УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА МЕТОДОМ СТАНДАРТНОГО УПЛОТНЕНИЯ

Усовершенствование относится к области строительства и, в частности, к техническим средствам лабораторных исследований качества строительных материалов, преимущественно грунтовых. Оно может быть использовано в гражданском, промышленном и дорожном строительстве.
Известна установка для испытания грунта методом стандартного уплотнения, описанная в ГОСТе 22733 - 2002, включающая основание, на котором размещено испытательное устройство, состоящее из поддона с разъемной формой и наковальней, соосно которым на направляющей штанге, закрепленной на основании, установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения груз.
Метод стандартного уплотнения, в кратком изложении, заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта. Результаты испытания оформляют в виде графика стандартного уплотнения. Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам и лабораторным помещениям приведены в ГОСТе 30416. Конструкция установки для уплотнения грунта должна обеспечивать падение груза массой 2500 г по направляющей штанге с постоянной высоты 300 мм на наковальню диаметром 99,8 мм. Отношение массы груза к массе направляющей штанги должно быть не более 1,5. Испытания пробы грунта проводят в следующем порядке: загружают в собранную разъемную форму из пробы слой грунта толщиной 5-6 см и слегка уплотняют рукой его поверхность. Производят уплотнение 40 ударами груза по наковальне с высоты 30 см, зафиксированной на направляющей штанге. Аналогичную операцию производят с каждым из трех слоев грунта, последовательно загружаемых в форму. Перед укладкой третьего слоя на форму устанавливают насадку. После уплотнения третьего слоя снимают насадку и срезают выступающую часть грунта заподлицо с торцом формы. После чего, извлекают из цилиндрической части формы уплотненный образец грунта. При этом из верхней, средней и нижней частей образца отбирают пробы для определения влажности грунта по ГОСТ 5180.
Недостатком установки является то, что процесс проведения испытаний требует физического труда оператора, который, помимо
размещения на основании поддона с разъемной формой, наполняемой грунтом, и наковальни, должен совершить 40 подъемов груза весом 2,5 кг при уплотнении лишь одного слоя грунта. Если учесть, что всего при испытании укладывается три слоя последнего, то число подъемов возрастает при одном испытании до 120. На практике за один рабочий день в лаборатории проводят десятки аналогичных испытаний, в следствие этого, уровень физической нагрузки на оператора весьма высок.
Задачей усовершенствования является снижение физической нагрузки на оператора за счет исключения из его работы процесса подъема груза.
Поставленная задача достигается за счет того, что установка для испытания грунта состоит из основания, на котором установлено устройство для испытания, включающее поддон с разъемной формой и наковальней, соосно которым на направляющей штанге смонтирован с возможностью возвратно-поступательного перемещения груз, снабженный приводом его перемещения, выполненный в виде замкнутой цепной передачи, связанной с двигателем. Цепь передачи несет захваты для соответствующих элементов груза, при этом на направляющей штанге установлена втулка с шарнирным рычагом, имеющим на конце ролик, контактирующий с ветвью цепной передачи. Рычаг установлен с возможностью взаимодействия с грузом. Кроме того, на основании смонтировано дополнительное устройство для испытания грунта аналогичное конструкции основного устройства, привод перемещения груза которого кинематически связан с соответствующим приводом основного устройства и имеет с ним общий двигатель.
Техническая сущность полезной модели состоит в том, что механизация процесса подъема груза исключает применение физического труда оператора на этой операции.
На чертежах, прилагаемых к описанию, даны изображения:
на фиг.1 - общая кинематическая схема установки;
на фиг.2 - фрагмент цепи с захватами для груза;
на фиг.3 - механизм сброса груза;
на фиг.4 - установка с двумя устройствами для испытания грунта.
Установка для испытания грунта состоит из основания 1, на котором размещены узлы и детали собственно устройства для испытания, включающего поддон 2 с разъемной формой 3 и наковальней 4. Соосно последним установлена направляющая штанга 5, на которой размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения груз 6, снабженный
захватами 7 для взаимодействия с консолями 8, представляющими собой ось одного из звеньев цепи 9 замкнутой цепной передачи 10, предназначенной для перемещения груза 6 по штанге 5. Передача 10 состоит из цепи 9 и пары звездочек 11, одна из которых (нижняя) связана через редуктор (на чертежах не показан) с электродвигателем 12, установленным на основании 1. На штанге 5 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения втулка 13, снабженная рычагом 14, одним концом шарнирно связанным со втулкой 13. Рычаг 14 на свободном конце несет ролик 15, взаимодействующий с одной из ветвей цепи 9. Установка содержит дополнительное устройство испытания грунтов, размещенное на общем основании 1. Конструктивно дополнительное устройство, а так же по принципу действия подобно основному. Верхняя и нижняя звездочки 16 обоих цепных передач установлены на общих осях 17, нижняя из которых через редуктор связана с электродвигателем 12.
Работает установка следующим образом.
Поддон 2 устанавливают на основании 1 установки после чего на нем размещают разъемную форму 3, которую заполняют первым слоем А грунта. Наковальню 4 размещают в форме 3 так, что она опирается на поверхность грунта слоя А. Груз 6 в это время находится в приподнятом над наковальней 4 положении, опираясь на стопор в виде управляемого вручную рычажного механизма (на чертежах не показан).После загрузки слоя А грунта включают в работу электродвигатель 12, а следовательно и цепную передачу 10. В процессе движения цепи 9 консоли 8 снизу подхватывают захваты 7 груза 6 и по направляющим 5 перемещают последний в направлении втулки 13. По мере приближения груза 6 к втулке 13 он начинает давить на рычаг 14, поворачивая его в направлении движения груза 6. Ролик 15 рычага 14, находящийся в постоянном контакте с ветвью цепи 9, начинает отжимать ее влево, вызывая скольжение консолей 8 по захватам 7 груза 6. В определенный момент (груз 6 достигает высоты 30 см) консоли 8 выходят из контакта с захватами 7 и груз 6 падает по направляющим 5 вниз до контакта с наковальней 4, нанося удар по последней и осуществляя таким образом уплотнение слоя А грунта. Для ускорения процесса испытаний в два раза на другой ветви цепи 9 предусмотрены дополнительные консоли 8. В следующем цикле дополнительные консоли подхватывают груз 6 за захваты 7 и перемещают его вверх до контакта с рычагом 14, повторяя сброс груза 6 в вышеописанном порядке. После достижения 40 уплотнительных ударов по слою А грунта привод выключают, груз 6 вывешивают над наковальней 4,
которую извлекают из формы 3 для последующего ее заполнения слоем Б грунта и повторяют процесс уплотнения последнего. Та же операция осуществляется и со слоем В грунта. Счет числа сбросов груза 6 проводится специальной автоматической системой, которая известна в технике и поэтому не описывается в настоящем описании. Процесс испытаний может быть значительно интенсифицирован, если на установке разместить дополнительное устройство испытания грунта, конструктивно аналогичное основному. Единственным отличием является то, что звездочки 16 основной и дополнительной цепных передач будут смонтированы на общих осях 17, с нижней из которых через редуктор связан электродвигатель 12.
Опытный образец установки описанной конструкции изготовлен и испытан в 000 «Футурум». Результаты испытаний полностью подтверждают достижение поставленных целей.
Информационные материалы, использованные при составлении описания полезной модели:
ГОСТ 22733 - 2002, Испытания грунта методом стандартного уплотнения - прототип.