Приспособление для определения устойчивости материала к удару

Авторы патента:

G01N3/303 - получаемого только от свободно падающего груза

Владельцы патента RU 2578249:

Щепочкина Юлия Алексеевна (RU)

Изобретение относится к устройствам для проведения испытаний по определению устойчивости разнообразных материалов и изделий к удару. Приспособление для определения устойчивости материала к удару содержит станину, направляющую, ударный элемент с механизмом приведения его в движение, при этом направляющая выполнена в виде трубы, продольно закрепленной на штативе с возможностью поворота, в полости трубы расположен ударный элемент, выполненный составным из наборных пластин и сменного бойка. Труба имеет разметку по длине в виде сквозных отверстий в ее стенке для установки в них переставного штифта. Труба снизу имеет винтовое соединение с гайкой, снабженной защитным кожухом и ручками для поворота. Механизм приведения ударного элемента в движение содержит поворотные блоки, трос, имеющий рукоятку на свободном конце. Предложенное приспособление расширяет ассортимент лабораторного оборудования для испытания строительных материалов и изделий, а также упрощает сам процесс испытаний. 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к устройствам для проведения испытаний по определению устойчивости разнообразных материалов и изделий (стекло, керамика, бетон, пластмасса и др.) к удару.

Известно приспособление для определения устойчивости материала к удару, содержащее станину, направляющую, ударный элемент с механизмом приведения его в движение [1].

Задача изобретения заключается в упрощении приспособления для определения устойчивости материала к удару.

Технический результат достигается тем, что в приспособлении для определения устойчивости материала к удару, содержащем станину, направляющую, ударный элемент с механизмом приведения его в движение, направляющая выполнена в виде трубы, продольно закрепленной на штативе с возможностью поворота, причем в полости трубы расположен ударный элемент, выполненный составным из наборных пластин и сменного бойка. Труба имеет разметку по длине в виде сквозных отверстий в ее стенке для установки в них переставного штифта. Труба снизу имеет винтовое соединение с гайкой, снабженной защитным кожухом и ручками для поворота. Механизм приведения ударного элемента в движение содержит поворотные блоки, трос, имеющий рукоятку на свободном конце.

На фиг. 1 изображено приспособление для определения устойчивости материала к удару, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху на фрагмент фиг. 1 по А-А; на фиг. 3 изображено сечение фиг. 1 по В-В; на фиг. 4 изображен ударный элемент (без наборных пластин) со сменным бойком, вид сбоку; на фиг. 5 - вид на фиг. 4 снизу, по С; на фиг. 6-11 изображены варианты разнообразных сменных бойков; на фиг. 12 показано расположение переставного штифта в отверстиях в стенке трубы; на фиг. 13 показана схема определения массы ударного элемента с использованием динамометра.

Приспособление для определения устойчивости материала к удару (фиг. 1-3) содержит горизонтально расположенную станину 1 с вертикально закрепленным на ней штативом 2, имеющим круглое поперечное сечение. Станина может иметь разметку для укладывания образца 3 материала или изделия, например керамического кирпича. На штатив надета с возможностью поворота втулка 4. Втулка имеет элемент 5 крепления к штативу. К втулке кронштейнами 6 прикреплена вертикально направляющая 7, выполненная в виде трубы 8, имеющей разметку по длине, например, через 0,1 м, сквозными отверстиями 9 в ее стенке 10. Снизу на трубе выполнена винтовая резьба 11, образующая винтовое соединение с гайкой 12, снабженной защитным цилиндрической формы кожухом 13 и ручками 14 для поворота. Кожух предназначен для исключения выброса наружу частиц пыли и/или кусков образца материала или изделия, разрушаемого при ударе. В торцевой стенке 15 кожуха выполнены, по меньшей мере, один сетчатый фильтр 16 и одно застекленное окно 17. Снизу по краю боковой стенки 18 кожуха прикреплена эластичная обечайка 19, выполняющая функцию уплотнителя при касании с поверхностью станины.

В полости 20 трубы расположен ударный элемент 21, состоящий из подвешенного на тросе 22 штока 23 с опорной площадкой 24. Снизу к опорной площадке прикреплен, например, винтами 25 сменный боек 26. Сменный боек может иметь форму с многими точечными выступами (фиг. 1; 4 и 5), многими линейными выступами (фиг. 6). Возможны и другие формы сменного бойка, например, в виде конуса (фиг. 7), пирамиды (фиг. 8), клина (фиг. 9), полуцилиндра (фиг. 10), половины шара (фиг. 11). Сверху на опорную площадку укладывают одна на другую круглые с выемкой под шток наборные пластины 27, имеющие одинаковые или разные массы, например 0,25 кг, 0,5 кг, 1,0 кг, 2,0 кг. Между наборными пластинами могут быть уложены эластичные прокладки (не показаны). Для удобства укладывания/съема наборных пластин в стенке трубы выполнен проем 28 с дверцей 29. Для временного удерживания ударного элемента на заданной высоте, например, 0,5 м от поверхности станины, в отверстия в стенке трубы может быть установлен переставной штифт 30 (фиг. 1 и 12).

