и шарниром 38, закрепленном на винте 39 с резьбой и взаимодействующем со втулкой 40, внутри которого нарезана резьба и на верху которого, над грузовой плоиадкой 1, закреплена поворотная ручка 41. Грузовая площадка 1 и основание 2 соединены двумя поворотными соединительными звеньями 42, на которых установлен кожух 43 с пружиной 44 и вытягивающей ручкой 45, при этом в корпусе грузовой площадки 1, в месте соединения с ним верхних звеньев 42, имеется

0

5

0

25

JQ, 45 - 35

40

50

55

продопьный технологический паз 46, верхнее звено 42, подпружиненно упругим элементом 47,

Устройство работает следующим образом.

Устройство укладывают основанием 2 на поверхность гнега. В исходном положении грузовая площадка 1 за счет упругой силы пружины 25 находится в приподнятом положении над основанием 2„ Поворотные звенья 42 занимают вертикальное положение за счет расположенного в месте их сочленения удерживающего кожуха 43, поддерживаемого в этом положении пружиной 44, Конус 9 находится внутри направляющего цилиндра 4 заподлицо с нижней поверхностью основания 2, а между нижним ограничителем 11 и малым кольцом 15 имеется технологический зазор (фиг,6) На грузовую площадку 1 становится оператор, производящий измерения, его вес через шарнирно закрепленные стержни 37, колеса 36 передается на рычаги 13, которые все одновременно с большим 14 и мальм 15 кольцами перемещаются вниз на расстояние, не превышающее величины техноло гического зазора между нижним ограничителем 11 и малым кольцом 15, что определяется упругостью силоиэмери- тельного элемента 32 соединенного второй зубчатой рейкой 31, тросом 29 через блок 30 с большим кольцом 14, За счет перемещения верхних соединительных звеньев 42 в продольных пазах 46 имеется возможность небольшого люфта грузовой площадки 1 относительно основания 20 К зависимости от веса оператора силоизмерительный элемент 32 растягивается на определенную величину, и через зубчатую пару рейка 31 - валик 33 усилие вращения передается на стрелку 34, которая на индикаторе 35 указывает отсчет показаний веса оператора. Для определения показателя прочности снега необходимо конкретное и регламентированное усилие, которое будет воздействовать на конус 9. Величина этого необходимого усилия отмечена риской на индикаторе 35 и определяется совпадением с ней стрелки 34. Если стрелка 34 не совпадает с риской, то оператор вращением ручки 41 на втулке 40 выдвигает из него или задвигает в него посредством .резьбы винт 39 с шарниром 38. Шарнир

38, перемещаясь вверх или вниз, через стержни 37 одновременно отодвигает от направляющего цилиндра 4 или подвигает к нему колеса 36, увеличивая или уменьшая плечо между колесами 36 и большим кольцом 14, тем самым уменьшая или увеличивая величину нагрузки от рычагов 13 на большое кольцо 14 - далее на сило- иэмерительный элемент 32, что определяется перемещением второй зубчатой рейки 31 и совпадением стрелки 34 индикатора 35 с риской. Оператор, находящийся на грузовой площадке 1, ручками 45 одновременно поднимает кожухи 43, освобождая место сочленения и сгиба звеньев 42. Грузовая площадка начинает перемещаться вниз. Большое кольцо 14 опускается вместе с малым кольцом 15, которое упирается в нижний ограничитель 11 на штоке 7. Конус 9 упирается в снег и начинает погружаться в него в зависимости от его плотности. Зубчатый стержень 19, опускаясь и взаимодействуя с шестерней 20, вращает ее вместе с соосным валом Л1, на который наматывается трос 22. в зависимости от глубины погружения конуса 9 в снег пружина 25 растягивается и через зубчатую пару рейка 24 - валик 26 усилие вращения передается на стрелку 27, которая на циферблате индикатора 28 указывает отсчет прочности снега. При проведении измерений, во время погружения конуса 9 в снег, увеличивается сила сопротивления от пружин 25 и 12, уменьшающая регламентированное усилие. Эта сила сопротивления компенсируется возрастающим усилием от рычагов 13 на большое кольцо 14, так как при перемещении кольца 14 вниз уменьшается плечо между ним и колесом 36, что и влечет за собой увеличение нагрузки, компенсирующей силу сопротивления пружин 12 и 25. После проведения измерений, оператор сходит с грузовой площадки I, и посредством пружи 12, 25, 32 и 44 устройство приходит в

5

0

5

0

исходное положение. При дальнейших измерениях, г роводимых одним оператором, не требуется настройки стрелки 34 индикатора 35 веса человека. Если измерения будет проводить другой опег ратор, то требуется описанная настройка устройства.

Формула изобретения

Устройство для определения показателя прочности снега, содержащее грузовую площадку и сязанный с ней шток с индентором в виде конуса, о т- личающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено основанием с опорами и направляющим цилиндром с прорезями для размещения штока с конусом, двумя коаксиальными кольцами, большим из которых охвачен направляющий цилиндр, а меньший установлен в нем, жестко связанными друг с другом через прорези, рычагами, установленными одним концом на опорах с возможностью продольного переме01ения, .а другим концом шарнирно связанными с большим кольцом, колесами для перемещения по рычагам, стержнями, шарнирно установленными одним концом на осях колес и другими часть из них соединена с грузовой площадкой, регулировочным винтом, размещенным на грузовой площадке с шарниром на одном конце, с которым связаны свободные концы другой части стержней, верхним и нижним ограничителями и возвратной пружиной, установленными на штоке индикатором показателя прочности снега и силоиз- мерителем, размещенными на грузовой площадке и связанными соответственно со штоком и с большим кольцом, шарнирно закрепленными одним концом на 5 грузовой площадке и другим концом на основании составными по длине звеньями с подпружиненным по оси кожухом и вытягивающей ручкой, а шток с конусом размещен внутри малого кольца с возможностью осевого перемещения.

0

5

0

45

28

45

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для определения механических характеристик методом вдавливания индентора. Целью изобретения является повышение производительности за счет механизации процесса измерений. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения показателя прочности снега, содержащее грузовую площадку и связанный с ней индентор, снабжено основанием с опорами и направляющим цилиндром, в который помещен индентор, рычагами, которые связавают индентор с опорами и грузовой площадкой, и индикаторами силоизмерителя и показателя прочности снега, кинематически связанными с индентором. 14 ил.

4f

4$

43

4J- 14

Фиг. 2

45

Фиг.1

W, 35

/

4J

Фиг.З

Х2

«4

Фиг. 4

36 43J7

Л JJJ/J5

54J1671791583°3°Р В

Фиг. 6

74

Фиг.5

A-A

/

27 252

h,;-/

«О

Csj

to ITS

83

8

Ni

«SJ

C:

fb

т

Ln J

4D CC

-fc- ts

Ј

го

Ј t4 .4S.

a

I- .3

СТ. Г1-

A

fe N

/

A

rV

(h

Фиг. 13 f3

/И

13

Фиг. /4