Устройство для определения динамических характеристик грунтов Советский патент 1982 года по МПК E02D1/00 

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения в палевых условиях динамических характеристик грунтов, необходимых для расчета фундаментов машин с динамичес кими нагрузками.: Известно устройство для определения динамических характеристик грунтов, включающее штамп, связанный с вибратором в измерительные приборыCl Однако ПЕЖ использовании известного устройства изменение частоты вращения валов дёбалансов вибратора приводит к изменению амплитуды динамической нагрузки на штамп пропорционально квадрату частоты вращениявалов дёбалансов. Наиболее близким технически решением к предлагаемому является устройство для определения динамических характеристик грунтов, включаюБ{ее опорную плиту, концы которой шарнирно связаны со штампами, установленными на плите, вибратор направлениог действия с электроприводом и платфор мой, измерительные приспособления: .л Недостаток устройства - невозможност производства определений с автоматической регулировкой амплитуды гармонической нагрузки на штамп в широком диапазоне частот. Целью изобретения является повышение производительности устройства путем автоматической регулировки амплитуды динамической нагрузки на штамп в широком диапазоне частот. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения динамических характеристик грунтов, включающем грузовую балку с набором ГЕХЗОВ,, связанную с одним из штампов посредством шарового шарнира, ас ДРУГИМ - через шарнирно закрепленные на нем ползуны, установленные в образованных в балке продольных пазах, размещённые на поворотной платформе вибратор направленного действия с электродвигателем, измерительные приспособления, прячем ось поворота вибратора совмещена с линией пересечения плоскости вращения центров дебалансных масс с плоскостью, проходящей через ось шарниров ползунов перпендикулярно продольной ось балки, вибратор выполнен с вариатором скорости, имеющим механизм перемещения ведущего барабана в виде винта; с гайкой, а грузова я балка снабжена зубчатым ренцом, связанным с ним валом шестер

ней, причем ведомый диск вариатора установле на одном из валов дебсшансов вибратора и прижат к ведущему барабану., выполненному с переменной конусностью, вал которого одним концом связан аксиально-подвижным соединением с валом ротора электродвигатейя, а другим - через радиальио упор ный подшипник - с винтом, .связанным в свою очередь - ксиально-подвижНым соединением с валом шестерней, при этом гайка винта выполнена заодно с вал-шестерней, установленной на пово$)втн@й платформе вибратора.

На фиг. 1 изобр ажено устройство, o6ti№ вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - раэрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство включает в себя опорную плиту 1, соединенную посредством шарового шарнира 2 со штампом 3, установленные в продольных пазах грузог вой балки 1 ползуны 4, шарнирно соеди ненные со штампом 5, вибратор направленного действия 6.с механизмом поворота 7 относительно опорной плиты 1. Ведомый диск 8 вариатора скорости вибратора 6 установлен на одном из валов де алансов вибратора б и прижимается , встроенной в ступицу ведомого диска 8, кведущему барабану 9 переменной конусности, вал которого одним концом аксиально-подвижным соединением 10 связан с валом ротора электродвигателя 11, а другим через радиально-упорный подшипник 12 с винтсм«с13, г.айка 14 которого эакреп лена на платформе вибратора б, а винт 13, в свою, очередь, связан аксиальноподвижным соединени 4 15 с валом шестерней 16, взаимодействующей с зубчатым венцом 17,закрепленным на опорной плите 1. Устройство снабжено измерительныМЬ приспособлениями 18. Цапфы вала ведущего барабана 9 снабжены быстроразъемными соединениями.

Устройство работает следующим образом.

Частота вращения ротора электродвигателя 11, следовательно, и ведущего барабана 9 в процессе определений не изменяется. При повороте вибратора б с помощью механизма цоворота 7 относительно грузовой балки 1 вал-11естерня 16 обкатывается по зубчатому венцу 17. Вращение вала-ий стерни 16 передается через аксигшьно-подвижное соединение 15 винту 13, который взаимодействуя с гайкой 14, преобразует вращательное движение в поступательное, увлекая за собой через радиально упорный поАиипник 12 ведущий барабан 9. Благодаряналичию аксиально-подвижного соединения 15 дал-шестерня 16 не испытывает осевого воздействия от винта 1 Через радиально-упорный подшипник 12 крутящий момеят с вала ведущего барабана 9 на винт 13 не передается. Тем

самым обеспечивается независимость воздействия на вал ведущего барабана 9 крутящего момента от электродвигателя 11, с одной стороны, и осевой силы от винта 12. с другой. Смещаясь вдоль оси, ведушк барабан 9, в свою очередь воздействует на ведомый диск который под этим воздействием смещается вдоль вала дебаланса, в результате чего изменяется соотношение койтактных диаметров ведомого диска 8 и ведущего барабана 9, передаточное отношение вариатора, частота вращения валов дебапансов.

