Универсальный прибор для определения прочности на сжатие и твердости строительных материалов

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам. Прибор содержит цилиндрический корпус с рукояткой, пружиной и упором вывода защелки взведенного бойка из зацепления. В корпусе коаксиально установлен ствол с Г-образным рычагом взвода, боек, штифт взвода, шаровой индентор, рабочая пружина и защелка фиксации бойка во взведенном состоянии. Рукоятка снабжена электронным блоком, приводимым в действие подвижным элементом датчика перемещения, соединенного тягой через штифт с подвижным ориентатором направленности контрольного удара, содержащим опорные стержни, размещенные на подпружиненной шлицевой втулке. Изобретение обеспечивает возможность определения прочностных характеристик строительных материалов и конструкций с различным рельефом поверхности, повышение точности испытаний, упрощение конструкции и повышение ресурса работоспособности прибора. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительным приборам, в частности к приборам для определения прочностных характеристик строительных материалов неразрушающим методом, и предназначено для применения в строительстве, производстве строительных материалов, научно-исследовательских и экспертных работах.

Известен прибор для определения прочностных характеристик бетона, включающий цилиндрический корпус с пружиной и упором, коаксиально установленный в нем упорный цилиндр с бойком и рабочей пружиной, стопор [1].

Наиболее близким к описываемому изобретению является прибор для определения прочностных характеристик строительных материалов, содержащий трубчатый корпус, в котором расположены пружина, упор, коаксиально установленный в нем ствол с Г-образным рычагом взвода, бойком и рабочей пружиной, защелку [2].

Недостатками этого прибора является невозможность его применения для криволинейных вогнутых и выпуклых испытываемых поверхностей, отсутствие возможности фиксации и индикации результатов испытаний, не предусматривает возможность коррекции энергии пружины бойка при ее снижении в процессе эксплуатации, конструкция защелки взвода бойка не обладает достаточным ресурсом работоспособности, не применим для определения марочности кирпича, ввиду его низких свойств вязкости и повышенной хрупкости.

Целью настоящего изобретения является создание универсального прибора-склерометра, обеспечивающего возможность определения прочностных характеристик строительных материалов и конструкций с различным рельефом поверхности, возможность получения визуальной информации и фиксации показателей измерений, повышение точности испытаний, упрощение конструкции и повышение ресурса работоспособности прибора.

Достигается это тем, что рукоятка прибора снабжена электронным блоком визуального преобразования информации прочностных характеристик строительных материалов, который приводится в действие подвижным элементом датчика перемещения, соединенного тягой через штифт и боек с шаровым индентором. Ствол снабжен подвижным ориентатором направленности контрольного удара, содержащим опорные стержни, подпружиненные на шлицевой втулке. Корпус с тыльной внутренней стороны снабжен упором вывода защелки взведенного бойка и зацепления, который выполнен воронкообразным. Защелка бойка выполнена подвижной на завинченной в торец бойка оси и содержит пружинную втулку, пружину и головку.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, продольный разрез и вид сверху; на фиг. 2 - подпружиненный подвижный ориентатор, вид сбоку и сверху; на фиг. 3 - узел защелки бойка, продольный разрез.

В соответствии с фиг. 1 прибор включает боек 1 со сменным шариковом индентором 2 и защелкой 3 взвода, рабочую пружину 4, ствол 5, штифт взвода 6, тягу привода электронного блока 7, корпус 8 с рукояткой и воронкообразным упором 9 вывода бойка из зацепления, пружину 10 возврата ствола в корпусе, Г-образный рычаг взвода 11, подпружиненный подвижный ориентатор 12 направленности контрольного удара, электронный блок 13 с приставкой фиксации и индикации визуальной информации данных измерений.

Согласно фиг. 2 подпружиненный подвижный ориентатор содержит опорные стержни 15, шлицевую втулку 16 и пружину 17.

Опорные, параллельные между собой стержни располагаются перпендикулярно стволу прибора и соосно рукоятке. Длина стержней и расстояние между ними соответствует уровню статической устойчивости приборов при испытаниях. Величина шлицевого перемещения ориентатора по стволу прибора обеспечивает возможность радиального расположения прибора к криволинейным поверхностям как выпуклым, так и вогнутым без какой-либо переналадки прибора. Среднее положение ориентатора на участке его шлицевого перемещения соответствует испытаниям плоскостных поверхностей, смещенное от середины в сторону рукоятки - вогнутых, а от рукоятки - выпуклых поверхностей. Соприкасание прибора с испытываемыми поверхностями в момент "выстрела" осуществляется тремя точками - стержнями ориентатора и передней торцевой частью ствола. При этом выпукло-криволинейную поверхность прибора как бы охватывает, описывая ее тремя точками, а в вогнутую поверхность - вписывается.

