RU111293U1

RU111293U1 - DEVICE FOR DETERMINING DYNAMIC CREEP DEFORMATIONS OF ROAD-BUILDING MATERIALS

Info

Publication number: RU111293U1
Application number: RU2011126315/28U
Authority: RU
Inventors: Вахтанг Парменович Матуа; Дмитрий Владимирович Чирва; Сергей Александрович Мирончук; Сергей Владимирович Сизонец; Рауль Вахтанович Матуа
Original assignee: Государственная компания "Российские автомобильные дороги" (Государственная компания "АВТОДОР")
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2011-12-10

Abstract

Устройство для определения деформаций динамической ползучести дорожно-строительных материалов содержит пружину, натяжитель-фиксатор пружины, эксцентрик, раму, электропривод, толкатель, датчик силы, датчик деформаций, шкиф, отличающееся тем, что дополнительно включает распорную стойку в конструкции рамы, шатун, который, взаимодействуя с эксцентриком, совершает поступательные движения, рычаг передачи нагрузки, серьгу для направления и фиксирования вертикального положения толкателя, датчик силы в конструкции подъемного стола, позволяющий фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец, температурную камеру, которая охватывает рабочее пространство от толкателя до подъемного стола, регулировочный подъемный винт, шаговый двигатель для автоматического регулирования вертикального положения стола и амплитуды деформирования. A device for determining dynamic creep deformations of road-building materials contains a spring, spring tensioner, eccentric, frame, electric drive, pusher, force sensor, deformation sensor, pulley, characterized in that it further includes an expansion strut in the frame structure, a connecting rod, which, interacting with the eccentric, performs translational movements, the load transfer lever, the earring for guiding and fixing the vertical position of the pusher, the force sensor in the design of the lifting table, allowing fix the time of exposure and the moment of termination of the dynamic action of the pusher on the sample, the temperature chamber that covers the working space from the pusher to the lifting table, an adjustment lifting screw, a stepper motor for automatically adjusting the vertical position of the table and the deformation amplitude.

Description

Полезная модель относится к области испытаний образцов дорожно-строительных материалов повторяющимися кратковременными циклическими нагружениями.The utility model relates to the field of testing samples of road-building materials with repeated short-term cyclic loads.

Известны устройства для испытаний образцов материалов повторяющимися кратковременными циклическими нагружениями патент RU №2376578 G01N 3/36 установка для усталостных испытаний образца, включающей основание, установленные на нем захваты для образца и механизм нагружения, включающий кулачок с приводом его вращения, толкатель, связанный с захватом, клинообразную прокладку, установленную между кулачком и толкателем.Known devices for testing samples of materials by repeating short-term cyclic loads patent RU No. 2376578 G01N 3/36 installation for fatigue testing of a sample, including the base, mounted on it grips for the sample and the loading mechanism, including a cam with a drive for its rotation, a pusher associated with the gripper, wedge-shaped gasket installed between the cam and the pusher.

Наиболее близким аналогом является патент RU №100260 G01N 3/36, где установка для определения деформаций динамической ползучести дорожно-строительных материалов, включает направляющие и три горизонтальные полки, электропривод, приводящий во вращение вал, закрепленный на нем эксцентричный кулачек, толкатель, датчик силы, раму передачи нагрузки, узел регулирования амплитуды деформирования образца и колебания толкателя, упорный ролик, пружину, держатели пружины и натяжитель-фиксатор пружины.The closest analogue is patent RU No. 100260 G01N 3/36, where the installation for determining the dynamic creep deformation of road building materials includes guides and three horizontal shelves, an electric drive, a shaft that rotates, an eccentric cam mounted on it, a pusher, a force sensor, a load transfer frame, a knot for adjusting the amplitude of sample deformation and oscillations of the pusher, a thrust roller, a spring, spring holders and a spring tensioner-clamp.

Недостаток состоит в том, что пружина действует непосредственно через толкатель на образец, механизм изменения амплитуды динамической нагрузки или поддержания ее постоянных значений в ходе испытаний производится ручным способом, при отсутствии датчика силы в конструкции подъемного стола не возможно фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец при ходе вверх, отсутствие температурной камеры для испытаний при различных температурах.The disadvantage is that the spring acts directly through the pusher on the sample, the mechanism for changing the amplitude of the dynamic load or maintaining its constant values during the tests is performed manually, in the absence of a force sensor in the design of the lifting table, it is not possible to record the exposure time and the moment the cessation of the dynamic action of the pusher on the sample when moving up, the absence of a temperature chamber for testing at various temperatures.

