Тяговый прибор для определения коэффициента трения сыпучих тел Советский патент 1934 года по МПК G01N9/00 G01N11/04 H01H43/26 

Приборы тягового типа для опреде ления коэфициента трения различных сыпучих материалов обычно одноопорны, так как состоят из одной обоймыкоробки с одним только днищем, врезываемой или прямо в слой испытуемого материала в случае его относительной монолитности или помещаемой над другой такой же обоймой в случае испытания тела, находящегося в состоянии сыпучести.

В первом и во втором случаях искомый коэфициент находится в результате определения сопротивления сдвигу при смещении обоймы при посредстве тягового устройства с динамометром. В случае необходимости производить определения под нагрузкой таковые осуществляются или помещением гирь непосредственно на днище опрокинутой обоймы, или нажатием на то же днище прессом.

Предлагаемый прибор обладает тремя опорами в целях устранить недостаток одноопорности приборов, отличающихся неустойчивостью и неравномерностью передачи давления на образец, что наблюдается при необходимости осуществления сдвига под больщим давлением на 1 кв. см площади; применение трех опор сокращает до минимума размер

(395)

этой опорной площади с сохранением в то же время устойчивости всей системы и устраняет необходимость использования пресса, столь неудобного при испытаниях в полевой обстановке.

Пояснением конструкции предлагаемого прибора служат следующие фигуры на чертеже: фиг. 1-перспективный вид прибора; фиг. 2-вид колонок материала, предназначенных для помещения в коробки-обоймы прибора; фиг. 3-схема установки прибора.

Массивная треугольная плита - платформа 1 (фиг. 1) цельно литая или клепаная, на биссектрисах которой, на равных расстояниях от точки их пересечения, монтированы три обоймы 2 (фиг. 1), служит основной частью прибора. Обоймы эти, предназначаемые для заправки в них образцов, могут быть цилиндрической формы, причем в этом случае края их заостряются фаской, снимаемой с наружной поверхности. В этом случае больщое основание конической поверхности их прилегает вплотную к платформе 1. На одном из углов платформы имеется прилив 3 (фиг. 1) и стойка 4, несущая индикатор 7, который в данном случае применен как динамометр. На приливе 3 монтирован щарнирно

рычаг 5, меньшее плечо которого заканчивается кольцом 6, а большее служит для нажатия на штифт 8, связанный с нагруженным пружиною поршнем индикатора 7. Кольцо 6 устанавливается с, таким расчетом, чтобы горизонтальный трос 9, отходящий от него, находился в плоскости нижних оснований обойм. При попытке сдвинуть прибор усилием, приложенным к тросу 9, рычаг 5 нажимает на штифт 8, который действует на поршневую пружину динамометра, связанную с пером 10. Перо чертит диаграмму на барабане 11, поворачивающемся около своей оси при помощи шнура 12, отходящий конец которого закрепляется вне прибора. Таким образом, диаграмма, получается в ординатах: усилие-путь. Груз 13, передвигаемый по штанге 14, может быть закреплен в таком положении, при котором центр тяжести прибора будет находиться на оси штифта 15, укрепленного осью в точке пересечения биссектрис. На этот штифт при необходимости произвести на прибор дополнительную нагрузку надеваются цилиндрические гири. Кольца 16 служат для подъема прибора, причем в этом случае в них продеваются железные прутья или трубы. Обоймы 2 могут быть различных диаметров и глубины в зависимости от материала, на котором предполагается применить прибор, и от мощности динамометра прибора.

На том слое почвы, для которого предполагается определить временное сопротивление сразу или коэфициент трения, выравнивается площадка, но не обязательно горизонтальная; затем на этой площадке вырезываются колонки 17 (фиг. 2) с диаметрами, несколько большими, чем диаметры обойм, и материал между колонками удаляется. На эти колонки ставится прибор так, чтобы колонки 8ОШИ в полости сбоим. Если материал рассыпчатый и заготовить колонки из него не представляется возможным, то прибор ставится непосредственно на слой материала и путем нажима на плиту-платформу 1 прибора постепенно осаживается при постепенном удалении материала, оказывающегося между обоймами. Если же материал находится в состоянии полной сыпучести, то прибор ставится обоймами на предварительно образованные из данного материла конусы.

Вся установка прибора схематически дана на фиг. 3 в разрезе по плоскости симметрии. Шнур 9, отходящий от прибора, последовательно проходит через два блока 18 и 19, монтированных на колонке 20. Помощью винта 21 положение блока 18 может быть изменено в вертикальном направлении, благодаря чему горизонтальность части троса 9 между колонкой и прибором может быть обеспечена даже в том случае, когда прибор устанавливается значительно ниже поверхности площадки с расположенными на ней колонками почвы. Пройдя через блоки 18 и 19, трос идет к лебедке 22, монтируемой на столбе 23 при помощи зажимов 24, обеспечивающих возможность поворота лебедки около оси столба 23. Благодаря этому работа прибора может быть осуществлена на площадке значительного радиуса, ограниченного только длиною троса 9. Сдвиг прибора при испытаниях почвы осуществляется при посредстве лебедки 22. Гири 25 определяют на грузку на прибор. По заявлению автора, в результате его многочисленных опытов им получена формула для определения Н- сопротивления сдвигу, имеющая вид

,,P

где 5 и Р-площадь поверхности сдвига и нагрузка на эту площадь KI-временное сопротивление данного материала сдвигу и Аа- коэфициент трения материала по тому же материалу. По диаграмме прибора оказывается возможным определить каждый из членов правой части указанной формулы, а следовательно, определить и коэфициенты Ki и /ГзПредмет изобретения.

1. Тяговой прибор для определения коэфициента трения сыпучих тел с использованием динамометра и гибкого привода к нему, отличающийся тем, что в целях возможно равномерного распре деления давления на испытуемые об. разцы (фиг. 1) почвы, применены не

сколько станкообразных обойм 2, свя- j грунта, трансмиссионной колонки 14 занных между собой плитой 1 и служа- (фиг. 2), снабженной передвижной сищих для запрессования в них до отказа j стемой блоков 18 и 19, предназначенматериала испытуемых образцов почвы.

2. Применение при приборе по п. 1,

3 целях его использования на рельефах

ных для изменения направления движения гибкого привода 9 от двигателя к прибору.