Нагрузочный узел к устройству для испытания грунта Советский патент 1990 года по МПК E02D1/00 

Изобретение .относится к устройствам для исследования физико-механических свойств грунтов и может быть использовано в инженерно-геологических изысканиях при исследовании ползучести скальных пород для гидротехнического строительства.

Цель изобретения - повышение точности измерений при испытании скальных массивов в штольнях небольшой высоты путем обеспечения постоянства и непрерывности величин нагрузки на грунт.

На фиг.1 дана схема нагрузочного узла в составе устройства для определения несущей способности грунта; на фиг.2 -узел I на фиг.1, разрез; нафиг.З и 4-соответственно сечения А-А и Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - кинематическая схема планетарного редуктора.

Нагрузочный узел содержит тарированный груз 1, подвешенный на тросике 2, закрепленном на барабане 3 быстроходного вала 4 планетарного редуктора 5. Для подь- ема груза 1 вращением барабана 3 последний снабжен рукояткой 6.

На тихоходном валу 7 редуктора 5 закреплен барабан 8, несущий силовой трос 9. Свободный конец силового троса 9 после направляющих роликов 10 закреплен на нижней траверсе 11, которая через тяги 12 жестко соединена с верхней траверсой 13. Узел также имеет гидроусилитель 14, содержащий полость 15 с плунжером 16 низкого давления, шарнирно соединенным с верхней траверсой 13, и полость 17с плунжером 18 высокого давления, закрепленным на поршне 19. Воздушная полость 20 под поршнем 19 сообщена с атмосферой через отверстие 21. Маслопровод 22 соединяет полость 17 с полостями гидродомкратов 23, которые установлены на;испытуемом скальном массиве 24 и удерживаются анкерным приспособлени ем 25. Ручной маслонасос 26 с маслопроводом 27 служат для первоначального заполнения системы маслом и восполнения утечек.

Редуктор 5 состоит из зубчатой цилиндрической пары и планетарной передачи. Зубчатая пара содержит шестерню 28, закрепленную на валу 4, и колесо 29, закреп- ленное на общем валу с солнечной шестерней 30. Планетарная передача (см.фиг.5) содержит сателлиты 31, эпицикл 32 и водило 33, оканчивающееся валом 7. Обод эпицикла 32 и обод водила 33 охвачены раздельными тормозными лентами 34 и 35, заканчивающимися щеками 36 и 37, прижимаемыми к каждому ободу регулируемыми пружинами 38 и 39.

Между щеками 36 и 37 размещены кулачки 40 и 41, закрепленные на общем валике 42 таким образом, что длинные и короткие оси обоих кулачков взаимно перпендикулярны. На выходящем из редуктора 5 конце валика 42 закреплена рукоятка 43 управления кулачками.

Нагрузочный узел в составе устройства работает следующим образом.

Необходимое давление масла в гидродомкратах 23 обеспечивается относительно

0 небольшим весом груза 1, многократно увеличенным благодаря большим передаточным числам редуктора 5 и гидроусилителя 14. По мере деформации испытуемого скального массива 24 объем масла в поло5 стях гидродомкратов 23 увеличивается, плунжеры 16 и 18 и поршень 19 опускаются, вместе с ними опускаются траверсы 11 и 13, а барабаны 3 и 8 - раскручиваются, опуская вниз тарированный груз 1. Необходимо

0 учесть, что длина пути опускания груза 1 больше деформации скального массива в п число раз, равное произведению передаточных чисел редуктора 5 и гидроусилителя 14. Высота штольни недостаточна для пути

5 груза при полном цикле испытаний. Поэтому, когда груз 1 придет в нижнее положение, необходимо временно приостановить испытание, т.е. снять давление гидродомкратов 23 на испытуемый массив 24 и поднять груз

0 1 в крайнее верхнее положение, после чего продолжить испытания и повторить перезарядку, если испытания рассчитаны на длительный срок (несколько суток и более). Для этого редуктор 5 работает в двух

5 режимах. В первом режиме когда необходимо создать давление масла в гидродомкратах 23, эпицикл 32 останавливают благодаря тормозной ленте 34, прижатой к ободу эпицикла 32 пружиной 38. Для этого кулачок 40

0 между щеками 36 тормозной ленты 34 устанавливают удлиненной осью вертикально и поэтому щек 36 он не касается, а кулачок 41 между щеками 37 тормозной ленты 35 водила 33 устанавливается удлиненной осью го5 ризонтально, благодаря чему, воздействуя на щеки 37, он сжимает пружину 39, тормозная лента 35 отжимается от обода, и водило свободно вращается (фиг.З и 4). В этом положении планетарный редуктор 5 работает,

0 как обычный (по схеме 2К-Н) и по мере деформации испытуемого скального грунта происходит опускание груза 1.

Во втором режиме, когда необходимо поднять опустившийся груз 1, не снижая

5 при этом давления масла в гидродомкратах 23, рукояткой 43 поворачивают валик 42 на 90°, в результате кулачок 40 эпицикла 32 становится удлиненной осью горизонтально, а кулачок 41 водила 33 -. удлиненной осью вертикально. Теперь водило 33 остановлено(застопорено), а эпицикл 32 расторможен и может свободно вращаться. Так как водило 33 неподвижно, то барабан 8 вращаться не может, и все остальные элементы (силовой трос 9, траверсы 11 и 13 и плунжеры 16 и 18) не могут перемещаться, и масло, находящееся в системе, заперто. В результате давление масла сохраняется в системе таким, каким оно было до переключения. Так как эпицикл 32 свободен, то вращением барабана 3 с помощью рукоятки 6 поднимается груз 1 на требуемую высоту, а вращение элементов редуктора (шестерни 28, колеса 29, солнечной шестерни 30, сателлитов 31 и эпицикла 32)происходит вхолостую без особых усилий. После подъема груза 1 валик 42 поворачивается на 90° (в любую сторону), в результате чего эпицикл 32 стопорится, а водило 33 освобождается, и система снова находится в работе.

Использование изобретения обеспечивает возможность исследования скальных грунтов непрерывно в течение неограниченной длительности цикла испытаний. Это

возможно потому, что во время перезарядки груза давление в гидродомкратах сохраняется за счет возможности попеременного стопорения и освобождения эпицикла и во- 5 дила планетарного редуктора.

Формула изобретения

Нагрузочный узел к устройству для ис- 0 пытания грунта, включающий систему из тросовых тяг и груза, связанную через редуктор с элементом, передающим усилие на грунт, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при испы- 5 тании скальных массивов в штольнях небольшой высоты путем обеспечения постоянства и непрерывности величины нагрузки на грунт, редуктор выполнен планетарным, а ободы его эпицикла и водила 0 снабжены подпружиненными тормозными приспособлениями с элементами управления, выполненными в виде закрепленных на общем валике кулачков, оси которых перпендикулярны относительно друг друга.

Изобретение относится к устройствам для исследования физико-механических свойств грунтов. Цель изобретения - повышение точности измерений при испытании скальных массивов в штольнях небольшой высоты путем обеспечения постоянства и непрерывности величины нагрузки на грунт. Узел включает груз 1, подвешенный на тросе 2 и связанный через планетарный редуктор 5 с гидроусилителем. Ободы эпицикла 32 и водила 33 редуктора 5 снабжены тормозными щеками 36 и 37, прижимаемыми к каждому ободу регулируемыми пружинами. Элементы управления тормозными лентами (кулачки 40 и 41) закреплены на общем валике 42 так, что длинные и короткие оси их взаимно перпендикулярны. 5 ил.

Фин. 1

/Г-/

зг

1606611 5-6

37

ФигА

о