Устройство циклического нагружения (варианты)



Устройство циклического нагружения (варианты)
Устройство циклического нагружения (варианты)

 


Владельцы патента RU 2582303:

Открытое акционерное общество Башкирское Конструкторское Бюро "Нефтехимавтоматика" (ОАО БСКБ "Нефтехимавтоматика") (RU)

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для подготовки образцов геосинтетических материалов к испытаниям на износоустойчивость, и может применяться в соответствующих областях техники. Устройство циклического нагружения по первому варианту включает в себя ящик для образца, блок управления, датчик усилия. Плита для нагружения образца связана с датчиком усилия, приводом редуктора. Усилие передается пневмомускулом через редуктор и рычаг, а положение рычага контролируется датчиком положения рычага. Компрессор обеспечивает рабочее давление регулятора давления. По второму варианту исполнения, помимо всего перечисленного в первом варианте, в устройство добавлен накопительный бак между компрессором и регулятором давления. Технический результат: возможность оценить износ материалов дорожных покрытий (одежд) при действии циклической нагрузки - имитация прохождения колеса по дорожному покрытию согласно ОДМ 218.5.006-2010. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для подготовки образцов геосинтетических материалов к испытаниям на износоустойчивость, и может применяться в соответствующих областях техники.

Известна установка для оценки усталости асфальтобетона при циклических динамических воздействиях (пат. №129245, МПК G01N 3/32, 2011) [1], содержащая каркас, подъемный стол, выполненный с возможностью изменения высоты, узел позиционирования балки-образца, узел нагружения балки-образца, содержащий шатунно-ползунный механизм, промежуточное упругое основание, выполненное в виде емкости, заполненной модельным грунтом с возможностью плотного контактирования с обращенной к нему плоскостью балки-образца. Измерения нагружающего усилия выполняют с помощью датчика усилия, измерения перемещений выполняют с помощью тензорезисторов и пружин, для изменения высоты подъемного стола используют винтовую пару.

Одним из недостатков данной установки является невозможность автоматической компенсации уплотнения грунта. В данной установке для этих целей предусмотрена винтовая пара, что предполагает применение ручного труда. Также недостатками являются отсутствие возможности раздельного управления минимальной и максимальной нагрузкой, невозможность изменения закона нагружения образца.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является машина гидравлическая для механических испытаний при циклических нагружениях (пат. №2337344, МПК G01N 3/08,2007) [2], прототип. Она включает в себя силовую раму, датчик силы, захваты для крепления испытываемых изделий или образцов материалов, гидравлический силовой цилиндр, насосную установку подачи рабочей жидкости в гидросистему машины, два гидропульсатора циклической подачи рабочей жидкости в силовой гидроцилиндр, кривошипные валы которых соосно соединены между собой посредством специальной муфты, а цилиндры двух пульсаторов объединены общим гидравлическим коллектором, соединенным с силовым гидроцилиндром машины.

Недостатками данной машины является высокая стоимость гидросистемы и сложность ее обслуживания, а также в данной машине нет возможности изменения закона нагружения образца и при уплотнении грунта сложно обеспечить поддержание минимальной и максимальной нагрузок.

Задачей заявляемого изобретения является необходимость оценки износа материалов дорожных покрытий (одежд) при действии циклической нагрузки - имитация прохождения колеса по дорожному покрытию согласно ОДМ 218.5.006-2010.

Для достижения поставленной задачи в устройстве циклического нагружения при помощи пневмомускула через рычажную систему создается циклическая нагрузка на образец при помощи плиты. Образец при этом помещается между двумя слоями наполнителя (щебня).

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено устройство циклического нагружения, вариант 1, на фиг. 2 - то же, по варианту 2.

Устройство циклического нагружения согласно первому варианту выполнения содержит ящик 1, в который между двумя слоями наполнителя устанавливается образец. Компрессор 2 через регулятор давления 3 соединен с пневмомускулом 4. Пневомомускул 4, установленный на основании 5, соединен со свободным концом рычага 6. Также, на свободном конце рычага 6 установлен датчик положения рычага 7. Другой конец рычага 6 установлен на основании 5. В средней части рычага установлен редуктор 8. Редуктор 8, в свою очередь, через датчик усилия 9 соединен с плитой 10 с одной стороны и с приводом редуктора 11 с другой. Блок управления 12 соединен с датчиком положения рычага 7, приводом редуктора 11, датчиком усилия 9 и регулятором давления 3.

