УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОЛЗУЧЕСТИ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области испытаний образцов дорожно-строительных материалов повторяющимися кратковременными циклическими нагружениями.
Известны устройства для испытаний образцов материалов повторяющимися кратковременными циклическими нагружениями патент RU №2376578 G01N 3/36 установка для усталостных испытаний образца, включающей основание, установленные на нем захваты для образца и механизм нагружения, включающий кулачок с приводом его вращения, толкатель, связанный с захватом, клинообразную прокладку, установленную между кулачком и толкателем.
Наиболее близким аналогом является патент RU №100260 G01N 3/36, где установка для определения деформаций динамической ползучести дорожно-строительных материалов, включает направляющие и три горизонтальные полки, электропривод, приводящий во вращение вал, закрепленный на нем эксцентричный кулачек, толкатель, датчик силы, раму передачи нагрузки, узел регулирования амплитуды деформирования образца и колебания толкателя, упорный ролик, пружину, держатели пружины и натяжитель-фиксатор пружины.
Недостаток состоит в том, что пружина действует непосредственно через толкатель на образец, механизм изменения амплитуды динамической нагрузки или поддержания ее постоянных значений в ходе испытаний производится ручным способом, при отсутствии датчика силы в конструкции подъемного стола не возможно фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец при ходе вверх, отсутствие температурной камеры для испытаний при различных температурах.
Задачей изобретения является усовершенствование и расширение функциональных возможностей устройства для определения деформации ползучести при воздействии динамических нагрузок на дорожностроительные материалы. Новая конструкция устройства позволит:
1. Уменьшить габаритные размеры установки.
2. Снизить нагрузку на основные узлы и агрегаты конструкции, за счет уменьшения нагружения пружины.
3. Применить двигатель меньшей мощности.
4. Повысить стабильность работы установки.
5. Проводить испытания при различных температурах.
Сущность полезной модели заключается в том что устройство для определения деформаций динамической ползучести дорожностроительных материалов содержит пружину, натяжитель-фиксатор пружины, эксцентрик, раму, электроприрод, толкатель, датчик силы, датчик деформаций, шкив, дополнительно включает распорную стойку в конструкции рамы, шатун, который взаимодействуя с эксцентриком, совершает поступательные движения, рычаг передачи нагрузки, серьгу для направления и фиксирования вертикального положения толкателя, датчик силы в конструкции подъемного стола, позволяющий фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец, температурную камеру, которая охватывает рабочее пространство от толкателя до подъемного стола, регулировочный подъемный винт, шаговый двигатель для автоматического регулирования вертикального положения стола и амплитуды деформирования.
Техническим результатом является снижение нагрузки на рабочие узлы устройства, автоматизация процесса регулирования и поддержания в заданных значениях амплитуды деформирования и расширение функциональных возможностей установки за счет использования в конструкции:
1. рычага в механизме нагружения позволяющего использовать пружину рабочим усилием в три раза меньшим, чем у аналога.
2. Температурной камеры с инфракрасными керамическими нагревателями, позволяющей поддерживать температуру в рабочей зоне, где находится образец, до 60°С.
3. Автоматического регулирования амплитуды деформирования шаговым двигателем в соответствие с деформацией испытываемого материала непосредственно в процессе динамического воздействия на образец в каждом цикле приложения нагрузки.
4. Датчика силы в конструкции подъемного стола, позволяющего фиксировать время воздействия и момент прекращения динамического воздействия толкателя на образец.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 дан вид сбоку устройства, фиг.2 - кинематическая схема
Устройство включает раму 1, распорную стойку 2, которые вместе образуют каркас, электродвигатель 3, передающий вращательное движение посредством ременной передачи 4 на эксцентрик 5, шатун 6, совершающий поступательные движения, приводит в движение рычаг передачи нагрузки 7, пружину 8, создающую необходимую нагрузку, фиксатора-натяжителя пружины 9, датчика силы 10, датчик перемещений №1 11, подвижно закрепленный толкатель 12 с фиксирующей его серьгой 13, штамп 14, который воздействует на испытываемый образец 15, помещенный на подъемный стол 16, упорную полку 17, на которой закреплен датчик силы 18. Датчик перемещений №2 19 регистрирующий изменение вертикального положения подъемного стола 16, шкива 20, регулировочного подъемного винта 21, шагового двигателя 22, имеющего соединение с винтом 21 посредством ременной передачи, блок управляющей электроники 23.
Установка работает следующим образом, поджатием пружины 8 натяжителем-фиксатором 9 создается необходимая нагрузка для испытания материала, вращением винта 21 шаговым двигателем 22 подъемный стол 16 с помещенным на нем образцом 15 через штамп с шаром 14, приводят в соприкосновение с толкателем 12. С помощью Блока управляющей электроники 23 соединенного с персональным компьютером и связывающего работу всех измерительных датчиков главного 3 и шагового двигателя 22, производится пуск испытания. Приводится в движение электродвигатель 3, вращательный момент через ременную передачу 4 передается на эксцентрик 5. При вращении эксцентрик 5 сообщает поступательные движения шатуну 6, который перемещая свой конец рычага 7 вверх снимает нагрузку с образца 15, а при ходе шатуна 6 вниз нагрузка от пружины 8 через рычаг с соотношением 1/4 воздействует через толкатель 12 на образец 15. Автоматически следящая система при каждом цикле приложения нагрузки считывает показания датчиков деформации 11,19, и силы 18, и в случае увеличения амплитуды толкателя 12, дает команду шаговому двигателю 22 в момент прекращения нагрузки на образец повернуть подъемный регулировочный винт 21 на заданное количество шагов.
Для испытания материалов при различных температурных режимах применяется температурная камера, позволяющая поддерживать заданную температуру (до 60°С) и равномерный нагрев образца 15 в течении всего испытания. Часть камеры сделана из прозрачного пластика, для визуальной оценки состояния образца во время испытания. Способ нагрева образца: кондукционно-конвекционный, в воздушной среде с помощью инфракрасных керамических нагревателей.