Нагрузочное устройство приборов для механических испытаний грунтов

 

Изобретение относится к исследованиям физико-технических свойств грунтов. Цель изобретения - расширение диапазона исследований и упрощение конструкции устройства. Устройство состоит из гидроцилиндров 1, порпшей 2, снабженных в верхней части подпятниками 3, кольцевых т аговых двигателей 4, опорных стержней 5 и шарнирно опирающейся на них направляющей 6, выполненной в виде трубы из ферромагнитного материала. Грузовая тележка 7 также выполнена в виде трубы 8, внутри которой расположены плоские дисковые катушки 9 и металлические шайбы 10, являющиеся частью магнитопровода. К тележке 7 подвешен груз 11. При включенных кольцевых шаговых двигателях 4, вращающих поршни., соединяют гидроцилиндры 1 и 12 с помощью кранов 13 и поднимают поршни 2 в верхнее положение путем подачи жидкости в систему нагружения. Дальнейшая работа устройства зависит от выбранно го режима испытаний. 1 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1462150 A 1 (51)4 G 01 N 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4195677/31-33 (22) 18,02,87 ..(46) 28.02.89.. Вюл., У 8 (71) Хмельницкий институт бытового обслуживания (72) В.В.Ковтун, А.А.Синиченко и Г.А.Синиченко (53) 624 ° 131 ° 377 (088б8) (56) Авторское свидетельство СССР

9,413423, клв 0 01.N 33/24, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Ф 114158, кл. E 02 D 1/00, 1983. (54) НАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИВОРОВ ДЛЯ МЕХАНИЧВСКИХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к исследо- ваниям физико-технических свойств грунтов. Цель изобретения - расширение диапазона исследований и упрощение конструкции устройства. Устрой- ° ство состоит нз гидроцнлиндров 1 поршней 2, снабженных в верхней части подпятниками 3, кольцевых щаговых двигателей 4, опорных стержней 5 и шарнирно опирающейся на них направляющей 6, выполненной в виде трубы из ферромагнитного материала. Грузовая тележка 7 также выполнена в виде трубы 8, внутри которой расположены плоские дисковые катушки 9 и металлические шайбы 10, являющиеся частью магнитопровода. К тележке 7 подвешен груз 1 1. При включенных кольцевых шаговых двигателях 4, вращающих поршни..2, соединяют гидроцилиндры 1 и

12 с помощью кранов 13 и поднимают поршни 2 в верхнее положение путем подачи жидкости в систему нагружения.

Двяьнейивя работа устройства вввисит Щ от выбранного режиме испытаний. 1 ил.

1462150!

Изобретение относится к исследоваиям физико-технических свойств грунтов, в частности к приборам для оп ределения прочности и деформируемости грунтов в условиях сложного напряжения состояния.

Цель изобретения — расширение диапазона исследований и упрощение конструкции устройства. 10

На чертеже изображена схема нагру вочного устройства.

Устройство состоит из гидроцилин ров 1, поршней 2, снабженных в верх ней части подпятниками 3, кольцевых паговых двигателей 4 (например, на чертеже показан типовой индукторный шаговый двигатель), опорных стержней !

5, шарнирно опирающейся на них нап равляющей 6, выполненной в виде тру; бы из ферромагнитного материала коь

:аксиально которой с регулируемои ско", :ростью может перемещаться возвратно поступательно грузовая тележка 7 ша

:гового электродвигателя. На чертеже

-:в качестве примера приведена одна . -иэ типовых конструкций коаксиально:го (трубчатого) линейного двигателя, ::в которой направляющая 6 выполнена в виде трубы из ферромагнитного материала, а грузовая тележка 7 выпол-. нена также в виде трубы 8, внутри которой располагаются перемежающиеся между собой плоские дисковые катушки

: 9 и металлические шайбы 10, являющи- 5 еся частью магнитопровода. К тележке 7 подвешен груз 11.

Устройство снабжено гндроцилиндрами 12, служащими для заполнения системы жидкостью и регулировки по- "0

1 ложения поршней 2, а также распределительными кранами 13 и 14. Измерение давления осуществляется манометрами

15, а для замера изменения объема подаваемой жидкости служат волюметры 45

16 любой известной конструкции.

