Устройство для испытания образцов горных пород в полевых условиях

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1239321 (д1) 4 E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3833165/22-03 (22) 30.12.84 (46) 23.06.86. Бюл. № 23 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е. В. Лодус (53) 622.281 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1046510, кл. Е 21 С 39/00, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ, содержащее крепежные головки для закрепления на образце, кольца, взаимодействующие с крепежными головками, и центрирующие цилиндрические направляющие для колец, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения производительности и достоверности испытаний за счет нагружения одного образца длительно действующими растягивающими и сжимающими усилиями различной величины, оно снабжено силовой пружиной, охватывающей цилиндрические направляющие, и рычагами, установленными на кольцах в радиальных направлениях по винтовой линии и взаимодействующих с витками пружины, при этом кольца установлены с возможностью вращения относительно осей крепежных головок и имеют фиксаторы положения, направление навивки пружины совпадает с винтовой линией расположения рычагов, а количество пар головок и колец соответствует требуемому количеству участков нагружения образца.

1239321

Составитель В. Тальвойш

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 3369/30 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к устройствам для испытания образцов горных пород и других материалов на длительную и кратковременную прочность при одноосном напряженном состоянии.

Цель изобретения — повышение производительности и достоверности испытаний за счет нагружения одного образца длительно действующими растягивающими и сжимающими усилиями различной величины.

На чертеже показана схема устройства для испытания образцов горных пород в полевых условиях.

Устройство содержит крепежные головки 1, закрепленные на образце 2, кольца 3, каждое из которых имеет цилиндрический выступ, входящий в паз, образованный поверхностями головки 1 и гайки 4, центрирующие цилиндрические направляющие 5 для колец 3, рычаги 6, установленные на наружной поверхности колец 3 в радиальных направлениях по винтовой линии, и силовую пружину 7, охватывающую направляющие 5 и взаимодействующую с рычагами 6, причем рычаги 6, закрепленные на каждом из колец

3, расположены в пределах одного витка пружины 7, направление навивки которой совпадает с винтовой линией расположения рычагов 6. Кольца 3 установлены с возможностью поворота вокруг осей головок 1 и имеют фиксаторы 8 положения, в качестве которых используется в каждом кольце

3 один из рычагов 6. Направляющие 5 имеют отверстия 9 для обеспечения доступа окружающей среды к поверхности образца 2.

Число пар головка — кольцо соответствует требуемому количеству участков нагружения образца 2. Устройство содержит также приспособления (не показаны) для регистрации усилий и деформации образца.

Устройство работает следующим образом.

Поочередным вращением колец 3 относительно головок 1 и пружины 7 в соответствующих направлениях поочередно деформируют пружину 7 на участках между кольцами. При вращении против часовой стрелки второго снизу (по чертежу) кольца 3 относительно неподвижного нижнего кольца пружина 7 на участке между этими кольцами увеличивает количество своих витков и сжимается,что создает растягивающую нагрузку на образце 2 на участке между этими кольцами. При вращении последующего кольца в противоположном направлении получают растяжение пружины 7, появление сжимающих усилий на образце 2 на участке между соответствующими кольцами. Действуя таким образом, пружину ? приводят в состояние, при котором на заданных участках длины образца 2 действуют заданные

:по величине и знаку осевые нагрузки. После этого фиксаторами 8 стопорят кольца 3 относительно головок 1, и с этого момента образец 2 подвергается длительному воздействию постоянных заданных усилий. При разрушении образца на одном из участков испытания на остальных участках продолжаются после соответствующей корректировки уровней нагрузки. Постоянство нагрузки в процессе опыта с развитием деформаций образца обеспечивается упругой энергией пружины 7. В процессе опыта регистрируются деформации ползучести образца.

При кратковременных испытаниях образца 2 .вращением соседних колец 3 в противоположных направлениях производят нагружение образца до разрушения на данном участке, после чего переходят к вращению следующей пары колец 3 в других взаимно противоположных направлениях и определяют предел прочности при нагрузке противоположного знака.

Сборка устройства производится в следующем порядке.

При снятых рычагах 6 закрепляют головки 1 с кольцами 3 и направляющими 5 на испытуемом образце 2. Устанавливают пружину 7 соосно образцу с кольцами 3 и между витками пружины 7 вводят рычаги 6 в

;резьбовые отверстия на кольцах, после чего приступ,ают к нагружению образца предла, гаемым способом. Для определения усилий может производиться измерение расстояний между витками пружины на соответствующем участке, а величину нагрузки вычисляют по измеренному расстоянию между витками и известной характеристике жесткости пру40 жины.

Устройство позволяет производить одновременное нагружение одного образца длительными или кратковременными нагрузками различной величины и различных знаков, при этом обеспечивает доступ к торцовым по45 верхностям образца и поддержание условий на поверхности образца на уровне параметров окружающей среды.