RU156851U1

RU156851U1 - SUPPORT RESPONSE METER

Info

Publication number: RU156851U1
Application number: RU2015122844/28U
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Плевков; Георгий Иванович Однокопылов; Константин Львович Кудяков; Андрей Валерьевич Невский; Виталий Александрович Кудяков
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2015-11-20

Abstract

1. Измеритель опорных реакций, содержащий опорную плиту, жестко закрепленную на силовом полу посредством тяжей, стойку с установленным опорным роликом для размещения испытуемого образца, и силоизмеритель, ориентированный по оси приложения нагрузки и подключенный к регистрирующей аппаратуре, отличающийся тем, что стойка выполнена из двух соосно расположенных металлических цилиндров, из которых нижний жестко закреплен на опорной плите посредством болтовых соединений, а верхний установлен с возможностью вертикального перемещения относительно нижнего цилиндра, при этом опорный ролик зафиксирован на верхнем цилиндре с помощью двух ограничителей горизонтальных перемещений, кроме того, силоизмеритель выполнен цилиндрической формы и размещен внутри нижнего цилиндра, а верхний цилиндр установлен на оголовке силоизмерителя.2. Измеритель опорных реакций по п. 1, отличающийся тем, что опорный ролик жестко зафиксирован на верхнем цилиндре.3. Измеритель опорных реакций по п. 1, отличающийся тем, что опорный ролик установлен свободно внутри ограничителей горизонтальных перемещений.1. The support reaction meter, comprising a base plate rigidly fixed to the force floor by means of strands, a rack with a support roller installed to accommodate the test sample, and a load meter oriented along the load application axis and connected to the recording equipment, characterized in that the rack is made of two coaxially arranged metal cylinders, of which the lower is rigidly fixed to the base plate by means of bolted connections, and the upper is mounted with the possibility of vertical movement relative Tel'nykh lower cylinder, wherein the support roller is fixed to the upper cylinder by means of two limiters of horizontal displacement, moreover, is configured siloizmeritelej cylindrical shape and housed within the bottom cylinder and the top cylinder is mounted on the center pole siloizmeritelya.2. The support reaction meter according to claim 1, characterized in that the support roller is rigidly fixed on the upper cylinder. 3. The support reaction meter according to claim 1, characterized in that the support roller is mounted freely inside the horizontal movement limiters.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения опорных реакций образцов, и может быть использована для исследования и измерения опорных реакций строительных конструкций при статическом и кратковременном динамическом нагружении.The utility model relates to measuring equipment, namely, devices for measuring the support reactions of samples, and can be used to study and measure the support reactions of building structures under static and short-term dynamic loading.

Аналогом заявляемого устройства является устройство для измерения нагрузок по заявке РФ на изобретение №2003125576, МПК G01L 1/04, опубл. 20.02.2005. Устройство содержит закрепленные на основании (силовом полу) упругие элементы (силоизмерительные элементы) с тензорезисторами, соединенными с регистрирующей аппаратурой, и силопередающую плиту, соединенную с упругими элементами. Четыре упругие элемента выполнены в виде трубчатого бруса с продольной осью, перпендикулярной силопередающей плите и соединенных одним концом с основанием, а вторым с силопередающей плитой, при этом упругие элементы расположены по окружности, центр которой совпадает с центром силопередающей плиты и декартовой системы координат. Каждый упругий элемент равноудален от осей координат, лежащих в плоскости силопередающей плиты.An analogue of the claimed device is a device for measuring loads according to the application of the Russian Federation for invention No. 2003125576, IPC G01L 1/04, publ. 02/20/2005. The device comprises elastic elements (force measuring elements) fixed to the base (force floor) with strain gauges connected to recording equipment, and a power transmitting plate connected to elastic elements. Four elastic elements are made in the form of a tubular bar with a longitudinal axis perpendicular to the power-transmitting plate and connected at one end to the base and the second to the power-transmitting plate, while the elastic elements are located in a circle whose center coincides with the center of the power-transmitting plate and the Cartesian coordinate system. Each elastic element is equidistant from the coordinate axes lying in the plane of the power-transmitting plate.

