Установка для испытания на прочность образцов горных пород

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

»»

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1267207 А 1 (504 G01N3/10 E 21 С390

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

);13

К .ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Для этого оно содержит вертикально установленную цилиндрическую камеру

1, частично заполненную рабочей средой и сообщающуюся с источником 2 гидравлического давления ИО 5. В камере 1 размещены торцовые захваты 3 и 4 для ИО 5 соосно ее оси, и закрепляемые на боковой поврехности ИО 5 дополнительные захваты 6 и 7 по числу участков нагружения и связанная с приводом вращения 10 направляющая (Н) 9 для захватов 3, 4, 6, 7. К захватам 3, 4, 6, 7 прикреплены лопатки захватов. Средство перемещения вдоль Н 9 выполнено в виде гидроцилиндра 14, поршень 15 которого связан с захватом 3 через шток 16, гидроаккумулятора ГА 17 споршнем 18 и рабочей пружиной 19 регулируемого (21) 3881691/22-03 (22) 08.04.85 (46). 30.10.86. Бюл. У 40 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620 .172(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1040376, кл. С Ol N 3/10, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСИЬГХАНИЯ HA ПРОЧ-.

НОСТЬ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к технике

Испытаний материалов на прочность и

Позволяет расширить функциональные возможности установки за счет обеспечения нагружения испытуемого образца (ИО) по ряду участков вдоль его оси.

71 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

) > дросселя 20. Последний соединен со штоковой полостью 21 гидроцилиндра

14, а бесштоковая полость его связа-на с рабочей полостью ГА )7. Приводом 10 вращают Н 9 вместе с захватами и ИО 5. Под действием давления жидкости в ГА 17 поршень 15 перемещает захваты с ИО 5 вдоль оси Н 9.

Лопатки 8 создают нагрузку на весь б 7207

ИО 5 или rra его часть. Боковое давленис задается ис1очником 2 или источником 13 пневмодавления. Вид нагрузки — сжатие или растяжение — при различньтх режимах нагружения определяется направлением Bpащения Н 9 или изменением углов наклона лопаток

8 и направлением их наклона

1 з.и. ф-лы,. 1 ил, Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для испытания на прочност образцов горных пород, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения нагружения образца по ря. ду учатков вдоль его оси„

На чертеже схематически иэображена установка для испь1тания на прочность образцов горных пород.

Установка содержит вертикально установленную цилиндрическую камеру

1, частично заполненную жидкостью, источник 2 гидравлическо" î давления, сообщенный с полостью камеры 1, торцовые захваты 3 и 4 для образца 5, размещенные в камере ) соосно ее оси„ захваты 6 и 7, закрепляемые на боковой поверхности образца 5 по числу участков нагружения, лопатки 8, прикрепленные к захватам 3, 4, 6 и 7, направляющую 9 для захватов 3, 4, 6 и 7, установленную в камере 1, привод 10 вращения, связанный разьемным зубчатым соединением 11 с направляющей 9 и муфтой 12 с источником 2, ис- точник 13 пневматического давления, сообшенный с полостью камеры ), и средство перемещения захватов 3, 4, Зб

6 и 7 вдоль направляющей 9, вь|полненное в виде гицроцилиндра 14, поршень

15 которого через шток !6 связан с торцовым захватом 3, гидроаккумулятора 17 с поршнем 18 и рабочей пружиной 19, регулируемого дросселя 20, соединенного с штоковой полостью 21 гидроцилиндра 14. Рабочая полость гидроаккумулятора 17 сообщена с бес-штоковой полостью гидроцилиндра 14.

Краны 22-24 установлены соответственно на линиях, связывающих источник 2 гидравлического давления с полостями камеры 1, гидроаккумулятора 17 и гид2 роцилиндра 14. Захваты 3, 4, 6 и 7 имеют направляющие втулки 25 для изоляции образца 5 от влияния рабочей жидкости и газа, во втулках 25 выполнены отверстия 26, имеющие заглушки (не показаны).

Установка работает следующим образом.

Для испытания в режиме послойного отрыва используетс слоистый образец

5 с различной прочностью слоев или неравномерно нарушенный от одного торца к другому, выбуренный перпендикулярно плоскости обнажения. При установке образец 5 ориентируют так, что прочность его повышается снйзу вверх от слоя к слою. Для испытаний при боковом давлении образец 5 помещают в изолирующую оболочку и закрепляют в захватах 3, 4, 6 и 7. Освобождают отверстия 26 от заглушек и подают гаэ под давлением от источника 13.