Заявляемое устройство циклического нагружения согласно первому варианту его выполнения работает следующим образом: ящик для образца 1 наполовину заполняется наполнителем (щебнем), на него укладывается образец и сверху засыпается наполнителем до верха. При помощи привода редуктора 11 и редуктора 8 плита 10 опускается на ящик 1 с наполнителем вплотную к наполнителю, при этом рычаг 6 устанавливается в базовое положение (горизонтально), что фиксируется датчиком положения рычага 7. Компрессор 2 создает давление, необходимое для работы регулятора давления 3. Регулятор давления 3 создает давление в пневмомускуле 4 для обеспечения нагрузки на образец, заданной блоком управления 12. Нагрузка от пневмомускула 4 посредством рычага 6 передается на плиту 10 и образец. Рычаг 6 позволяет уменьшить усилие, которое должен создать пневмомускул 4 для обеспечения требуемой нагрузки на образец. В процессе циклического нагружения уменьшается толщина слоя наполнителя и соответственно, положение рычага 6 отклоняется от базового, что фиксируется датчиком положения рычага 7 и передается в блок управления 12. После фиксации сигнала от датчика положения рычага 7 об отклонении положения рычага 6 от базового (горизонтального) блок управления 12 дает сигнал приводу редуктора 11, который посредством редуктора 8 корректирует положение плиты 10 и возвращает рычаг 6 в базовое положение. Возможность изменения закона нагружения образца контролируется блоком управления 12 по показаниям датчика усилия 9 и исходя из этого корректируется закон изменения управляющего сигнала для регулятора давления 3.

По второму варианту, кроме всего перечисленного в первом варианте, добавлен накопительный бак 13 между компрессором 2 и регулятором давления 3 для снижения производительности компрессора 2, что приводит к уменьшению его стоимости и уменьшению уровня шума при работе установки. Перед началом испытаний в накопительный бак 13 закачивается воздух, который расходуется по мере проведения испытаний.

Результаты испытания изготовленного опытного образца устройства циклического нагружения показали, что в устройстве с успехом решается поставленная задача.

Данное устройство циклического нагружения может изготавливаться в промышленных масштабах и найдет применение в испытательных лабораториях.

1. Устройство циклического нагружения, включающее в себя ящик для образца, блок управления, датчик усилия, отличающееся тем, что плита для нагружения образца связана через датчик усилия, привод редуктора, редуктор и рычаг с пневмомускулом, положение рычага контролируется датчиком положения рычага, компрессор связан с пневмомускулом через регулятор давления.

2. Устройство циклического нагружения, включающее в себя ящик для образца, блок управления, датчик усилия, отличающееся тем, что плита для нагружения образца связана через датчик усилия, привод редуктора, редуктор и рычаг с пневмомускулом, положение рычага контролируется датчиком положения рычага, компрессор связан с пневмомускулом через накопительный бак и регулятор давления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания образцов горных пород при моделировании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к устройствам для исследования деформационно-прочностных характеристик грунтов в условиях трехосного сжатия. Стабилометр включает рабочую камеру с прозрачными боковыми стенками, верхний и нижний штампы и нагрузочное устройство.

Изобретение относится к строительству, в частности к технике испытания преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие, и может быть использовано при инженерно-строительных исследованиях.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании процесса энергообмена в образцах горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Сущность: один образец устанавливают между нижней и промежуточной траверсой с опорным шаром, имеющим возможность перемещения, другой - между промежуточной и верхней траверсой.

Изобретение относится к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Установка содержит закрепленные на штангах верхнюю и нижнюю траверсы, а также установленную между ними промежуточную траверсу с опорным шаром, имеющую возможность перемещения, гайки, расположенные на штангах, нагружающую систему, включающую источник давления среды, поршень для нагружения образцов, расположенный в цилиндрической полости нижней траверсы, герметичную камеру, установленную под поршнем и сообщенную с источником давления, ограничительное кольцо для поршня, закрепленное на нижней траверсе.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться для исследования электромагнитного излучения (ЭМИ) горных пород при их разрушении. Стенд содержит электромагнитный экран, систему регистрации, нагрузочное устройство, выполненное в виде трубки с внутренней резьбой и вкрученным в нее винтом с головкой под ключ, заполненной пластичным веществом.

Изобретение относится к устройствам для исследования поведения модели пористого вещества в условиях плоского напряженно-деформированного состояния. Устройство содержит пуансон, рабочую камеру в виде полого параллелепипеда с прозрачными стенками, образующими пространство, поперечное сечение которого соответствует размерам поперечного сечения модели.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для исследования энергообмена при деформировании и разрушении блочного горного массива. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, гидравлический механизм взаимного поджатия образцов, связанный с захватом для образца, гидравлический механизм взаимного перемещения образцов, связанный с захватом для контробразца, гидравлические аккумуляторы энергии, связанные с механизмами поджатия и перемещения, источники давления, связанные с соответствующими аккумуляторами, пульсаторы давления, соединенные с соответствующими аккумуляторами и выполненные в виде гидроцилиндров со штоками, подпоршневая полость которых соединена с соответствующими аккумуляторами, эксцентриков, кинематически связанных со штоками гидроцилиндров, валов вращения эксцентриков и приводов вращения валов. Валы установлены соосно, а стенд снабжен электромагнитными муфтами для соединения валов с соответствующими приводами и электромагнитной муфтой для соединения валов между собой. Технический результат: расширение объема информации при исследовании энергообмена путем обеспечения испытаний как при независимой пульсации поджимающей и перемещающей нагрузок, так и при синхронной пульсации с плавным и ступенчатым изменением частоты пульсаций с возможностью регулирования смещения циклов пульсаций в ходе испытаний. 1 ил.
Наверх