Установка для механических испытаний материалов, преимущественно горных пород

 

Изобретение позволяет приблизить условия испытаний к реальным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригрузкой. Установка содержит основание 1 с установленными на нем с возможностью осе вого перемещения винтовыми колоннами (вк) 2, активный 3 и пассивный 4 захваты для образца. Формирователь нагрузки выполнен в виде двух посл.едовательно установленных винтов (в) 6 и 7, соосных захватам 3 и 4, кулачкового механизма, шестерня 8 которого имеет выступы, и червячных колес (ЧК) 10-15. Оси ЧК 10-15 соединены силовыми пружинами 17 и 18 с ВК 2, с которыми В 6 контактирует с помощью ЧК 10 и 11, а В 7 - посредством ЧК 12 и 13. При перемещении ВК 2 в осевом направлении ЧК 10-15 перекатываются между ВК 2 и В 7. Пружина 17, растягиваясь, создает через В 6 и захват 3 на образS (П 00 СО СО w

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

QO

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3775506/22-03 (22) 25.07.84 (46) 15.03.86. Бюл. У. 10 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В. Лодус (53) 620.172 .2 (088 ° 8) (56) Испытательная техника. Справочник/Под ред. В. В. Клюева, кн.l.

M.: Машиностроение, 1982, с. 40.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1!55901, кл. G 01 N 3/08, 1983. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

ГОРНЫХ ПОРОД (57)Изобретение позволяет приблизить условия испытаний к реальным путем обеспечения нагружения образца воз„„SU„„1218313 А

P1) 4 G 01 Б 3/08 // Е 21 С 39/00 растающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригруэкой. Установка содержит основание 1 с установленными на нем с возможностью осе ного перемещения винтовыми колоннами (ВК) 2, активный 3 и пассивный 4 захваты для образца. Формирователь нагрузки выполнен в виде двух последовательно установленных винтов (В)

6 и 7, соосных захватам 3 и 4, кулачкового механизма, шестерня 8 которого имеет выступы, и червячных колес (ЧК) 10 15. Оси ЧК. 10 15 соединены силовыми пружинами 17 и

18 с ВК 2, с которыми В 6 контактирует с помощью ЧК 10 и 11, а В 7 посредством ЧК 12 и 13. При перемещении ВК 2 в осевом направлении ЧК

I0-15 перекатываются между ВК 2 и

В 7. Пружина 17, растягиваясь, создает через В б и захват 3 на образ1218313

Зб

40 це постепенно увеличивающуюся нагруэку, а пружина 18 через В 7, кото рый взаимодействует головкой 9 с выступом шестерни 8, — циклическую . ригрузку. Начальная нагрузка задается различным по высоте располо1

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для испытания образцов материалов, преимущественно горных пород, на прочность при сжатии.

Цель изобретения — приближение условий испытания к реальным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей, циклической пригрузкой.

На чертеже -показана..установка для механических испытаний материалов,. преимущественно горных пород.

Установка содержит основайие 1 с установленными на нем винтовыми колоннами 2, активный и пассивный захваты 3 и 4 для образца 5, формирователь:нагрузки, выполненный в виде двух последовательно установленных винтов 6 и 7, соосных захватам 3 и 4 кулачкового механизма, у которого шестерня 8 имеет кулачковые выступы, взаимодействующие с выступами на головке 9 винта 7, и червячных колес

10-13.

Винт 6 червячными колесами 10 и

11 контактирует с колоннами 2, а винт 7 контактирует с колоннами 2 посредством червячных колес 12 и 13.

Колеса 14 и 15 установлены между вин том 6 и колоннами 2 для центрирования оси винта 6 с захватами. Все колеса имеют оси, перемещающиеся в направляющих 16 параллельно геометрическим осям колонн и винтов. Оси колес 10 и 11 соединены с силовыми пружинами 17, концы которых закрепле ны на колоннах 2. 0си колес 12 и 13 также имеют силовые пружины 18, но концы их могут размещаться либо на штифтах 19, установленных на колоннах 2, либо на штифтах 20 или 21, 5

25 жением штифтов 19 на осях колес и ртифтов 20 и 21 на основании. Постепенное повышение нагрузки и пригрузки доводит образец до разрушения.

