Твердомер

Твердомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации грунтовых аэродромов, подготавливаемых методом уплотнения снега.

Известен твердомер НИАС (Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской Федерации (РЭГА РФ-94), М., Воздушный транспорт, 1993, с.205-209), который состоит из вертикальной стойки с опорной площадкой и шкалой глубины погружения конуса, закрепленной на вертикальной стойке, подвижной стойки с конусом и площадкой для ступни.

Замер прочности снежного покрова осуществляется путем установки твердомера на снежное покрытие и нажатия одной ногой на площадку для ступни с записью показания прибора по шкале глубины погружения конуса.

Недостатки твердомера: невозможно выставить продольную ось подвижной стойки строго вертикально и удерживать ее в таком положении при нажатии ногой, кроме того, трение скольжения подвижной стойки, глубина и скорость погружения конуса будут зависеть от массы экспериментатора и меняться в достаточно широких пределах.

Также известен пенетрометр (А.С. СССР №520535, кл. G01N 3/42, G01L 1/04, опубл. 1976 г.), состоящий из корпуса, шарового элемента, сквозного отверстия, падающего стержня с конусом, удерживаемого в заданном положении стопором, и гайки. Гайка служит для фиксации шарового элемента в корпусе.

Недостатки изобретения: после установки стержня с конусом в вертикальном положении при фиксации шарового элемента за счет трения шаровой поверхности гайки о поверхность шарового элемента возможен поворот его в плоскости вращения резьбового соединения и тем самым нарушение вертикальности установки падающего стержня с конусом. Часть энергии падающего груза тратится на трение скольжения стержня о направляющие шарового элемента. Это приводит к отклонениям точности определения прочности снежного покрова.

Задачей изобретения является повышение точности определения прочности (несущей способности) снежного покрова.

Поставленная задача решается тем, что в твердомере, включающем корпус, снабженный шаровым элементом, имеющим сквозное отверстие, стержень с коническим наконечником и стопор, согласно изобретению на наконечнике установлен сменный груз, в отверстии шарового элемента жестко закреплена направляющая труба, в верхней и нижней частях которой выполнены не менее трех сквозных прямоугольных отверстий, равномерно расположенных в плоскости, перпендикулярной оси трубы, в каждом из отверстий расположена вилка с возможностью продольного перемещения в них и в цилиндрическом отверстии скобы, жестко закрепленной на направляющей трубе, с установленным на одном из концов вилки подшипником качения, соприкасающимся наружной обоймой с поверхностью стержня с коническим наконечником, а другой конец вилки, выполненный с резьбой, установлен в скобе, а стопор для фиксации шарового элемента состоит из болта и втулки, выполненных с цилиндрическими выемками, кроме того, вдоль продольной оси направляющей трубы выполнен продольный паз с поперечным уступом, в паз входит указатель со стрелкой, который по рискам делений мерной линейки указывает величину подъема стержня и погружения конического наконечника.

На фиг.1 изображен общий вид твердомера; на фиг.2 - частичный разрез нижней части твердомера; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1.

Твердомер (для определения прочности снежного покрова) состоит из корпуса 1 с основанием 2 с выполненным в нем цилиндрическим отверстием и стоек 3. Корпус 1 снабжен шаровым элементом 4, имеющим сквозное отверстие, в котором закреплена направляющая труба 5 с установленным в ней стержнем 6 с коническим наконечником 7, сменным грузом 8 и мерной линейкой 9, закрепленной на наружной поверхности трубы 5. В верхней и нижней частях трубы 5 выполнены не менее трех сквозных прямоугольных отверстий 10, равномерно расположенных в плоскости, перпендикулярной продольной оси трубы 5. В каждом из отверстий 10 расположена вилка 11 с возможностью продольного перемещения в них, с установленным на одном из концов ее подшипником качения 12, соприкасающимся наружной обоймой с поверхностью стержня 6, являющейся направляющей для перемещения его вдоль продольной оси. Другой конец вилки 11 выполнен с резьбой и установлен в цилиндрическом отверстии 13 скобы 14, жестко закрепленной на направляющей трубе 5. На резьбовом конце вилки 11 установлены гайки 15 для регулировки зазора между наружной обоймой подшипника качения 12 и стержнем 6.