В соответствии с фиг. 3 узел защелки бойка содержит ось защелки 18, пружинную втулку 19, пружину защелки 20, горелку защелки 21. Глубина завинчивания оси защелки в торец бойка обеспечивает корректировку энергии пружины бойка. Подвижная защелка в связи с ее вращаемостью совместно с пружинной втулкой, пружиной и головкой защелки вокруг оси защелки обладает влзможностью контакта зацепа во взведенном состоянии бойка по всей окружности торцевого ствола прибора, а не в одной точке, как у прототипа, за счет чего возрастает ресурс работоспособности.

Электронный блок представляет собой устройство, состоящее из блоков, формирующих аналоговый сигнал, пропорциональный смещению зонда в углубление от склерометрического удара, аналого-цифрового преобразователя, совмещенного в БИС вместе с блоком цифровой индикации, блока преобразователя напряжения, необходимого для питания индикаторов, АЦП и датчика. Для фиксации показаний БИС после проведения измерения доработан каскад, содержащий два одновибратора, стробирующих тактовый генератор БИС после проведения замеров.

Пользуются прибором следующим образом. Держа прибор одной рукой за рукоятку, другой взводят боек 1 поднятием рычага взвода 11 до фиксации бойка защелкой 3 в крайнем заднем положении и возвращают рычаг взвода 11 в исходное положение.

Взведенный прибор приставляют ориентатором 12 к испытываемой поверхности 22 и прижимают небольшим усилием. При этом подпружиненный ориентатор переместится по стволу 5 на расстояние, при котором торец ствола соприкасается с испытываемой поверхностью.

На криволинейную поверхность прибор устанавливается опорными стержнями 15 параллельно оси кривизны. Таким образом, прибор ориентирует направленность удара только радиально к кривизне поверхности, вне зависимости от ее вогнутости или выпуклости.

При соприкосновении прибора с испытываемой поверхностью тремя точками (стержнями ориентатора и торцом ствола) прибор продолжают прижимать с нарастающим усилием, при этом корпус 8 надвигается на ствол 5 со стороны рукоятки и упором 9 выводит защелку бойка 3 из зацепления, производя удар индентором 2 по поверхности изделия 22. В результате пластической деформации испытываемого материала индикатор вдавливается в него. Глубина внедрения через тягу 7 фиксируется электронным блоком, преобразуясь в визуальную цифровую информацию.

Действие электронного блока основано на измерении ЭДС, наводимой на контрольную индуктивность от магнитного поля создаваемого эталонным генератором с частотой 1,2 МГц. Выпрямляемое напряжение поступает на конвертирующий операционный усилитель, где происходит необходимое усиление и коррекция нуля (предусмотрена возможность логарифмировать сигнал). Сформированный таким образом сигнал поступает на БИС, содержащую АЦП (работающий по принципу двойного интегрирования), блок автоматической коррекции нуля, формирователь опорного напряжения, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов с промежуточной памятью и дешифратором сигнала для работы с семисегментным индикатором. Индикация осуществляется 3...7-сегментным светодиодным индикатором.

Цифровые величины показаний прибора, высвечиваемые на индикаторе, соответствуют прочностным характеристикам испытываемых материалов, которые определены кубиково-прессовым методом по действующим ГОСТам (ГОСТ 10180-74, ГОСТ 22690-88).

Постоянство энергии пружины бойка, массы бойка, амплитуды размаха бойка до испытываемой поверхности, а также постоянство усилия прижима прибора обеспечивают в высокой степени стабильность энергии контрольного удара и его воспроизводимость.

Электронное измерение показателей испытаний и мгновенная визуальная их информация снижают погрешность испытаний и их трудоемкость, исключая фактор субъективности.

При необходимости прибор может быть использован при ручном инструментальном измерении результатов испытаний.

Таким образом достигаются цели, поставленные изобретением.

Формула изобретения

1. Универсальный прибор для определения прочности на сжатие и твердости строительных материалов, включающий цилиндрический корпус с рукояткой, пружиной и упором вывода защелки взведенного бойка из зацепления, коаксиально установленный в корпусе ствол с Г-образным рычагом взвода, боек, штифт взвода, шаровой индентор для внедрения в испытуемое изделие, рабочую пружину и защелку фиксации бойка во взведенном состоянии, отличающийся тем, что рукоятка прибора снабжена электронным блоком визуального отображения измеряемых характеристик испытуемых строительных материалов, приводимым в действие подвижным элементом датчика перемещения, соединенного тягой через штифт и боек с шаровым индентором, а ствол снабжен подвижным ориентатором направленности контрольного удара, содержащим опорные стержни, размещенные на подпружиненной шлицевой втулке.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что упор вывода защелки взведенного бойка из зацепления выполнен воронкообразным.

3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что защелка бойка выполнена вращающейся вокруг завинченной в торец бойка оси и содержит подпружиненную втулку, пружину и головку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3