Предельная величина и число циклов пригружения фиксируются. 1 ил. укрепленных на основании 1, либо на осях колес 10 и 11 в зависимости от схемы нагружения. Винт 7 установ лен на шпонке 22 с возможностью только осевого перемещения, а шестерня 8 кинематически связана с при. водом 23.Последнийкинематически связан также с неподвижными в осевом направлении шестернями 24, посаженными на резьбе колонн 2. Прокладка 25 устанавливается при необходимости между винтами 6 и 7.

Установка работает следующим образом.

Для испытания образца 5 в режиме нагружения постоянно увеличивающейся нагрузкой с пропорционально возрастающей по величине циклической пригрузкой установку собирают по схеме, показанной на чертеже. Включают привод 23 и вращают шестерни 8 и 24.

При вращении шестерни 24 колонны 2 перемещаются в осевом направлении, в результате чего колеса 10-15 перекатываются между колоннами 2 и винтами 6 и 7; Скорость линейного перемещения осей колес вдоль направляющих 16 вдвое меньше скорости линейного перемещения колонн 2, что приводит к растяжению силовых пружин 17 и 18. Усилие от пружины 17 через винт 6 и активный захват 3 передается на образец 5 и создает на нем постепенно увеличивающуюся нагрузку. Усилие от пружин 18 передается на винт 7, который с помощью кулачковой шестерни 8 посредством головки 9 совершает возвратно. поступательные перемещения и соз4 дает на образце 5 через винт 6 циклическую пригрузку. Характер пригрузки зависит от формы кулачкового механизма и может быть динамическим, 12

Составитель В.Тальвойш

Редактор И. Сегляник Техред M.Ïàðoöàé Корректор M.Ìàêñèìèøèíeö

Заказ 1128/53 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 если кулачковая пара имеет ступенчатую линию разреза, или плавным при синусоидальной форме разреза кулачковой пары. Во всех случаях между шестерней 8 и головкой 9 по линии разреза создается зазор, необходимый для полной передачи пригрузки на образец. По мере перемещения колонн 2 растет нагрузка на образце вследствие растяжения пружин 17 и пригрузка вследствие растяжения пружин 18 причем величина пригрузки пропорциональна росту нагрузки, поскольку расстояние между парами колес 10-11 и 12-13 не изменяется, и приращение длин пружин 17 и 18 одинаковое. При развитии значительных деформаций на образце 5 уменьшается зазор между деталями 8 и 9, и для обеспечения работоспособности установки. между винтами 6 и 7 устанавливают прокладку 25, восстанавливающую величину указанного зазора. Постепенным повышением нагрузки и пригруэки доводят образец до разрушения, фиксируя при этом предельную величину нагрузки и пригрузки и число циклов пригружения. При испытании образца с постоянной по величине пригрузкой ход испытаний остается прежним с тем отличием, что в исходном состоянии конец пружин 18 переносится с штифтов 19 на оси колес 10 и 11. Тогда, при нагружении возрастающей нагрузки величина.пригруэки остается неизменной,. поскольку длина пружин 18 не изменяется при перемещении колонн 2, а изменяется только при подъеме винта. На величину пригрузки уменьшается нагрузка на образец в момент наибольшего растяжения пружин 18.

При закреплении концов пружины !

8 на штифтах 20 и 21, расположен18313 4 ных так, что в исходном состоянии установки они растягивают пружины, испытания прохолят с постепенно уменьшающейся пригрузкой, а при сок

5 ращении длины пружин 18 — в процессе перемещения колес 12 и 13. Различное по высоте расположение штифтов

20 и 21 позволяет задавать различные начальные величины пригрузок.

Установка позволяет изменять вид пригрузок при испытании одного образца без снятия нагрузки с образца, что осуществляется перестановкой

15 концов пружин 18 на соответствующие штифты

Формула и з о б р е т е н и я

20 Установка для механических испытаний материалов, преимущественно горных пород, содержащая основание с установленными на нем винтовыми колоннами, активный и пассивный захва-, ты для образца и формирователь нагрузки с винтом, установленным в основании соосно захватам, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытания к реаль30 ным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригрузкой, винтовые колонны установлены с возможностью осевого перемещения, 35 а установка снабжена вторым винтом, установленным между первым винтом и активным захватом, кулачковым механизмом, взаимодействующим со свободным торцом первого винта, и чер40 вячными коледами, установленными между колоннами и винтами, при этом оси колес соединены силовыми пружинами с колоннами, а для пружин колес первого винта установлены штиф4 ты на основании и осях колес второго винта.