Стенд для исследования процесса грунтозабора

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИсИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 1,907166(23) ПриоритетОпубликовано 230 Е 82. Бюллетень М 7Дата опубликования описания 230282 1 М,Ка,Е 02 Р 3/88 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГРУНТОЗАБОРА Изобретение относится к гидромеханизации и предназначено для совершенствования конструкций и технологии работы грунтоэаборных устройств земснарядов.Известен стенд для исследования процесса грунтозабора, включающий лоток с прозрачными стенками и установленную в нем тележку 1).Недостатком такого стенда является узость диапазона проведения исследований по разработке грунтов земснарядами в подводных забоях, вызванная стационарностью (беэ относительного перемещения) взаимного расположения модели грунтозаборного устройства и модели подводного забоя. Известен стенд для исследований процесса резания грунтов и испытания рыхлителей земснарядов, включающий емкость с прозрачными стенками, залитую водой, тележку, установленную на емкость с возможностью горизонтального перемещения в продольном направлении, размещенные в емкости модель подводного забоя и модель грунтозаборного устройства с приводом за пределами емкости. Отличительной способностью этогостенда является размещение моделейгрунтового насоса и грунтозабор-ного устройства на тележке, а первичных датчиков измерительной аппаратуры - на грунтозаборном устройстве. При перемещении тележки грунтозаборное устройство перемещаетсяотносительно грунта, разрабатываяи забирая его (2).Недостатком такого стенда является снижение точности измеренийпри воспроизведении рабочего процесса грунтозабора земснаряда из-затого, что грунтозаборное устройстворазмещено на подвижной тележке, апотому само оно и размещенные на немпервичные датчики измерительнойаппаратуры подвержены толчкам и смещениям. Кроме того, происходит нарушение однородности и постоянстваструктуры потока воды в зоне раэрыхления и всасывания из-за стесненности забоя стенками емкости.Целью изобретения является повышение точности измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что стенд для исследования процесса грунтозабора, включающий ем- ЗО кость с водой, размещенные в неймодель забоя и рабочий орган, приводрабочего органа, измерительный элемент и тележку с механизмами продольного и вертикального перемещения,снабжен несущим элементом, на котором установлена модель забоя, атележка снабжена механизмом поперечного перемещения, при этом несущийэлемент связан с механизмом вертикального перемещения посредством тяг,пропущенных через отверстия, выполненные в тележке. Кроме того, механизм поперечного перемещения выполнен в виде винта и траверсы, установленной в тележке с воэможностьюперемещения вдоль винта.При этом в стенде механизм продольного перемещения выполнен в видедвигателя, редуктора и винта с установленным на последнем ползуном,связанным через измерительный элемент с тележкой, причем измерительный Щэлемент выполнен в виде тенэометрической балки,Кроме того, механизм вертикального перемещения выполнен в видеподъемной плиты, соединенной с тягами, и винта, связанного с траверсой.При этом привод рабочего органаразмещен вне емкости с водой, а рабочий орган снабжен экраном с окнамии патрубками, каждый из которыхразмещен в соответствующем окне.На фиг. 1 изображена схема стенда,вид сбоку; на фиг. 2 - то же, видс торца; на фиг. 3 - неподвижныйобъемлющий экран, вид сбоку.Стенд состоит из емкости 1 с прозрачной стенкой 2, залитой водой 3,модели подводного грунтового забоя 4,размещенного в емкости 1, модели 5грунтозаборного устройства земснаряда, размещенной в емкости 1, с приводом б за пределами емкости 1, поддона 7 для размещения в нем моделигрунтового забоя 4, подвесок 8, накоторых размещен поддон 7 вертикальных тяг 9, к нижним концам которыхприкреплены подвески 8, подъемнойплиты 10, прикрепленной к верхним фконцам подвесок 8, колесной тележки11 с отверстиями 12 для пропуска че- .50рез них вертикальных тяг 9, установленной на опорных балках 13, продольного ходового винта 14 в опорныхузлах 15, электродвигателя 16 продольного ходового винта 14 с редуктором 17, размещенного на кронштейне 18 емкости 1, ползуна 19 на ходовом винте 14, тензометрической балочки 20, соединяющей тележку 11с ползуном 19, с проводкой к регистрирующему прибору 21, объемлющего 60экрана 22 с водопропускными окнами 23и патрубками 24, подвижной траверсы25 с горизонтальным силовым винтом26, вертикального силового винта 27,пропущенного через вертикальное резь бовое отверстие подъемной плиты 10, с опорным узлом 28 на подвижной траверсе 25, водоподводящей трубы 29 с успокоителем 30, фильтрационной камеры 31 со сливной трубой 32, всасывающей трубы 33 модели землесоса 34, приводных рукояток 35 силовых винтовСтенд для исследования процесса ,грунтозабора работает следующим образом. В незалитой водой емкости 1 мон-ф тируют модель 5 грунтозаборного устройства земснаряда, Она может иметь разный вид: только всасывающую трубу 33 с наконечником для разработки несвязанного грунта, всасывающую трубу с фрезерным разрыхлителем (фиг. 1 - 3) при разработке связного грунта, всасывающую трубу с разрыхлителем другого вида, например роторным. В стороне от модели 5 грунтозаборного устройства в емкости 1 на подвески 8 устанавливают поддон 7 с моделью 4 грунтового забоя. Модель 4, в зависимости от вида моделируемого забоя, может быть выполнена в виде параллелепипеда связного грунта (фиг. 1 - 3), в виде насыпного несвязного грунта, в виде несвязного с прослойками связного и т.