Одну из ветвей 17 нагрузочного устройства подключают к системе создания .бокового давления в камере прибора трехосного сжатия, а другую — 50 к системе создания осевого усилия.

Нагрузочное устройство работает

° следующим образом.

Предварительно устройство приводят в начальное положение. Для этого 55 включают кольцевой шаговый двигатель

4, вращающий поршни 2, с помощью кранов 13 соединяют гидроцилиндры 12 и

1 и подают жидкость из цилиндров 12 в цилиндры 1, поднимая при этом поршни 2 в верхнее положение. Дальнейшая работа устройства зависит от режима испытаний. Например, для проведения испытаний при монотонном нагружении и постоянном среднем напряжении, тележку 7 устанавливают на середине направляющей 6 и нагружают гру-о зом 11. В этом положении на каждый из поршней 2 действуют равные усилия, и, следовательно, в обоих цилиндрах

1 возникают одинаковые давления.

При подаче тока на обмотки 9 магнитопровода возникает продольная сила, вследствие чего тележка 7 с грузом 11 движется с заданной скоростью вдоль направляющей 6. При этом одно из действующих на поршни 2 усилий увеличивается, другое уменьшается, но их сумма, как сумма реакций однопролетной балки, остается постоянной.

Поскольку величины давлений в гидроцилиндрах 1 пропорциональны этим усилиям> сумма бокового и осевого давлений при испытании остается постоянной, а соотношение давлений меняется вплоть до разрушения образца.

При испытании в режиме уплотнения плавное увеличение среднего напряжения (суммы давлений в цилиндрах

1) производят с помощью жидкости, наливаемой постепенно в сосуд, подвешенный к тележке, ступенчатое — гирями, укладываемыми на подвеску.

Для реализации циклического нагружения, осуществляют возвратно-поступательное перемещение грузовой тележки 7, Произвольные сложные траектории нагружения можно получить при одновременном (запрограммированном) движении тележки 7 с заданной скоростью и заполнении подвешенного к ней сосуда с жидкостью.

В процессе испытаний образец грунта постепенно деформируется, в результате чего меняется объем жидкос- . ти в гидравлических камерах прибора трехосного сжатия. Это вызывает ответные осевые (продольные) перемещения поршней 2 в цилиндрах 1 нагрузочного устройства, компенсирующие указанные изменения объема. Однако перемещение поршней 1 связано с преодолением сил трения по совместным контактным поверхностям поршней 2 и цилиндров 14

4 нагружений при различных скоростях нагружения.

14621

Формула из обретения

Составитель В.Врачев

Техред М.Дидык

Корректор И.Муска

Редактор Н. Горват

Заказ 665/39 Тираж 788 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. ГагарИна, 101

Для устранения искажающего влияния сил трения на результаты испытаний предусмотрено вращение поршней 2 в процессе испытаний образцов грунта в приборе трехосного сжатия. Это значительно повышает достоверность результатов испытаний.

Применение изобретения позволяет управлять процессом испытания грун- 10 тов по заданной программе, для чего может быть применена любая известная электронная схема управления шаговыми двигателями (например, применение электронных коммутаторов напряжения) . 15

Возможно управлять изменением скоростей нагружения по заданной программе, а также задавать программу режима нагружения, особенно важной для испытаний связных грунтов, деформа- 20 ции которых сопровождаются удалением воды из мелких пор, ползучестью скелета и проявлейием других реологических свойств. Кроме того, становится возможным проведение испытаний грунтов в режимах циклического и сложного

Нагрузочное устройство приборов для механических испытаний грунтов, включающее гидравлические цилиндры с поршнями, шарнирно соединенными с направляющей, на которой подвижно установлена грузовая тележка, систе му трубопроводов и измерительные приборы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона исследований и упрощения конструкции устройства, поршни гидравлических цилиндров снабжены приводами в виде кольцевых шаговых двигателей и соединены с направляющей с возможностью вращения относительно ее опорных стержней, при этом направляющая выполнена в виде трубы из ферромагнитного материала, на которой коаксиально расположена грузовая тележка, снабженная магнитопроводом.