RU2772029C1 - Устройство для штампового испытания грунта - Google Patents
Устройство для штампового испытания грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772029C1 RU2772029C1 RU2021128564A RU2021128564A RU2772029C1 RU 2772029 C1 RU2772029 C1 RU 2772029C1 RU 2021128564 A RU2021128564 A RU 2021128564A RU 2021128564 A RU2021128564 A RU 2021128564A RU 2772029 C1 RU2772029 C1 RU 2772029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- sensor
- soil
- displacement sensor
- force sensor
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области инженерных изысканий, а именно к определению механических свойств грунта в полевых условиях методом штамповых испытаний. Устройство для штампового испытания грунта содержит верхнюю опору и штамповую плиту с рамой, между которыми расположены гидроцилиндр, соединенный с насосом, и датчик силы, реперную раму с опорами, соединенную с датчиком перемещения, датчик силы и датчик перемещения соединены с контроллером. Насос выполнен шестеренчатым, соединен через редуктор с электродвигателем, соединенным с контроллером. Рама выполнена с возможностью установки датчика перемещения по центру штамповой плиты, датчик силы выполнен в виде тензорезисторного датчика, установленного на верхней поверхности рамы, реперная рама выполнена отдельно стоящей. Технический результат состоит в снижении габаритов и энергоемкости устройства для испытания грунта, упрощении конструкции устройства для испытания грунта, повышении точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области инженерных изысканий, а именно к определению деформационных свойств грунта в полевых условиях методом статических нагрузок на штамп.
Известно устройство для испытания грунта (по патенту RU2510440), снабженное сервоприводом, установленным на упорной балке, датчиком крутящего момента, закрепленным на штанге с кольцевым штампом, датчиком силы, закрепленным в нижней части сервопривода, датчиком вертикальных перемещений, установленным на реперерной раме. Сервопривод, датчик силы, датчик крутящего момента, датчик вертикальных перемещений подключены к контроллеру, образуя измерительную систему с прямой и обратной связью между датчиками и сервоприводом. Технический результат состоит в повышении точности нагружения и измерения путем автоматического контроля проводимых испытаний. Его недостатком является высокая энергоемкость.
Известно устройство для испытания грунта (по патенту JP2010210559A, выбрано в качестве прототипа), содержащее верхнюю опору и нижнюю опору с рамой, между которыми расположены гидроцилиндр, соединенный с насосом и датчик силы, реперную раму с датчиком перемещения, датчик силы и датчик перемещения соединены с контроллером. Недостатками известного устройства являются большие габариты, высокая энергоемкость, поскольку, для создания давления в гидроцилиндре используется постоянно работающий мощный мотор, а управление гидроцилиндром осуществляется c помощью электронных игольчатых клапанов, соединенных с контроллером.
Технической задачей изобретения является снижение габаритов и энергоемкости устройства для испытания грунта. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства. Кроме того, повышается точность измерений.
Технический результат достигается в устройстве для штампового испытания грунта (далее, также, - устройство), содержащем верхнюю опору и штамповую плиту с рамой, между которыми расположены гидроцилиндр, соединенный с насосом и датчик силы, реперную раму с датчиком перемещения, датчик силы и датчик перемещения соединены с контроллером. Насос выполнен шестеренчатым, соединен соединен с контроллером. Рама выполнена с возможностью установки датчика перемещения по центру штамповой плиты. Датчик силы выполнен в виде тензорезисторного датчика, установленного на верхней поверхности рамы. Верхняя опора может быть выполнена в виде шаровой опоры. Между штамповой плитой и рамой установлена штанга.
Изобретение поясняется рисунками:
фиг. 1 – устройство для штампового испытания грунта в сборе, внешний вид.
фиг. 2 – принципиальная схема устройства для испытания грунта;
фиг. 3 – верхняя опора и штамповая плита с рамой, гидроцилиндром, тензодатчиком, с датчиком перемещения, установленным по центру штамповой плиты;
фиг. 4 – верхняя опора и штамповая плита с рамой и со штангой
Устройство для штампового испытания грунта содержит верхнюю опору 1 и штамповую плиту 2, между которыми расположена рама 3.
