Стенд для исследования процесса резания грунтов

 

Изобретение относится к строительству ,в частности, к устройствам для определения сопротивления грунтов резанию рабочими органами землеройных машин и предназначено для экспериментальных исследований динамики процесса резания грунта. Цель изобретения - повышение достоверности результатов исследования процесса резания за счет обеспечения безударного взаимодействия деформатора с грунтом, а также обеспечение движения деформатора с заданной скоростью. В стенде, содержащем установленные на фундаменте 2 поддон для блока грунта 37, и деформатор 35 с приводным механизмом, последний выполнен в виде вала 7 с ведущей и ведомой полумуфтами и вала винта 10, имеющих автономные электродвигатели, а также разноплечего коромысла 13 с роликами 29 и 31 на его концах. Ведущая полумуфта вала 7 связана с валом-винтом 10 посредством вилки, а ведомая полумуфта 23 снабжена кулачком, взаимодействующим с роликом 31. Ролик 29 коромысла 13 взаимодействует с деформатором 35 через закрепленный на нем шток 30. Последний соединен со стойкой коромысла 13 посредством направляющей 33. Электродвигатели оснащены пускорегулирующей аппаратурой 38. Ведомая полумуфта 23 соединена с валом 7 посредством подшипника и установлена с возможностью фиксации от вращения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 N 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252045/31-33 (22) 28.05.87 (46) 30.04.89. Бюл. № 16 (7l ) Сибирский автомобильно-дорожный институт им. В. В. Куйбышева (72) В. Г. Белокрылов, А. П. Сухов и Е. В. Сивкова (53) 624.131.37 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 138532, кл. Е 02 D 1/00, 1960.

Станевский В. П. Совершенствование рабочего процесса землеройных машин. К.: Вища школа 1984, с. 56 — 65. (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения сопротивления грунтов резанию рабочими органами землеройных машин и предназначено для экспериментальных исследований динамики процесса резания грунта. Цель изобретения — повышение достоверности результатов исследования процесса резания за счет обеспечен ия безударного

„„SU„„1476344 А1 взаимодействия деформатора с грунтом, а также обеспечение движения деформатора с заданной скоростью. В стенде, содержащем установленные на фундаменте 2 поддон для блока грунта 37 и деформатор 35 с приводным механизмом, последний выполнен в виде вала 7 с ведущей и ведомой полумуфтами и вала-винта 10, имеющих автономные электродвигатели, а также разноплечего коромысла 13 с роликами 29 и 31 на его концах. Ведущая полумуфта вала 7 связана с валом-винтом 10 посредством вилки, а ведомая полумуфта 23 снабжена кулачком, взаимодействующим с роликом 31. Ролик 29 коромысла 13 взаимодействует с деформатором 35 через закрепленный на нем шток 30. Последний соединен со стойкой коромысла 13 посредством направляющей 33. Электродвигатели оснащены пускорегулирующей аппаратурой 38. Ведомая полумуфта 23 соединена с валом 7 посредством подшипника и установлена с возможностью фиксации от вращения. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

У

1476344

20

30

40

50

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения сопротивления грунтов резанию рабочими органами землеройных машин, и может использоваться для экспериментальных исследований процесса резания грунтов.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов исследования процесса резания за счет обеспечения безударного взаимодействия деформатора с грунтом, а также обеспечение движения деформатора с заданной скоростью.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3— разрез А — А на фиг. 2.

Стенд для исследований процесса резания грунтов состоит из фундаментной плиты 1, закрепленной на фундаменте 2. На фундаментной плите 1 жестко закреплены стойки 3 и 4 с размещенными на них подшипниками 5 и 6 для приводного вала 7 и подшипниками 8 и 9 для вала-винта 10 и стойка 11 с подшипником 12 для коромысла 13. На фундаментной плите 1 закреплены также реверсируемый электродвигатель 14 постоянного тока и асинхронный реверсируемый электродвигатель 15, соединенные кинематически клиноременными передачами 16 и 17 соответственно с приводным валом 7 и валом-винтом 10.