Задачей изобретения является усовершенствование и расширение функциональных возможностей устройства для определения деформации ползучести при воздействии динамических нагрузок на дорожностроительные материалы. Новая конструкция устройства позволит:The objective of the invention is to improve and expand the functionality of a device for determining creep deformation under the influence of dynamic loads on road-building materials. The new design of the device will allow:

1. Уменьшить габаритные размеры установки.1. Reduce the overall dimensions of the installation.

2. Снизить нагрузку на основные узлы и агрегаты конструкции, за счет уменьшения нагружения пружины.2. To reduce the load on the main components and assemblies of the structure, by reducing the loading of the spring.

3. Применить двигатель меньшей мощности.3. Apply a lower power engine.

4. Повысить стабильность работы установки.4. Improve the stability of the installation.

5. Проводить испытания при различных температурах.5. Carry out tests at various temperatures.

Сущность полезной модели заключается в том что устройство для определения деформаций динамической ползучести дорожностроительных материалов содержит пружину, натяжитель-фиксатор пружины, эксцентрик, раму, электроприрод, толкатель, датчик силы, датчик деформаций, шкив, дополнительно включает распорную стойку в конструкции рамы, шатун, который взаимодействуя с эксцентриком, совершает поступательные движения, рычаг передачи нагрузки, серьгу для направления и фиксирования вертикального положения толкателя, датчик силы в конструкции подъемного стола, позволяющий фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец, температурную камеру, которая охватывает рабочее пространство от толкателя до подъемного стола, регулировочный подъемный винт, шаговый двигатель для автоматического регулирования вертикального положения стола и амплитуды деформирования.The essence of the utility model lies in the fact that the device for determining the dynamic creep deformations of road-building materials contains a spring, spring tensioner, eccentric, frame, electric nature, a pusher, a force sensor, a deformation sensor, a pulley, additionally includes an expansion strut in the frame structure, a connecting rod, which interacting with the eccentric, performs translational movements, the load transfer lever, the earring for guiding and fixing the vertical position of the pusher, the force sensor a lifting table that allows you to record the exposure time and the moment the dynamic impact of the pusher on the sample ceases, a temperature chamber that covers the working space from the pusher to the lifting table, an adjustment lifting screw, a stepper motor for automatically adjusting the vertical position of the table and the deformation amplitude.

Техническим результатом является снижение нагрузки на рабочие узлы устройства, автоматизация процесса регулирования и поддержания в заданных значениях амплитуды деформирования и расширение функциональных возможностей установки за счет использования в конструкции:The technical result is to reduce the load on the operating nodes of the device, automate the process of regulating and maintaining the deformation amplitude at a given value and expand the functionality of the installation due to the use in the design:

1. рычага в механизме нагружения позволяющего использовать пружину рабочим усилием в три раза меньшим, чем у аналога.1. the lever in the loading mechanism allows you to use the spring with a working force three times less than that of the analogue.

2. Температурной камеры с инфракрасными керамическими нагревателями, позволяющей поддерживать температуру в рабочей зоне, где находится образец, до 60°С.2. The temperature chamber with infrared ceramic heaters, allowing to maintain the temperature in the working area where the sample is located, up to 60 ° C.

3. Автоматического регулирования амплитуды деформирования шаговым двигателем в соответствие с деформацией испытываемого материала непосредственно в процессе динамического воздействия на образец в каждом цикле приложения нагрузки.3. Automatic control of the deformation amplitude of the stepper motor in accordance with the deformation of the test material directly in the process of dynamic action on the sample in each load application cycle.

4. Датчика силы в конструкции подъемного стола, позволяющего фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец.4. The force sensor in the design of the lifting table, allowing you to record the exposure time and the moment of termination of the dynamic impact of the pusher on the sample.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 дан вид сбоку устройства, фиг.2 - кинематическая схемаThe essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in Fig.1 is a side view of the device, Fig.2 is a kinematic diagram

