Устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск нкСоцналнстнческнкРеспублнк(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕ 1 ИАЛОВИзобретение относится к строительству,в частности к определению прочностныхсвойств грунтов и стройматериалов.Известно устройство для измерения предельного напряженного сдвига вязкопластичных материалов, включающее основание, стойку с поперечиной, бесконтактный сельсии иблок, установленные на поперечине, весы семкостью для исследуемого материала и конус, подвешенный на нити, охватывающейвал бесконтактного сельсина и связаннойчерез блок и карабин с микровинтом,соединенным с реверсивным электродвигателем 11,Недостатками данного устройства являются невысокая точность и оперативность измерения, вызванная колебательными движе.пнями конуса в процессе работы и наличиемтрения при взаимодействии нити с блоком ивалом сельсина, некомпактность из-за расположения узлов по обе стороны стойки,Наиболее близким техническим решениемк изобретению является устройство для измерения предельного напряжения сдвига вязкопластичных материалов, включающее основанне, жестко соединенную с ним стойку, весы с емкостью для исследуемого материала,конус, подвешенный на нити, соединенной смикровинтом, реверсивный электродвигатель5 и приспособление для стабилизации положе.ния конуса, выполненное в виде магнитов,один из которых размещен на конусе, а дру.гой связан со стойкой 21.Недостатки известного устройства заклю.чаются в невысокой точности иэ-за трениянити о поверхность блока и в отсутствииудобства в работе из-за расположения весови конуса по одну сторону стойки, а электро.двигателя и микровинта - по друтую сторону,15Цель изобретения - повышение точностии удобства в работе.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве для измерения предельного на.пряжения сдвига вязкопластичных материалов, включающем основание, жестко соединен.ную с ним стойку, весы с емкостью для ис.следуемого материала, конус, подвешенныйна нити, соединенной с микровинтом, реверсив 1004524ный электродвигатель и приспособление для стабилизации псложения конуса, выполненное в виде магнитов, один из которых размещен на конусе, а другой связан со стойкой, ревер сивный электродвигатель и микровинт установ. лены вертикально на одной линии над конусом и весами.На чертеже изображено предлагаемое устройствообщий вид.Устройство включает основание 1, стойку 2, 16 жестко связанную с основанием 1, три консоли 3, 4 и 5, каждая иэ которых винтом б закреплена на стойке 2, конус 7, выпол.ненный из немагнитного материала, приспособление для стабилизации положения ко иуса 7, которое состоит из закрепленного винтами 8 на консоли 3 кольцевого постоянного магнита 9 и кольцевого постоянного магнита 10, обращенного к магниту 9 противоположным полюсом, микрометрический 20 винт 11, плотно установленный в отверстии консоли 4, шток которого через карабин 12 и нить 13 связан с конусом 7, реверсивный редуцированный электродвигатель 14, закрепленный на консоли 5, пластину 15, посред ством которой микрометрнческий винт 11 соединяется с валом электродвигателя 14, прямопоказывающие весы 16, установленные на основании 1.При этом электродвигатель 14, микро- винт 11, конус 7 и весы 16 установлены вертикально на одной линии по одну сторону стойки 2, на весах 16 установлена емкость с исследуемым материалом 17, а на магните 10 - гири 18Устройство работает следующим образом.Емкость с исследуемым материалом 17, например торфом, помещают на чашку весов 16 и при помощи дополнительных гирек 18 доводят показания весов 16 до ближайшего значения (кратного 100) и переключением на следующий диапазон подвижную шкалу весов 16 (например, ВЛК - 500) выводят на "0". При этом используют весь 500-грамовый диана. эон весов для определения силы, действую 45 щей на систему, и избегают операции вычитания при определении этой силы, Включают реверсивный редуцированный электродвигатель 14, при этом вращение от вала двигателя 14 через пластину 15 передается штоку микро- метрического винта 11, который при своем вращении сообщает вертикальное псремсшение карабину 12 и нити 13. При эточ конус 7 подводят до соприкосновения (но ис погру. жения) его вершины с поверхностью исследуемого участка торфа 17 (показано). Расстояние 55между кольцевым постоянным магнитом 10 и магнитом 9 уменьшается, а сила действия (сила притяжения) магнитов 1 О и 9где Р Е Р =Кс( (и ц) предельное напряжение сдвига,дин/м;константа для конуса с углом привершине 30 - 0,959, 45 - 0,146,60 - . 