Таким обраэ ом, вследствие изменения угла наклона вибратора б происходит изменение горизонтальной и вертикальной составляющих гармонической нагрузки, ге«ерируемой вибратором 6, а следовательно, амплитуды этой гармонической нагрузки. Вертиксшьная составляющая гармонической нагрузки от вибратора б воспринимается штампом 5 , а горизонтальная - штампом 3.

Уравнение образующей поверхности ведущего барабана уСх)Ь в зависикюсти от принятых диаметра ведомого диска dew , шага винтовой линии винта h, передаточного отношения зубчатой пары.з, назначенной величины мо

мента дебалансов Т гацВ (т,-- масса - л - ..

1S1

i-ro дебаланса, J.J- эксцентриситет центра дебалансной массы относительно оси вращения, п - количество дебалансных масс), требуемой условиями испытаний амплитуды гармонической , нагрузки на штамп Р (ц;) и частоты вращения зедущего барабана определяют по формуле

Al j / W ®

-та-„п. „

Б -.-Ж

где Jf 3,14; h - ход винта при повороте вибратора на острый угол d , отсчитываемый для.случая определения динамических характеристик при упр .w гом равномерном сжатии грунта от вер.тикали, а при упругом равномерном сдвиге грунта - от горизонталы х

14

2л

Показания измерительных приспособлений 18, установленных на штампах 3 и 5 , служат, исходными данньами при определении динамических характеристик грунтов по известным методикам.

Для грунтов, обладающих нелинейными динамическими характеристикг1ми, возможность определения последних в зависимости от частоты колебаний при неизменной амплитуде гармонической нагрузки на штамп является особенно важной.

Для определений Динамических характеристик грунтов е зависимости от амплитуды гармонической нагрузки с постоянной частотой колебаний в устройстве достаточно вывести валшестерню 16 из зацепления с зубчатым венцом 17 и производить измерения, изменяя с помощью механизма поворота 7 положение вибратора б относител но грузовой балки 1. Использование устройства при определении динамических характеристик грунтов оснований позволит уменьшить трудозатраты на его обслуживание и сократить сроки испытаний. Формула изобретения Устройство дпя определения динамических характеристик грунтов, вклю чающее грузовую балку с набором гру зов, связанную с одним из штампов посредством шарового шарнира, а с другим - через шарнирно закрепленны на нем ползуны, установленные в обра зованных в балке продольных пазах, размещенные на поворотной платформе вибратор направленного действия « электродвигателем, измepитeльньtliэ приспособления, п 5ичем ось поворота вибратора совмещена с линией пересе чения плоскости вращения центров дебалансных масс с плоскостью, проходя14ей через ось шарниров ползунов перпендикулярно продольной оси балки, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства путем автоматической регулировки амплитуды динамической нагрузки на штамп в широком диапазоне частот, вибратор выполнен-с вариатором скорости, имеющим механизм перемещения ведущего барабана в виде винта с гайкой, а грузовая балка снабжена зубчатым венцом, связапиь-от с ним валом-шестерней, причем ведомый диск вариатора установлен на одном из валов дебалансов вибратора и прижат к ведущему барабану, выполненному переменной конусностью, вал которого одним концом связан аксиально-подвижным соединением с валом ротора электродвигателя, а другим - через радиально упорный подшипник - с винтом, связанным в свою очередь аксиальноподвижным соединением с валом-шестерней, при этом гайка винта, выполнена заодно с валом-шестерней, установленной на поворотной платформе вибратора .., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 690115, кл. Е 02 D 1/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2830340/29-33, кл. Е. 02 I) 1/02, 1977.