В качестве верхней опоры 1 может использоваться шаровая опора, имеющая опорную поверхность, подвижную в свободном (ненагруженном) состоянии относительно плоскости штамповой плиты 2. Верхняя опора 1 упирается сверху в пригруз с весом больше рабочего усилия (может быть использована крупногабаритная строительная техника), штамповая плита 2 упирается в испытумею поверхность. Между верхней опорой 1 и рамой 3 расположены гидроцилиндр 4 и датчик силы 6.
Дополнительно, между штамповой плитой 2 и рамой 3 может быть установлена штанга 11, позволяющая передавать услилие на заглубленную штамповую плиту 2 (фиг. 4).
Датчик силы 6 выполнен в виде тензорезисторного датчика, установленного на верхней поверхности рамы 3. Таким образом, при работе гидроцилиндра 4 усилие между опорами может быть измерено датчиком силы 6.
Гидроцилиндр 4 соединен гидравлической линией 7 с шестеренчатым насосом 8 (показан условно, в компоновке с редуктором и электродвигателем). При вращении шестерён насоса в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение, за счёт этого в полость всасывания поступает рабочая жидкость, которая перемещается зубьями в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания. Шестеренчатый насос 8 снабжен редуктором с вращающим его электродвигателем и управляется контроллером 9. Для соединения с контроллером 9 может использоваться беспроводой канал связи (показан пунктиром). Редуктор позволяет использовать электродвигатель меньшего размера, для создания такого же вращательного момента, а также, повышает точность управления вращением шестереночного насоса 8.
Использование шестеренчатого насоса 8, соединенного с контроллером 9 позволяет точно регулировать давление, что повышает точность измерений. Контроллер 9 может быть реализован на основе микропроцессора к которому подключены: аналого-цифровой преобразователь (для получения точных цифровых показателей с датчиков), электронный Ш-мост для управления нагрузкой, подаваемой на электродвигатель. Устройство может быть оснащено соединенными с контроллером 9 экраном и органами управления для выбора необходимой методики проведения испытаний.
Слив и нагнетение давления осуществляется за счет вращения шестеренчатого насоса 8 в разных направлениях. Управление подачей давления реализовано за счет обратной связи от датчика силы 6 и вращения электродвигателя в разных направлениях импульсами подаваемыми контроллером 9. За счет пауз между вращениями электродвигателя, масло практически не нагревается, уменьшается его слив сквозь шестеренчатый насос 8, что повышает энергоэффективность устройства.
Устройство также включает реперную раму 10 с опорами 12, с датчиком перемещения 5, соединенного с контроллером 9. При этом, рама 3 выполнена с возможностью установки датчика перемещения 5 по центру штамповой плиты 2. Так, рама 3 может быть выполнена в виде штанг, обеспечивающих возможность проведения испытаний на глубине. Датчик перемещения 5 таким образом, закреплен соосно колонне, образованной верхней опорой 1, гидроцилиндром 4, датчиком силы 6, рамой 3, штамповой плитой 2. Датчик силы 6 и датчик перемещения 5 соединены с контроллером 9, преимущественно, при помощи беспроводных каналов связи (показаны пунктирными линями). Использование в качестве верхней опоры 1 шаровой опоры повышает точность измерений, поскольку происходит компенсация непараллельности верхней плоскости шаровой опоры и плоскости штамповой плиты.
Реперная рама 10 является отдельно стоящей от этой колонны, что позволяет удалить ближайшую точку опоры реперной рамы 10 от средней точки штамповой плиты 2 более чем на 1,5 м и менее чем 1,6 м (согласно DIN 18134, ПНСТ 311-2018). Такое решение позволяет упростить и уменьшить габариты устройства, повышает удобство и скорость монтажа. Установка датчика перемещения 5 в описанной, прямопроходной конструкции колонны дает прямое определение деформаций без сложных рычажных конструкций, что повышает точность измерений.
Claims (3)
1. Устройство для штампового испытания грунта, содержащее верхнюю опору и штамповую плиту с рамой, между которыми расположены гидроцилиндр, соединенный с насосом, и датчик силы, реперную раму с опорами, соединенную с датчиком перемещения, датчик силы и датчик перемещения соединены с контроллером, отличающееся тем, что насос выполнен шестеренчатым, соединен через редуктор с электродвигателем, соединенным с контроллером, рама выполнена с возможностью установки датчика перемещения по центру штамповой плиты, датчик силы выполнен в виде тензорезисторного датчика, установленного на верхней поверхности рамы, реперная рама выполнена отдельно стоящей.