Это устройство позволяет измерять нагрузку, действующую по трем взаимно перпендикулярным осям и моменты относительно этих осей, т.е. позволяет исследовать опорные реакции при статическом нагружении.This device allows you to measure the load acting on three mutually perpendicular axes and moments relative to these axes, i.e. allows you to study support reactions under static loading.

Однако данное устройство не позволяет получать опорные реакции при кратковременном динамическом нагружении железобетонных элементов, в частности при ударе, поскольку силоизмерительные элементы выполнены из трубчатого бруса с наклеенными на него тензорезисторами, а такая конструкция при ударе недостаточно надежна.However, this device does not allow to obtain support reactions during short-term dynamic loading of reinforced concrete elements, in particular upon impact, since the force-measuring elements are made of a tubular beam with strain gauges glued to it, and such a structure is not reliable enough when impacted.

За прототип принято устройство для измерения опорных реакций (патент на полезную модель RU №145007, МПК G01L 1/04, G01N 3/30, опубл. 10.09.2014). Устройство содержит силовой пол, закрепленную на нем посредством тяжей опорную плиту с закрепленной на ней посредством болтовых соединений силопередающей плитой, снабженной стойками с вырезами, в которые установлен опорный ролик для размещения на нем испытуемого образца, причем стойки жестко закреплены на верхней поверхности силопередающей плиты симметрично относительно ее оси, кроме того опорная и силопередающая плиты соединены между собой.A device for measuring support reactions was adopted as a prototype (patent for utility model RU No. 145007, IPC G01L 1/04, G01N 3/30, publ. 09/10/2014). The device comprises a power floor, a support plate fixed to it by means of strands, and a power transmitting plate fixed to it by means of bolts, equipped with struts with cutouts in which a support roller is mounted to place the test sample on it, and the struts are rigidly fixed to the upper surface of the power transmitting plate symmetrically with its axis, in addition, the supporting and power transmitting plates are interconnected.

Измерение опорных реакций происходит посредством силоизмерительных датчиков тензометрического типа с максимальным значением показаний, превышающих значение силы, используемой при ударе, не менее, чем в десять раз. Датчики ориентированы по оси приложения опорной реакции и подключенные через регистрирующую аппаратуру к компьютеру. Каждая стойка содержит по одному силоизмерительному датчику, выполненному в виде полумоста, состоящего из двух тензорезисторов, рабочего, установленного по оси приложения опорной реакции в месте конструкции стойки с минимальным расчетным сечением, и компенсационного, установленного перпендикулярно и в непосредственной близости от рабочего. Каждый силоизмерительный датчик закрыт теплоизоляционной пластиной.The measurement of support reactions is carried out by means of load-measuring sensors of tensometric type with a maximum value of the readings exceeding the value of the force used during the impact by at least ten times. The sensors are oriented along the axis of the application of the support reaction and are connected through the recording equipment to the computer. Each rack contains one load cell made in the form of a half-bridge, consisting of two strain gauges, a worker installed along the axis of application of the support reaction in the place of construction of the rack with a minimum design cross-section, and a compensation one installed perpendicularly and in the immediate vicinity of the worker. Each load cell is covered by a heat-insulating plate.

Это устройство позволяет получить выходной сигнал пропорциональный значению силы и измерить опорные реакции при статических и кратковременных динамических нагрузках железобетонных элементов.This device allows you to get an output signal proportional to the value of the force and to measure the support reactions with static and short-term dynamic loads of reinforced concrete elements.

Однако данное техническое решение не позволяет достоверно оценить величину опорной реакции ввиду следующих факторов, вносящих существенные погрешности и искажающие измеряемые значения: относительно малая жесткость конструкции стойки и возникающие вследствие этого изгибающие и крутящие моменты; наличие остаточных деформаций, возникающих при изготовлении стойки (механообработка, сварка).However, this technical solution does not allow to reliably estimate the magnitude of the support reaction due to the following factors introducing significant errors and distorting the measured values: relatively low rigidity of the rack structure and the resulting bending and torques; the presence of residual deformations arising in the manufacture of the rack (machining, welding).