Механизм 31 приведения ударного элемента в движение содержит поворотные на оси 32 блоки 33, охватываемые тросом с рукояткой 34 на свободном его конце. Ось установлена в верхней части втулки с опорой на шарик 35, лежащий на вогнутом (форма лунки) торце штатива. Ось в рабочем положении закреплена во втулке зажимом 36. Рукоятка выполнена разъемной с возможностью загрузки в ее полость 37 свинцовой (стальной, чугунной) дроби 38. Для улавливания движущейся вверх рукоятки при свободном падении ударного элемента, на втулке может быть закреплен подвижный хомут 39 с пружинным уловителем 40.

Для вывешивания массы ударного элемента с наборными пластинами может быть применен ручной динамометр D (фиг. 13).

Процесс изготовления приспособления для определения устойчивости материала к удару (фиг. 1-3) включает следующие операции.

1. Из чугуна изготавливают (отливают) станину 1, вертикально закрепляют на ней стальной штатив 2, имеющий лунку на свободном торце для размещения шарика 35. На станине делают разметку для укладывания образца 3 материала или изделия.

2. Из стали изготавливают втулку 4, имеющую элемент крепления 5, зажим 36. На втулку устанавливают подвижный хомут 39 с пружинным уловителем 40. Втулку надевают на штатив с возможностью поворота, например, на 360°.

3. Из стали (алюминия, латуни, пластмассы) изготавливают направляющую 7 в виде тонкостенной трубы 8 с винтовой резьбой 11, сквозными отверстиями 9 и проемом 28 с дверцей 29 в стенке 10.

4. Из стали изготавливают гайку 12, прикрепляют к ней ручки 14 и защитный кожух 13 (фиг. 1 и 2), имеющий на торцевой (горизонтальной) стенке 15 сетчатые (мелкая сетка, сито, ткань) фильтры 16, застекленное (небьющееся стекло) окно 17. Снизу на боковую стенку 18 кожуха прикрепляют (приклеивают) эластичную (резина, кожа) обечайку 19.

5. Гайку с ручками и кожухом свободно навинчивают на трубу. Трубу прикрепляют (приваривают, припаивают, приклеивают) к втулке на кронштейнах 6 так, чтобы она была продольно закреплена на штативе.

6. Из стали изготавливают ударный элемент 21, состоящий из штока 23, опорной площадки 24 с прикрепленным к ней винтами 25 сменным бойком 26 (фиг. 1; 4 и 5). Бойки (набор бойков) могут иметь различную форму (фиг. 6-11) для нанесения удара на образцы строительных материалов (горные породы, искусственные камни, пластмассы, стекло) и изделий. Для увеличения силы удара на опорную площадку укладывают наборные пластины 27. В качестве наборных пластин могут быть использованы, например, стандартные гири для напольных весов. Эластичные прокладки (не показаны) между наборными пластинами уменьшают шум. В отверстия в стенке трубы устанавливают переставной штифт 30. Назначение переставного штифта - удерживание ударного элемента на заданной высоте от поверхности станины.

7. Изготавливают механизм 31 приведения ударного элемента в движение, содержащий ось 32, блоки 33, трос 22. На один конец троса прикрепляют (привязывают, прицепляют) ударный элемент, а на другой конец - разъемную рукоятку 34, в полость 37 которой насыпают дробь 38. Ударный элемент опускают в трубу (с возможностью свободного движения вверх и вниз), ось устанавливают во втулку с опорой на шарик и закрепляют зажимом. Ударный элемент опускают в полость 20 трубы.

8. Изготавливают или берут, по меньшей мере, одну партию материала (не менее трех образцов в виде брусков, кубов, пластин). Возможно приготовление кускового материала одного вида и примерно (+10%) одинаковой массы.

