Патент ссср 334494

О П И С А Н И Е 3344 4

ИЗОЬРИтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

>1. 1,л. 6 011 1/22

Заявлено 01.V1.1970 (№ 1448034/29-14) с присоединением заявки ¹ —Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет—

Опубликовано 30 111.1972. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 23.V.1972

УДК 624.131.377:620.1..08 (088.8) Автор изобретения

Ю. П. Пристайло

Киевский инженерно-строительный институт

Заявитель

СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСИЛИЙ РЕЗАНИЯ ГРУНТОВ Х= О

1 р —— S), (1) (2) Изобретение относится к технике определения усилий резания грунтов в лабораторных или полевых условиях.

Известен предназначенный для этого стенд, включающий раму, резцодержатель с резцом и тензочувствительные элементы.

Цель изобретения — раздельное измерение касательной и нормальной составляющих усилия резания и запись каждой составляющей в виде одной линии. Достигается это тем, что резцодержатель посрвдствохт вертикальных и горизонтальной тяг подвешен к установленным на раме тензочувствительным элементам, выполненным в виде балочек, на каждой из которых закреплены тензометрические датчики, которые включены в плечи электрических мостов, соединенных с записывающим приспособлением.

На фиг. 1 представлен стенд для определения усилий резания грунтов, вид сверху; на фиг. 2 †разр по А — А на фиг. 1; на фиг. 3— схема действующих на стенд тяговых сил; на фиг. 4 — электрическая схема стенда.

Предлагаемый стенд включает раму 1, резцодержатель 2, в котором фиксирующими ви нта1ми 8 за креплен,смененный резец 4, и TelHзочувствительные элементы 5 и б.

Резцодержатель 2 шарнирно подвешен при помощи одной горизонтальной 7 и двух вертикальных 8 тяг к установленным на раме

1 тензочувствительным элементам 5 и б, BbIполненным в виде балочек, на рабочих полостях KQTopblx наклеены тензометрические датчики, которые включены в плечи электричеБ ских мостов (см. фиг. 4), соединенных с записывающим элементом (на чертеже не показан).

Рама 1 укреплена на осях и с помощью катков 9 под действием тягового усилия пере1С мещается в направляющих 10, выполненных в виде двух горизонтально устаHoâëåнных швеллеров или двутавров. Ограничители 11 удерживают резцодержатель от боковых смещений, Стенд работает следующим образом. Устанавливают заданную глубину резания h. Для этого перемещают резец в резцодержателе и закрепляют его фиксирующими винтами в соответствующем положении. К раме прикладывают тяговое усилие P и производят резание грунта. В этот момент на резец действует сила резания, которую можно разложить на касательную Я„и нормальную R,-, составляющие силы резания (см. фиг. 3). В соответствии со схемой подвески резцодержателя к тензочувствительным балочкам касательная сила резания равна реакции горизонтальной тяги S>.

334494 а нормальная сила резания R - равна алгебраической сумме резаний в вертикальных тягах. У=О (3) Rv 2 3 (4) Указанные в формулах 2 и 4 реакции тяг деформируют тензочувствительные балочки, вызывая изменение омического сопротивления тензометрическ их датчиков.

Датчики вертикальной балочки электрически включены в мостовую схему (см. фиг.

4,а), в соответствии с которой при (3+ Re) R (R4+ Rs) (6) в точках а и б разность потенциалов равна нулю и возникает состояние баланса моста.

Оно может возникнуть при отсутствии усилий в тягах или когда (7) S2 — S3=0 т. е. если реакции равны по величине и противополо ины по направлению. Это объясняется перекрестным подключением датчиков, благодаря которому омичеокое сопротивлев точках а и б разность потенциалов равна нулю. Это состояние моста называют состоянием баланса, его обычно устанавливают непосредственно перед резанием, когда .на резец не действуют силы резания.

При та ком состоянии запись осциллограммы дает нулевую линию, являющуюся началом отсчета при последующей расшифровке осциллограммы. Всякий разбаланс моста, вызывавмый действием реакции горизонталь ной тяги на балочку, дает на осциллограмме отклонение от нулевой линии. Величина этого отклонения определяется степенью разбаланса моста (величиной деформации балочки) и про пюрциональна изменению нагрузочки.

Для регистрации реакций вертикальных тяг датчики R3, R4, R3 и R3 электрически соединяются между собой перекрестно, т. е. R3 с

Рз, Фз с R4 и затем каждая пара подключается в соответствующее плечо полумоста (см. фиг. 4, б). Аналогично равенству. 5, при равенстве произведений ние, вызванное деформацией датчиков в сечении п — п, вычитается из сопротивления, вызванного деформацией датчиков в сечении т — m (см. фиг. 3). Так ка к деформации бало5 чек ра вно го»сечения пропорциональны вызвавш им эти деформации моме1нтам, можно записать (см. фиг. 3):

В соответствии с формулой (3), при

15 2 3 разность

М(т — т) — М(п — n) =О (9) Г1ри действии на нож ставляющей силы резания вертикальной со(10) 52 53 = ЛГ» -7=- О и возникает пропорциональный силе R разбаланс моста, регистрируемый осциллограммой в виде кривой линии.

В конечном счете усилия резания воспринимаются рамой, на которой защемлены тензометрические балочки, и . через катки перезО даются направляющим.

Расшифровка осциллограмм осуществляется известным способом, путем умножения значений ординат осциллограмм на значение силового масштаба, определенного тарировЗ5 кой стенда.

Предмет изобретения

Стенд для определения усилий резания

40 грунтов, включающий раму, резцодержатель с резцом .и тензочувствительные элементы, отличающийся тем, что, с целью раздельного измерения касательной и нормальной составляющих усилия резания и записи каждой

45 составляющей в виде одной линии, его резцодержатель посредством вертикальных и горизонтальной тяг подвешен к установленным на раме тензочувствительным элементам, выполненным в виде балочек, на каждой из которых закреплены тензометрические датчики, включенные в плечи электрических мостов, соединенных с записывающим приспособлением.

М(т — т) — Af (n — п) = S2 ° с — S3(c — d)—

10 — (5Ф вЂ” S3(b — 41 = (S2 — S3)l (8) „. 344o4

Nut Z

Фиг Ф

Составитель Л. Старосельская

Техред Т. Ускова Корректор T. Китаева

Редактор Е. Дайч

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 165/803 Изд. № 465 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5