На приводном валу 7 закреплен жестко, например шпонкой 18, шкив-маховик 19.

На шлицы приводного вала 7 свободно с возможностью осевого перемещения посажена ведущая полумуфта 20, имеющая внутреннюю резьбу 21, а на буртик вала 7 посредством жестко соединенного с ним подшипника 22 свободно посажена ведомая полумуфта 23, снабженная кулачком, имеющая наружную резьбу 24. На стойке 4 закреплен фиксатор 25 со стопором 26 полумуфты 23.

На резьбовой части вала-винта 10 размещена гайка 27 с жестко прикрепленной к ней вилкой 28, кинематически сочлененной с ведущей полумуфтой 20. На коромысле 13 с возможностью вращения вокруг своих осей установлены ролик 29, кинематически сочлененный со штоком 30, и ролик 31 кинематически сочлененный с кулачком полумуфты 23. Шток 30 установлен вертикально и подвижно в подшипниках 32 направляющей ЗЗ, жестко соединенной со стойкой ll. Нижний конец штока 30 оснащен съемной головкой 34, на которой жестко закреплен деформатор 35. Ниже деформатора 35 размещено приспособление 36 с блоком грунта 37. Стенд оснащен соответствующей контролирующей и пускорегулирующей 38 и измерительно-регистрирующей 39 аппаратурами, а также пультом 40 управления.

Стенд работает следующим образом.

В исходном положении двигатели 14 и 15 выключены, полумуфта 23 с кулачком (фиг. 1) расположена так, что ролик 31 находится на рабочей поверхности кулачка на минимальном радиусе от оси его вращения. В таком положении полумуфта 23 (фиг. 3) застопорена от вращения фиксатором 26, причем величина стопорного момента устанавливается примерно равной крутящему моменту приводного вала 7, реализуемому в выполняемом эксперименте; шток 30 поднят вверх так, что ролик 29 находится в контакте с его поверхностью, а деформатор 35 располагается на поверхности грунтового блока 37 в нужном по условиям эксперимента месте и в нужном положении. Измерительно-регистрирующая аппаратура 39 (фиг. 2, например, усилители, осциллографы, кинокамеры и т. д.) подготовлена к работе и ждет сигнал для выполнения измерений и регистрации соответствующих параметров исследуемого процесса. Полумуфта 20 и гайка 27 с вилкой 28 находятся в крайнем правом положении (фиг. 3).

Для выполнения эксперимента с пульта 40 управления включают контролирующую и пускорегулирующую аппаратуру 38 и с ее помощью двигатель 14 и приводной вал 7 (фиг. 2) разгоняют до необходимой по условиям эксперимента частоты вращения, после чего с пульта 40 управления включают двигатель 15, который приводит во вращение вал-винт 10, например, по часовой стрелке. Благодаря винтовой нарезке вал-винт 10 заставляет перемещаться вдоль его оси влево (фиг. 3) гайку 27 с вилкой 28.

Последняя, упираясь в полумуфту 20, которая вращается вместе с приводным валом 7, перемещает ее по шлицам приводного вала 7 до соприкосновения с резьбовой частью полумуфты 23.

При начале навинчивания полумуфты 20 на резьбовую часть 24 полумуфты 23 двигатель 15 автоматически (например, концевым выключателем) выключается, а дальнейшее перемещение полумуфты 20 происходит 3а счет резьбы, так как полумуфта 20 благодаря шлицевому соединению вращается вместе с приводным валом 7, а полумуфта 23 остается неподвижной, так как удерживается сгопором 26.

При замыкании фрикционной винтовой муфты, т. е. когда сближающиеся торцовые поверхности полумуфты 20 и полумуфты 23 входят в контакт, на них возникает сила трения, стремящаяся повернуть полумуфту 23 в сторону вращения приводного вала 7. Поворот полумуфты 23 происходит тогда, когда крутящий момент на приводном валу 7 преодолевает стопорный момент, создаваемый стопором 26, и последний освобождает полумуфту 23.