Приспособление для определения устойчивости материала к удару устанавливают на ровную горизонтальную поверхность. Вывешивают массу ударного элемента с наборными пластинами с помощью ручного динамометра D, добавляя или убавляя количество дроби в рукоятке. Для увеличения или уменьшения числа наборных пластин на ударном элементе используют проем с дверцей, выполнный в стенке трубы. Динамометр снимают. Затем, вручную, подтягивая или опуская рукоятку, поднимают, находящийся в полости трубы, ударный элемент на заданную высоту (например, 0,5 м) от поверхности станины, и фиксируют его в этом положении с помощью перествного штифта, введенного горизонтально в сквозные отверстия в стенке трубы.

Поворачивая (вращая) гайку за прикрепленные к ней ручки, поднимают вверх кожух, устанавливают на станину образец материала или изделия, затем вращением ручек опускают кожух до соприкосновения эластичной обечайки с поверхностью станины. После чего, ударный элемент несколько приподнимают, удерживая рукоятку одной рукой, а другой рукой извлекают из отверстий в стенке трубы переставной штифт. Затем рукоятку отпускают, при этом ударный элемент в свободном падении наносит бойком удар по образцу материала или изделия. Сила удара может быть увеличена или уменьшена за счет перемещения ударного элемента по длине трубы на заданную высоту.

Результат удара (вмятины, сколы, трещины, разрушение образца) наблюдают через застекленное окно в кожухе. Частицы пыли, выделившиеся при ударе по образцу, задерживаются сетчатым фильтром, а разлетающиеся осколки остаются в кожухе. Для более детального рассмотрения деформированного или разрушенного образца и/или получения фотографических снимков кожух поднимают вверх, вращая гайку, отвинчивают элемент крепления и поворачивают втулку вместе с прикрепленной к ней трубой, вокруг штатива.

Результаты разрушения образцов материалов и изделий могут быть использованы для усовершенствования ударных элементов оборудования для дробления и измельчения строительного материала.

Приспособление для определения устойчивости материала к удару не сложно в изготовлении и применении. Предложенное приспособление расширяет ассортимент лабораторного оборудования для испытания строительных материалов и изделий.

Источники информации

1. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий. - М.: Высшая школа, 1984. - С. 142-144.

1. Приспособление для определения устойчивости материала к удару, содержащее станину, направляющую, ударный элемент с механизмом приведения его в движение, отличающееся тем, что направляющая выполнена в виде трубы, продольно закрепленной на штативе с возможностью поворота, причем в полости трубы расположен ударный элемент, выполненный составным из наборных пластин и сменного бойка.

2. Приспособление для определения устойчивости материала к удару по п. 1, отличающееся тем, что труба имеет разметку по длине в виде сквозных отверстий в ее стенке с возможностью установки в них переставного штифта.

3. Приспособление для определения устойчивости материала к удару по п. 1, отличающееся тем, что труба снизу имеет винтовое соединение с гайкой, снабженной защитным кожухом и ручками для поворота.

4. Приспособление для определения устойчивости материала к удару по п. 1, отличающееся тем, что механизм приведения ударного элемента в движение содержит поворотные блоки, трос, имеющий рукоятку на свободном конце.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения глубины проникания объекта в грунт. Способ включает сбрасывание объекта с носителя и регистрацию параметров его проникания, по крайней мере, двумя сейсмическими датчиками, расположенными на расстоянии друг от друга в зоне вероятного падения объекта.

Способ определения слеживаемости противогололедных материалов в виде пескосоляных смесей // 2434218

Изобретение относится к области дорожно-строительных материалов. .

Способ экспресс-индикации связности дисперсных материалов // 2392605

Изобретение относится к технике очистки газов от дисперсных примесей. .

Способ определения прочности изделий из деформируемых строительных материалов и устройство для его осуществления // 2315970

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам. .

Способ оценки динамической прочности хрупких материалов // 1698689

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств хрупких материалов. .

Способ определения модуля нормальной упругости // 1497491

Изобретение относится к исследованию механических свойств материалов. .

Способ прочностных испытаний пленочных полимерных материалов // 1455274

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов . .

Способ определения вязкоупругих свойств комплексных нитей // 1303885

Изобретение относится к области динамических испытаний, конкретно к способам определения динамических характеристик комплексных нитей. .