0,214;нагрузка на систему при внедрениикону;а, г; увеличивается, колебания конуса 7 прекращаются, а его вершина занимает строго центрированное положение (концентрично отвер.стия магнита 9) относительно исследуемогоучастка торфа 17. После этого регистрируют(в памяти или записывают) показание нашкале делений винта 11,Следующим включением электродвигателя14 приводят в движение шток микрометри.ческого винта 11, карабин 12, нить 13 иконус 7, тем самым вершину конуса 7погружают в исследуемый торф 17 под дей.1ствием силы тяжести конуса 7 и силы притяжения магнитов 10 и 9, при этом расстояниеД между мапппами 10 и 9 еще большеуменьшается, сила действия (притяжение) магнитов 10 и 9 увеличивается до 300 г и более, а в результате взаимодействия этих магнитов 10 и 9 положение конуса 7 стабилизируется 1 за счет этого конус 7 погружаетсяв торф 1 перпендикулярно к его поверхности, Одновременно по шкале винта 11 следят за глубиной погружения конуса 7 и подостижении определенного значения вертикального перемещения конуса 7, например 510 мм, выключают электродвигатель 14. По.сле этого подвижную систему с внедрениемв торф 17 конусом 7 выдерживают до техпор (до 1 мин), пока не закончатся процессы медленной деформации, а показаниявесов 16 станут постоянными. Конечное показание весов 16 равно той силе (весу кону.са, гири и силе притяжения магнитов), поддействием которой конус 7 внедряется висследуемый материал 17.После этого определяют истинное значениепогружения конуса и показания делений мик.рометрического винта, которое характеризуетвертикальное перемещение (глубину погружения) конуса. Для этого вычисляют проседаниечашки весов над действием измеряемой силы,которое выражают коэффициентом проседанияК путем отношения определенной эксперимен.тально глубины проседания чашки весов кдействующей на эти .весы нагрузке, Для весов ВЛК - 500 коэффициент проседания составляет 0,06 мм/г,Предельное напряжение сдвига определяютформуле:Ь - вертикальное перемещение конусапо шкале микрометрического винта,. мм;К - коэффициент проседания чашки весов, мм/г.За счет расположения электродвигателя и микрометрического винта на одной линии с конусом и весами по одну сторону стойки уменьшаются габариты устройства, отпадает необходимость в блоке, этим самым исключают трение в системе подвеса конуса, что значительно повышает точность замера неремещения конуса, а следовательно, и точность определения предельного напряжения сдвига.В частных случаях конструкция устройства позволяет производить перемещение конуса беэ использования электродвигателя путем ,ввинчивания микрометрического винта вруч. ную. В этом случае точность измерения перемещения находится в допустимых пределах.Формула изобретенияУстройство для измерения предельного на. пряжения сдвига вязкопластичных материалов,включающее основание, жестко соединенную с ним стойку, весы с емкостью для иссле. дуемого материала, конус, подвешенный нанити, соединенной с микровинтом, реверсив.3 ный электродвигатель и приспособление длястабилизации положения конуса, выполненное в виде магнитов, один из которых разме.щен на конусе, а другой связан со стойкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 10 повышения точности и удобства в работе,реверсивный электродвигатель и микровинт установлены вертикально на одной линии над конусом и весами. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Макаров А. С, и др; Прибор для определения прочностных свойств пластично-вязкихдисперсных систем. - Коллоидный журнал.20 Т. Х 1, вып. 3, М "Наука", 1979, с. 574,р. 2,2. Авторское свидетельство СССР Иф 885880,кл. 6 01 М 33/38, 02,09.80 (прототип)., Раущск Заказ 18 Н ударс изоб иал ППП "Патент", г. У, ул, Проектна актор А. Гулько ИПИ Г по дела , Москв Подписноеомитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5