Для фиксации шарового элемента 4 имеется стопор 16 корпуса 1 (фиг.5). Стопор состоит из болта 17 и втулки 18, выполненных с цилиндрическими выемками 19 и 20, и рукоятки 21, опирающейся на торцевую поверхность втулки 18.

Зазор между корпусом 1 и шаровым элементом 4 устанавливается гайкой 22.

Вдоль продольной оси направляющей трубы 5 выполнен продольный паз 23 с поперечным уступом 24. В паз 23 входит указатель со стрелкой 25, который по рискам делений мерной линейки 9 указывает величину подъема стержня и погружения конического наконечника в снежный покров.

Указатель со стрелкой 25, жестко соединенный со стержнем 6, представляет собой палец, на торцевой поверхности которого выгравирована стрелка, продольная ось которой устанавливается при закреплении указателя на стержне строго перпендикулярно продольной оси стержня 6. Стержень 6 жестко соединен с коническим наконечником 7, сменный груз 8 плотно поджат к коническому наконечнику с помощью гайки 26.

Твердомер работает следующим образом.

Корпус 1 нижним основанием 2 устанавливается на предварительно выровненное снежное покрытие. Указатель со стрелкой 25 заводится в поперечный уступ 24 направляющей трубы 5. При этом вершина конического наконечника 7 должна находиться в плоскости основания 2, соприкасающегося со снежным покровом, а направляющая труба 5 под действием собственного веса, веса стержня 6 с коническим наконечником 7, сменного груза 8 и гайки 26 устанавливается в корпусе 1 вертикально. Для фиксации такого положения направляющей трубы 5 и корпуса 1 вращением рукоятки 21 под действием осевой силы болт 17 и втулка 18 сближаются и своими цилиндрическими выемками 19 и 20 зажимают шаровой элемент 4 и удерживают его в таком положении во время определения прочности снега. Затем указатель со стрелкой 25 вместе со стержнем 6 и коническим наконечником 7 поднимается вверх по продольному пазу 23 до упора. Из этого положения стержень отпускается. Под действием собственной тяжести он движется вниз и, соприкасаясь со снежным покровом конической поверхностью наконечника, входит в снег. Величина внедрения наконечника отсчитывается по шкале мерной линейки 9.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность установки вертикальности стержня с наконечником, заменить трение скольжения стержня о шаровой элемент трением качения его по наружной обойме подшипника, это обеспечит повышение точности определения прочности снежного покрова на аэродромах, подготавливаемых методом уплотнения снега.

Твердомер, включающий корпус, снабженный шаровым элементом, имеющим сквозное отверстие, стержень с коническим наконечником и стопор, отличающийся тем, что на наконечнике установлен сменный груз, в отверстии шарового элемента жестко закреплена направляющая труба, в верхней и нижней частях которой выполнены не менее трех сквозных прямоугольных отверстий, равномерно расположенных в плоскости перпендикулярной оси трубы, в каждом из отверстий расположена вилка с возможностью продольного перемещения в них и в цилиндрическом отверстии скобы, жестко закрепленной на направляющей трубе, с установленным на одном из концов вилки подшипником качения, соприкасающимся наружной обоймой с поверхностью стержня с коническим наконечником, а другой конец вилки, выполненный с резьбой, установлен в скобе, а стопор для фиксации шарового элемента состоит из болта и втулки, выполненных с цилиндрическими выемками, кроме того, вдоль продольной оси направляющей трубы выполнен продольный паз с поперечным уступом, причем в паз входит указатель со стрелкой, который по рискам делений мерной линейки указывает величину подъема стержня и погружения конического наконечника.