Разъединяют соединение 11 и приводом

10 через муфту 12 приводят в действие источник 2. При открытом кране 24 и открытом дросселе 20 заполняют жидкостью замкнутую попость 21 и закрыв вают дроссель 20. При открытом кране

23 подают жидкость под давлением в гидроаккумулятор )7, деформируя пружину 19. При открытом кране 2? частично заполяют жидкостью камеру 1 так, чтобы обеспечить полное погружение образца 5 с захватами 4, 6 и 7.

Закрывают все краны, разъединяют муфту 12 и соединяют соединение 11.

Включают привод 10 и вращают направляющую 9 вместе с захватами 3, 4, 6 и 7 и образцом 5 до заданной скорости вращения. Открывают дроссель 20 и жидкость, заполняющая полость 21, гокидает ее. Под действием давления жидкости в гидроаккумуляторе 17 поршень 15 перемешает захваты 3, 4, 6

1267207

Составитель В. Тальвойш

Редактор Э. Слиган Техред И.Попович Корректор A. Обручар

Заказ 5754/37

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и 7 вместе с образцом 5 вдоль оси направляющей 9. При погружении захвата 4 в жидкость лопатки 8 захвата 4 за счет вращения их в жидкости создают осевую нагрузку на образце 5.

Поскольку образец 5 ориентирован так, что наиболее ослабленный его участок расположен между захватами 4 и 7, то происходит разрушение образца 5 на этом участке. Погружают в жидкость захват 7, производя разрушение образца 5 по слою между захватами 7 и 6 и цалее, до разрушения образца 5 между всеми захватами. Осуществляется послойное разрушение образца 5 под боковым давлением, при этом вид осевой нагрузки — сжатие или растяжение определяется направлением вращения направляющих 9. Для нагружения образца 5 смешанной осевой нагрузкой, когда одни слои нагружаются сжимающей, другие — растягивающей нагрузками, изменяют углы установки лопаток 8 и направления их наклона. Для испытания без бокового давления устанавливаются заглушки в отверстиях 26, и давление в корпусе воспринимается втулками 25 захватов 3, 4, 6 и 7. Образец 5 в этих опытах может устанавливаться без изолирующего покрытия.

При испытаниях низкопрочных материалов избыточное давление газа в камере не создается. Во всех случаях частота актов нагружений регулируется скоростью течения жидкости иэ полости 21 и задается положением дросселя

20.

Для испытаний при одновременном нагружении всех слоев образца 5 камеру 1 полностью заполняют жидкостью под давлением, или захваты 3, 4, 6 и 7 в исходном положении размещают в крайнем нижнем положении, полностью погрузив их в жидкость. Включают привод 10 и постоянным увеличением скорости вращения направляющей 9 увеличивают осевую нагрузку одновремен1 но по всем слоям образца 5, доводя его до разрушения. Знак нагрузки сжатие или растяжение — регулируется углами наклона лопаток 8, боковое давление задается источником 2 или источником 13 при открытых отверстиях

26.

1О

Формула изобретения

1. Установка для испытания на прочность образцов горных пород, содер15 жащая цилиндрическую камеру с рабочей е средой, торцовые захваты для образца, размещенные в камере соосно ее оси, лопатки, прикрепленные к захватам, и источник гидравлического давления, сообщенный с полостью камеры, о т-. л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем обеспечения нагружения образца по ряду участков вдоль его оси, она снабжена дополнительными захватами с лопатками по числу участков нагружения, предназначенными для закрепления на боковой поверхности образца, направляющей для захватов с приводом вращения, и средством пере.мещения захватов вдоль направляющей, при этом камера установлена вертикально и заполнена рабочей средой частично.

2. Установка по п.l, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью регулирования частоты нагружения, средство перемещения захватов выполнено в виде гидроцилиндра, шток которого свя" зан с одним иэ торцовых захватов, гидроаккумулятора, полость которого сообщена с бесштоковой полостью гидроцилиндра, и регулируемого дросселя, соединенного со штоковой полостью гидроцилиндра.