Задача полезной модели - повышение жесткости силовой цепи измерителя опорных реакций и упрощение его конструкции.The objective of the utility model is to increase the rigidity of the power circuit of the support reaction meter and simplify its design.

Технический результат при реализации полезной модели заключается в получении более точной информации о величине опорной реакции при статическом и кратковременном динамическом нагружении.The technical result in the implementation of the utility model is to obtain more accurate information about the magnitude of the support reaction under static and short-term dynamic loading.

Технический результат и решение задачи достигаются следующим образом. Измеритель опорных реакций имеет общее с прототипом то, что он содержит опорную плиту, жестко закрепленную на силовом полу, стойку с установленным роликом для размещения испытуемого образца, и силоизмеритель, ориентированный по оси приложения нагрузки и подключенный к регистрирующей аппаратуре.The technical result and the solution of the problem are achieved as follows. The support reaction meter has in common with the prototype that it contains a base plate rigidly fixed to the force floor, a rack with an installed roller to accommodate the test sample, and a force meter oriented along the load application axis and connected to the recording equipment.

В отличие от прототипа, согласно полезной модели, стойка в заявляемом измерителе опорных реакций выполнена из двух соосно расположенных металлических цилиндров. Нижний цилиндр жестко закреплен на опорной плите, а верхний установлен с возможностью осевого перемещения относительно нижнего цилиндра. Силоизмеритель выполнен цилиндрической формы и размещен внутри нижнего цилиндра, при этом верхний цилиндр установлен на оголовке силоизмерителя. Опорный ролик может быть жестко зафиксирован или свободно установлен между ограничителей горизонтальных перемещений, зафиксированных на верхнем цилиндре.Unlike the prototype, according to the utility model, the stand in the inventive support reaction meter is made of two coaxially arranged metal cylinders. The lower cylinder is rigidly fixed to the base plate, and the upper is mounted with the possibility of axial movement relative to the lower cylinder. The force meter is made cylindrical and placed inside the lower cylinder, while the upper cylinder is mounted on the head of the force meter. The support roller can be rigidly fixed or loosely mounted between the horizontal movement stops fixed on the upper cylinder.

Достижению технического результата способствует установка в силовой цепи силоизмерительного датчика цилиндрической формы в нижний металлический цилиндр стойки, который жестко закреплен на опорной плите, и последующую установку верхнего цилиндра стойки на оголовок силоизмерительного датчика, что позволяет исключить из силовой цепи измерителя силопередающую плиту, сократить количество стоек до одной и увеличить ее жесткость, тем самым повысить в целом жесткость заявляемого измерителя.The achievement of the technical result is facilitated by the installation of a cylindrical force measuring sensor in the power circuit in the lower metal cylinder of the rack, which is rigidly fixed to the base plate, and the subsequent installation of the upper cylinder of the rack on the head of the force measuring sensor, which eliminates the power transmitting plate from the meter’s power circuit, and reduces the number of racks to one and increase its rigidity, thereby increasing the overall rigidity of the inventive meter.

Совокупность существенных признаков, характеризующая заявляемую полезную модель, в известных источниках информации не обнаружена, что подтверждает новизну полезной модели.The set of essential features characterizing the claimed utility model is not found in known sources of information, which confirms the novelty of the utility model.

Полезная модель пояснена чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 приведен общий вид измерителя опорных реакций.In FIG. 1 shows a General view of the support reaction meter.

На фиг. 2 показана конструкция измерителя.In FIG. 2 shows the design of the meter.