Устройство включает раму 1, распорную стойку 2, которые вместе образуют каркас, электродвигатель 3, передающий вращательное движение посредством ременной передачи 4 на эксцентрик 5, шатун 6, совершающий поступательные движения, приводит в движение рычаг передачи нагрузки 7, пружину 8, создающую необходимую нагрузку, фиксатора-натяжителя пружины 9, датчика силы 10, датчик перемещений №1 11, подвижно закрепленный толкатель 12 с фиксирующей его серьгой 13, штамп 14, который воздействует на испытываемый образец 15, помещенный на подъемный стол 16, упорную полку 17, на которой закреплен датчик силы 18. Датчик перемещений №2 19 регистрирующий изменение вертикального положения подъемного стола 16, шкива 20, регулировочного подъемного винта 21, шагового двигателя 22, имеющего соединение с винтом 21 посредством ременной передачи, блок управляющей электроники 23.The device includes a frame 1, a strut 2, which together form a frame, an electric motor 3, which transmits rotational motion by means of a belt drive 4 to an eccentric 5, a connecting rod 6, making translational movements, drives the load transmission lever 7, the spring 8, which creates the necessary load, spring tensioner 9, force sensor 10, displacement sensor No. 1 11, movable pusher 12 with its fixing earring 13, stamp 14, which acts on the test sample 15, placed on the lifting table 16, a shelf 17 on which is fixed the force sensor 18. The displacement sensor 19, №2 registering change the vertical position of the elevating table 16, the pulley 20, the hoisting adjusting screw 21, the stepping motor 22 having a connection with a screw 21 via a belt transmission unit 23, the control electronics.

Установка работает следующим образом, поджатием пружины 8 натяжителем-фиксатором 9 создается необходимая нагрузка для испытания материала, вращением винта 21 шаговым двигателем 22 подъемный стол 16 с помещенным на нем образцом 15 через штамп с шаром 14, приводят в соприкосновение с толкателем 12. С помощью Блока управляющей электроники 23 соединенного с персональным компьютером и связывающего работу всех измерительных датчиков главного 3 и шагового двигателя 22, производится пуск испытания. Приводится в движение электродвигатель 3, вращательный момент через ременную передачу 4 передается на эксцентрик 5. При вращении эксцентрик 5 сообщает поступательные движения шатуну 6, который перемещая свой конец рычага 7 вверх снимает нагрузку с образца 15, а при ходе шатуна 6 вниз нагрузка от пружины 8 через рычаг с соотношением 1/4 воздействует через толкатель 12 на образец 15. Автоматически следящая система при каждом цикле приложения нагрузки считывает показания датчиков деформации 11,19, и силы 18, и в случае увеличения амплитуды толкателя 12, дает команду шаговому двигателю 22 в момент прекращения нагрузки на образец повернуть подъемный регулировочный винт 21 на заданное количество шагов.The installation works as follows, preloading the spring 8 with a tensioner-clamp 9 creates the necessary load for testing the material, by rotating the screw 21 with a stepper motor 22, the lifting table 16 with the sample 15 placed on it through the stamp with the ball 14 is brought into contact with the pusher 12. Using the Block control electronics 23 connected to a personal computer and connecting the operation of all measuring sensors of the main 3 and the stepper motor 22, the test is started. The electric motor 3 is driven, the torque through the belt drive 4 is transmitted to the eccentric 5. When rotating, the eccentric 5 reports translational movements to the connecting rod 6, which moving its end of the lever 7 upwards removes the load from the sample 15, and when the connecting rod 6 moves downward, the load from the spring 8 through a lever with a ratio of 1/4 it acts through the pusher 12 on the sample 15. The automatically tracking system reads strain gauges 11.19, and force 18 with each load cycle, and in case of an increase in the amplitude of the pusher 12, AET command the stepper motor 22 at the time of termination of the load on the specimen to turn lift adjusting screw 21 by a predetermined number of steps.

Для испытания материалов при различных температурных режимах применяется температурная камера, позволяющая поддерживать заданную температуру (до 60°С) и равномерный нагрев образца 15 в течении всего испытания. Часть камеры сделана из прозрачного пластика, для визуальной оценки состояния образца во время испытания. Способ нагрева образца: кондукционно-конвекционный, в воздушной среде с помощью инфракрасных керамических нагревателей.To test materials at various temperature conditions, a temperature chamber is used to maintain a given temperature (up to 60 ° C) and uniform heating of sample 15 throughout the entire test. Part of the chamber is made of transparent plastic, for visual assessment of the state of the sample during the test. Sample heating method: conduction-convection, in air using infrared ceramic heaters.

Claims

A device for determining dynamic creep deformations of road-building materials contains a spring, spring tensioner, eccentric, frame, electric drive, pusher, force sensor, deformation sensor, pulley, characterized in that it further includes an expansion strut in the frame structure, a connecting rod, which, interacting with the eccentric, performs translational movements, the load transfer lever, an earring for guiding and fixing the vertical position of the pusher, a force sensor in the design of the lifting table, allowing fix the time of exposure and the moment of termination of the dynamic action of the pusher on the sample, the temperature chamber that covers the working space from the pusher to the lifting table, an adjustment lifting screw, a stepper motor for automatically adjusting the vertical position of the table and the deformation amplitude.