Кантователь // 988507

Устройство для нагружения образца при испытаниях на динамическое сжатие // 978004

Способ испытания строительных конструкций на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии // 2578662

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит. Сущность: сначала испытуемый образец устанавливают на жесткие опоры. В заданных местах на испытуемом образце закрепляют оголовники с противоположно направленными вылетами, на вылетах оголовников размещают концы распределительной траверсы. Через распределительную траверсу испытуемый образец нагружают и исследуют его деформированное состояние, вызванное одновременным изгибом и кручением под воздействием нагрузки, фиксируя перемещения в сечениях испытуемого образца. Деформированное состояние испытуемого образца оценивают по абсолютному значению вертикальных прогибов испытуемого образца и абсолютному углу закручивания испытуемого образца, для этого одновременно с двух сторон от продольной оси испытуемого образца вблизи каждого из оголовников и симметрично относительно продольной оси испытуемого образца устанавливают прогибомеры, с помощью которых измеряют вертикальные перемещения противоположных сторон испытуемого образца под воздействием заданной нагрузки, причем каждый прогибомер устанавливают с возможностью обеспечения строго вертикального положения подвижного штока, а абсолютный вертикальный прогиб fпр в рассматриваемом сечении испытуемого образца определяют по формуле. Технический результат: возможность определения абсолютных величин угла закручивания и вертикальных прогибов конструкции, работающей на изгиб с кручением, которые позволяют определить точную схему деформирования элемента, находящегося в условиях сложного НДС. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 9 ил.

Стенд для испытаний на ударные воздействия // 2625639

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытаний на ударные воздействия различных приборов и оборудования. Стенд состоит из силового каркаса в виде прямоугольной рамы на ножках с продольными направляющими для установки через амортизаторы подпружиненной платформы, выполненной в виде резонансной плиты, поперечная собственная частота которой соответствует частоте перехода на требуемом ударном спектре ускорений, и рамы для крепления маятника с бойком, состоящим из стержня с профилированным торцом и резьбой, для установки и фиксации дополнительных грузов. На резонансной плите в месте максимального отклика установлена дополнительная плита в виде параллелепипеда, стороны которого параллельны сторонам резонансной плиты, предназначенная для закрепления на ее поверхности объекта испытаний, а на торцах - контрольных регистрирующих датчиков по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Резонансная плита не менее чем по двум ее сторонам установлена на амортизаторы, которые перпендикулярны ее плоскости и занимают не более половины длины каждой стороны. По торцам резонансной плиты в ее плоскости установлены фиксаторы-ограничители из упругого материала, жесткость которых не менее чем на порядок меньше жесткости амортизаторов. Дополнительная плита установлена от противоположной стороны относительно места крепления маятника на расстоянии от половины до одной четвертой длины стороны резонансной плиты. На резонансной плите в узел формы колебаний установлен крешер, профиль которого совпадает с профилем торцевой части стержня бойка. Технический результат: возможность уменьшить габариты стенда, а также обеспечить более точное воспроизведение ударной нагрузки, создавая ударное воздействие одновременно по трем взаимно перпендикулярным направлениям. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил.

Способ исследования прочностных свойств горных пород на сжатие и устройство для его осуществления // 2647189

Изобретения относятся к исследованию материалов путем определения их физических свойств и могут быть использованы для статического и динамического сжатия образцов горных пород и определения совокупности физических величин, характеризующих начальную стадию процесса их разрушения, например спектра упругих колебаний от образования микротрещин. Сущность: осуществляют размещение на наковальне образца, воздействие на него падающим грузом с известной начальной энергией, прием импульсов акустических сигналов, возникающих при разрушении образца. Образец по направлению падающего груза предварительно сжимают статическим усилием. Начальную энергию падающего груза увеличивают от нулевого значения до возникновения в образце микротрещин, что фиксируют по частотному спектру импульсов акустических сигналов. Образец сжимают статическим усилием во всем диапазоне его устойчивости к разрушению. Устройство содержит станину, направляющую в виде трубы с возможностью поворота, ударный элемент с механизмом приведения его в движение, расположенный в полости трубы. Станина выполнена в виде стакана с окнами для установки образца и радиальным отверстием, в котором закреплена трубка с внутренней резьбой, куда вкручен винт с рукояткой. Стакан связан резьбовым соединением с трубой, в конец которой со стороны резьбового соединения вставлена пробка с возможностью ограниченного продольного перемещения. В стакане между окон и радиальным отверстием размещен поршень. Между поршнем и дном стакана и в трубку подано пластичное вещество. Имеются датчик давления пластичного вещества и система определения совокупности физических величин, характеризующих процесс разрушения горной породы, например спектра упругих колебаний от возникающих микротрещин. Технический результат: возможность воздействия на горную породу совокупностью статических и динамических нагрузок до возникновения микротрещин и фиксации их появления по спектру упругих колебаний, а также в повышении эффективности устройства за счет расширения его возможностей на статическое сжатие горной породы, прием и обработку упругих колебаний. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.