Конструкция устройства содержит опорную плиту 1, жестко закрепленную на силовом полу 2 посредством тяжей 3, стойку 4 с установленным опорным роликом 5 для размещения испытуемого образца, и силоизмеритель 6, ориентированный по оси приложения нагрузки и подключенный к регистрирующей аппаратуре. В качестве силоизмерителя 6 может быть применен любой стандартный сертифицированный еилоизмерительный датчик, конструкция которого оптимизирована для получения выходного сигнала с повышенной линейностью и термостабильностью (рабочий и компенсационный тензорезисторы расположены конструктивно рядом в одной нагретой зоне), например, датчик силоизмерительный ДСТ-4126, имеющий нелинейность не более ±0,25%. Стойка 4 выполнена из двух соосно расположенных металлических цилиндров 7 и 8, из которых нижний цилиндр 7 жестко закреплен на опорной плите 1 посредством болтовых соединений 9, а верхний цилиндр 8 установлен с возможностью вертикального перемещения относительно нижнего цилиндра 7, при этом опорный ролик 5 зафиксирован на верхнем цилиндре 8 с помощью двух ограничителей горизонтальных перемещений 10, кроме того, силоизмеритель 6 выполнен цилиндрической формы и размещен внутри нижнего цилиндра 7, а верхний цилиндр 8 установлен на оголовке силоизмерителя 6. Опорный ролик 5 жестко зафиксирован или свободно установлен между ограничителей горизонтальных перемещений 10, зафиксированных на верхнем цилиндре 8 стойки 4.The design of the device comprises a base plate 1, rigidly fixed to the force floor 2 by means of strands 3, a rack 4 with a support roller 5 mounted to accommodate the test sample, and a load meter 6 oriented along the axis of application of the load and connected to the recording equipment. As a power meter 6, any standard certified self-measuring sensor can be used, the design of which is optimized for receiving an output signal with increased linearity and thermal stability (working and compensation strain gages are structurally adjacent in the same heated zone), for example, a load measuring sensor DST-4126, which has non-linearity more than ± 0.25%. The rack 4 is made of two coaxially arranged metal cylinders 7 and 8, of which the lower cylinder 7 is rigidly fixed to the base plate 1 by means of bolt joints 9, and the upper cylinder 8 is mounted with the possibility of vertical movement relative to the lower cylinder 7, while the supporting roller 5 is fixed on the upper cylinder 8 with two horizontal movement stops 10, in addition, the load meter 6 is made cylindrical and placed inside the lower cylinder 7, and the upper cylinder 8 is mounted on the head of the force gauge 6. The support roller 5 is rigidly fixed or freely installed between the horizontal stops 10 fixed on the upper cylinder 8 of the rack 4.

Полезная модель промышленно применима, ее можно многократно реализовать с достижением указанного технического результата.The utility model is industrially applicable, it can be repeatedly implemented with the achievement of the specified technical result.

Работа устройства заключается в следующем. Нагрузка передается через опорный ролик 5 на верхний цилиндр 8 стойки 4, установленного на оголовке силоизмерителя цилиндрической формы 6, установленного в нижнем цилиндре 7 стойки 4. Значение опорной реакции определяется при помощи силоизмерителя 6 и регистрируется компьютерной измерительной системой.The operation of the device is as follows. The load is transmitted through the support roller 5 to the upper cylinder 8 of the rack 4, mounted on the head of the cylindrical force meter 6, installed in the lower cylinder 7 of the rack 4. The value of the reference reaction is determined using the force meter 6 and recorded by a computer measuring system.

Claims

1. The support reaction meter, comprising a base plate rigidly fixed to the force floor by means of strands, a rack with a support roller installed to accommodate the test sample, and a load meter oriented along the load application axis and connected to the recording equipment, characterized in that the rack is made of two coaxially arranged metal cylinders, of which the lower is rigidly fixed to the base plate by means of bolted connections, and the upper is mounted with the possibility of vertical movement relative Tel'nykh lower cylinder, wherein the support roller is fixed to the upper cylinder by means of two limiters of horizontal displacement, moreover, is configured siloizmeritelej cylindrical shape and housed within the bottom cylinder and the top cylinder is mounted on the center pole siloizmeritelej.

2. The support reaction meter according to claim 1, characterized in that the support roller is rigidly fixed to the upper cylinder.

3. The support reaction meter according to claim 1, characterized in that the support roller is mounted freely inside the horizontal movement limiters.