2. Устройство для штампового испытания грунта по п.1, отличающееся тем, что верхняя опора выполнена в виде шаровой опоры.
3. Устройство для штампового испытания грунта по п.1, отличающееся тем, что между штамповой плитой и рамой установлена штанга.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772029C1 true RU2772029C1 (ru) | 2022-05-16 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU773188A1 (ru) * | 1978-07-05 | 1980-10-23 | Войсковая часть 63539 | Устройство дл определени несущей способности грунта |
| SU1308701A1 (ru) * | 1983-04-12 | 1987-05-07 | Предприятие П/Я Ю-9877 | Система управлени нагрузочным приспособлением в устройстве дл испытани грунта |
| RU2272102C1 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-03-20 | Александр Николаевич Труфанов | Способ полевого определения деформационных характеристик грунтов |
| JP2010210559A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nagano Keiki Co Ltd | 自動平板載荷試験装置 |
| RU2510440C2 (ru) * | 2012-05-23 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU773188A1 (ru) * | 1978-07-05 | 1980-10-23 | Войсковая часть 63539 | Устройство дл определени несущей способности грунта |
| SU1308701A1 (ru) * | 1983-04-12 | 1987-05-07 | Предприятие П/Я Ю-9877 | Система управлени нагрузочным приспособлением в устройстве дл испытани грунта |
| RU2272102C1 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-03-20 | Александр Николаевич Труфанов | Способ полевого определения деформационных характеристик грунтов |
| JP2010210559A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nagano Keiki Co Ltd | 自動平板載荷試験装置 |
| RU2510440C2 (ru) * | 2012-05-23 | 2014-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") | Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 20276-2012 Грунты, Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости, Москва, Стандартинформ, 2013. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103175728B (zh) | 土的动力真三轴仪 | |
| CN105424483B (zh) | 一种防屈曲支撑自平衡竖向加载试验系统及其方法 | |
| CN103149101B (zh) | 一种土体拉压扭剪多功能的三轴蠕变试验机 | |
| CN103499487B (zh) | 一种复杂荷载试验机 | |
| CN107421832B (zh) | 一种高温真空摩擦磨损试验机 | |
| CN106483020B (zh) | 高温高压微动疲劳试验机 | |
| CN107290104B (zh) | 一种柔性薄膜阵列压力传感器的自动标定装置及标定方法 | |
| CN208780607U (zh) | 一种便携式自动加荷墙体保温材料现场粘结强度检测仪 | |
| RU2772029C1 (ru) | Устройство для штампового испытания грунта | |
| CN110031144B (zh) | 多功能静态制动力矩测试装置及测试方法 | |
| CN105865779B (zh) | 一种用于旋转轴系的力加载装置 | |
| CN210269128U (zh) | 一种超高速岩石破碎滚刀寿命评估试验台 | |
| CN218990281U (zh) | 一种土样承载力检测装置 | |
| CN209432245U (zh) | 一种水利工程用水位监测装置 | |
| CN209764324U (zh) | 多功能静态制动力矩测试装置 | |
| CN110530739B (zh) | 全自动四联应变控制式直剪仪 | |
| CN203534894U (zh) | 一种复杂荷载试验机 | |
| CN114798401B (zh) | 一种高机动性宽频大出力激振装置 | |
| CN115639079B (zh) | 一种在室内还原土体现场状态的静力触探测试系统及方法 | |
| CN116183209B (zh) | 用于电液比例先导阀的耐压测试装置及其方法 | |
| CN117627078B (zh) | 一种测试桩及其模拟试验系统 | |
| RU2818547C1 (ru) | Пресс испытательный электрогидравлический | |
| CN204269482U (zh) | 一种持续稳定的高精度真空压力加载装置 | |
| CN110849542B (zh) | 一种设置双重防转机构可承受重载的高精度支撑装置 | |
| CN219641425U (zh) | 一种自动量测固结压力盒及试验装置 |