При повороте полумуфты 23 (фиг. 1) ролик 31 перекатывается по его рабочей поверхности и совершает в вертикальной плоскости движение в соответствии с профи1476344

Формула изобретения лем кулачка, выполненным в соответствии с заданным законом движения деформатора 35, и через коромысло 13, ролик 29, шток 30 передает это движение деформатору 35, который перемещается ьертикально вниз, взаимодействует с блоком грунта 37, деформирует, разрушает его или срезает грунтовую стружку определенной величины в соответствии с задачами экспериментальных исследований. При этом деформатор взаимодействует с грунтом безударно, так как разгон его от состояния покоя до нужной скорости происходит в грунте и, кроме того, при резании элементы грунтовой стружки не накапливаются перед деформатором, а под действием силы тяжести падают вниз, что исключает их влияние на протекающий процесс и сопротивление их перемещению по деформатору и грунту.

Измерительно-регистрирующая аппаратура 39 включается в работу автоматически по сигналу, вырабатываемому в момент замыкания фрикционной винтовой муфты— при сближении полумуфты 20 с полумуфтой 23, а также автоматически отключается двигатель 14 и вся измерительно-регистрирующая аппаратура в конце хода штока 30 с деформатором 35, т. е. весь рабочий ход деформатора совершается за время, несколько меньшее времени одного оборота приводного вала 7 после полного смыкания полумуфты 20 с полумуфтой 23.

Такая передача движения деформатору и подбор соответствующих профилей кулачка полумуфты 23 позволяют реализовать очень высокие и постоянные скорости резания (деформации) грунта даже при сравнительно небольшом ходе деформатора.

После остановки двигателя 14 с пульта 40 управления включают реверсируемый электродвигатель 15 на противоположное первому, например против часовой стрелки, вращение вала-винта 10 и гайку 27 с вилкой 28 отводят в крайнее правое положение, после чего полумуфту 23 фиксатором 26 стопорят в исходном положении и вращением приводного вала 7 в сторону, обратную вращению его при рабочем ходе, полумуфту 20 свинчивают с резьбовой части 25 полумуфты 23 и отводят по шлицам в крайнее правое положение. 3атем отключают пускорегулирующую и конт20

45 ролирующую аппаратуру, и стенд подготавливают к выполнению следующего эксперимента.

Предложенный стенд по сравнению с прототипом позволяет осуществлять безударное взаимодействие деформатора с грунтом, выдерживать постоянную скорость и прямолинейную траекторию движения деформатора, получать движение деформатора по определенному заданному по желанию исследователя закону, проводить исследования в более широком диапазоне изменения скорости деформатора, а также исключить влияние на процесс сопротивления перемещению элементов срезанной грунтовой стружки.

1. Стенд для исследования процесса резания грунтов, включающий фундамент, установленные на нем поддон для блока грунта, деформатор с приводным механизмом и измерительно-регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования процесса резания за счет обеспечения безударного взаимодействия деформатора с грунтом, приводной механизм выполнен в виде вала с ведущей и ведомой полумуфтами и вала-винта, имеющих каждый автономный электродвигатель, и разноплечего коромысла с роликами на его концах, установленного на стойке, закрепленной к фундаменту, при этом ведущая полумуфта приводного вала связана с валомвинтом посредством вилки, а ведомая полумуфта снабжена кулачком, взаимодействующим с первым роликом, закрепленным на коротком конце коромысла, второй ролик которого взаимодействует с деформатором через закрепленный на нем шток, соединенный со стойкой коромысла посредством вертикально установленной направляющей, причем электродвигатели валов оснащены пускорегулирующей аппаратурой.

2. Стенд по п. 1, от гичающийся тем, что, с целью обеспечения движения деформатора с заданной скоростью, ведомая полумуфта соединена с приводным валом посредством подшипника и установлена с возможностью фиксации от вращения.

1476344

Фиг. 2

Составитель Г. Мартынова

Редактор М. Келемеш Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 2! 16/43 Тираж 790 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москв а, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101