Стенд для исследования процесса резания грунтов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО, 1476344С 50 4 6 О 1 М 3 00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НАВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР138532, кл. Е 02 Р 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 обеспечения безударного взаимодеиствия деформатора с грунтом, а также обеспечение движения деформа- тора 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 полу- муфта 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 с посредством направляющей 33. Электродвигатели оснащены пускорегулирующей аппа- ф/ ратурой 38. Ведомая полумуфта 23 соеди- Уф нена с валом 7 посредством подшипни- Ска и установлена с возможностью фиксации от вращения. 1 3. п. ф-лы, 3 ил.У10 15 20 25 30 35 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 полу- муфты 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 11, Нижний конец штока 30 оснащен съемной головкой 34, на которой жестко закреплен деформатор 35, Ниже деформа- тора 35 размещено приспособление 36 с блоком грунта 37, Стенд оснащен соответствующей контролирующей и пускорегулируюшей 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 3 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 перемешаться 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 за счет резьбы, так как полумуфта 20 благодаря шлицевому соединению вращается вместе с приводным валом 7, а полу- муфта 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, стремяшаяся повернуть полу- муфту 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 профи 14763445 10 15 Формула изобретения лем кулачка, выполненным в соответствии с заданным законом движения деформатора 35, и через коромысло 13, ролик 29, шток 30 передает это движение деформа- тору 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 деформа- тором, 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, Затем отключают пускорегулирующую и конт 20 25 30 35 40 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 деформа- тора 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 деформа- тора 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 полу- муфта приводного вала связана с валом- винтом 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 отличающийся 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.СоставителТехред И. ВТираж 790нного комитета по и5, Москв а, Ж - 35дательский комбинат Редактор М. КелемешЗаказ 2116/43ВНИИПИ Государств1130Производственно-из Г. Мартыноварес Корректор Л. ПатПодписноеобретениям и открытиям при ГРаушская наб., д. 4/5Патент, г. Ужгород, ул. Гага