д.Затем по опорным балкам 14 подо катывают тележку 11 к модели 5 грунтозаборного устройства, с помощью рукоятки 35 вращением силового винта 27 поднимают или опускают поддон 7 на высоту, необходимую для обеспечения расчетной высоты слоя проходки при разработке связного грунта фрезерным разрыхлителем, С помощью рукоятки 35 силового винта 26 перемещают траверсу 25 вправо или влево на величину, необходимую для обеспечения расчетной ширины слоя проходки.После этого по водоподводЪщей трубе 29 подают воду и заливают емкость 1 водой до уровня 3, Включают в работу модель землесоса 34 и привод б модели 5 грунтозаборного устройства, Отлаживают величину поступления воды в емкость 1 и расход землесоса так, чтобы уровень 3 воды в емкости 1 во время проведения опытов изменялся незначительно. Затем включают в работу электродви- . гатель 16, приводящий во вращение продольный ходовой винт 14. Вращение винта 14 вызывает перемещение ползуна 19. Ползун 19 увлекает за собой тележку 11. Усилия, затрачиваемые на перемещение тележки, воспринимаются тензометрической балочкой 20 и регистрируются прибором 21. Одновременно фиксируются число оборотов разрыхлителя, скорость перемещения тележки и другие необходимые показатели. Изменение скорости перемещениятележки достигается с .помощью редуктора 17.При перемещении тележки 11 происходит нарезание грунта моделью фрезы, разрыхленный грунт засасывается вместе с водой во всасывающую трубу 33, подается моделью землесоса 34 к измерйтельному стенду, где определяют величину консистенции гидро- смеси, фракционный состав грунта, (расход гидросмеси и другие необходимые параметры гидросмеси в зависимости от программы исследованияс(измерительный стенд на фиг. 1 - 3 не показан).При работе установки вокруг устья 15 всасывающей трубы создается разрежение давления, возникает перепад между величиной давления в водной среде, окружающей модели 4 и 5, и в устье всаанвающей трубы 33. Под дей ствием этого перепада давлений происходит ток воды из водной среды во всасывающую трубу 33. Вода через патрубки 24, вставленные в водопропускные окна 23 экрана 22, поступает в зону разрыхления и всасывания. Длина патрубков 24, принятая в размере 3 - 5 значений их диаметров, гарантирует исключение влияния стеснения пространства в емкости 1 ее стенками, т.е. обеспечивается сохранение однородной и постоянной структуры потока в зоне разрыхления и всасывания.После нарезания грунта на протяжении всей проходки вращением винта 14 в обратную сторону возвращают тележку 11 в исходное положение и устанавливают поддон 7 с помощью винтов 26 и 27 в положение, обеспе чивающее заданные параметры второй проходки. Делают вторую проходку, за ней третью и последующие.Предлагаемой конструкцией стенда обеспечивается высокая точность измерений за счет стационарностирасположения модели грунтозаборного устройства и исключения влияния стесненности пространства стнками ем кости, поскольку вода поступает через патрубки объемлющего экрана, за счет чего сохраняется однородность и постоянство структуры потока воды в зоне разрыхления и всасывания. Формула изобретения1. Стенд для исследования процесса грунтозабора, включающий емкость 4с водой, размещенные в ней модельзабоя и рабочий орган, привод рабочего органа, измерительный элементи тележку с механизмами продольногои вертикального перемещения, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, онснабжен несущим элементом, на кото-ром установлена модель забоя, а тележка снабжена механизмом поперечного перемещения, при этом несушийэлемент связан с механизмом вертикального перемещения посредством тяг,пропущенных через отверстия, выполненные в тележке.2, Стенд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что механизм поперечного перемещения выполнен в видевинта и траверсы, установленной втележке с возможностью перемещениявдоль винта,3. Стенд по п. 1, .о т л и ч а ющ и й с я тем, что механизм продольного перемещения выполнен ввиде двигателя, редуктора и винтас установленным на последнем ползуномсвязанным через измерительный элемент с тележкой, причем измерительный элемент выполнен в виде тензометрической балки.4. Стенд по и. 1, о т л и ч а ю"щ и й с я тем, что механизм вертикального перемещения выполнен в видеподъемной плиты, соединенной с тягами, и винта, связанного с траверсой.5. Стенд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что прЮвод рабочегооргана размещен вне емкости с водой,а рабочий орган снабжен экраном сокнами и патрубками, каждый из которых размещен в соответствующемокне.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 382794, клЕ 02 Р 3/88, 1971.2, Огородников С.П. и Балабин В,А,Стенд для исследований процесса резания грунтов и испытания рыхлителей землесосных снарядов. Гидромеханизация земляных и открытых горныхработ. Материалы четвертой Всесоюзной экспресс-конФеренции гидромеханизаторов. ЦНИИТЭИПСМ. М., 19 У 8,с. 39-43 (прототип).