Установка для испытания на изгиб образцов горных пород

 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет приблизить условия испытаний к реальным путем изменения изгибающего усилия и пролета изгиба. Установка содержит опорную раму, установленную на ней неподвижную траверсу (Т) с центральной опорой для образца, подвижную Т. Нагружающий механизм устройства включает приводной винт, размещенный на Т 5, имеющий на концах противоположно направленные резьбы с установленными на них втулками. С винтом связан привод вращения (ПВ) 13 с редуктором. Торцовые опоры для образца выполнены в виде катков и установлены на втулках. При работе в режиме разгружения образца увеличением пролета изгиба включают ПВ 13. Связанная с ним Т 5 перемещается к Т 2. На образце 4 возникает заданная нагрузка, после чего осуществляется вращение колеса 18 и винта 6. Втулки 9, 10 смещаются друг от друга вместе с опорами 11 и 12. Изгибающий момент на образце 4 увеличивается и образец разрушается . Фиксируются характеристики разрушения . При работе в режиме разрушения образца 4 редуктор 14 соединяют с валом 15 и винтом 17. Включают ПВ 13 и смещают Т 5 и опоры 11, 12. Изменяя соотношение скоростей их смещения, проводят нагружение различных образцов 4. Таким образом, данные режимы полностью воспроизводят условия работы слоев массива на изгиб. 1 ил. SS (Л /Т/7/ 15 7 9 Б Т со ю со QD 13 1В 70 S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4012315/22-03 (22) 20.01.86 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е. В. Лодус (53) 620.178.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 800795, кл. G Ol N 3/20, 1979. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

НА ИЗГИБ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к испытательной технике и позволяет приблизить условия испытаний к реальным путем изменения изгибающего усилия и пролета изгиба. Установка содержит опорную раму, установленную на ней неподвижную траверсу (Т) с цент ральной опорой для образца, подвижную Т.

Нагружающий механизм устройства включает приводной винт, размещенный на Т 5, имеющий на концах противоположно направ„„SU,» 1323910 А1 (51) 4 г- 01 Х 3/20 // Е 21 С 39/00 ленные резьбы с установленными на них втулками. С винтом связан привод вращения (ПВ) 13 с редуктором. Торцовые опоры для образца выполнены в виде катков и установлены на втулках. При работе в режиме разгружения образца увеличением пролета изгиба включают ПВ 13. Связанная с ним

Т 5 перемещается к Т 2. На образце 4 возникает заданная нагрузка, после чего осуществляется вращение колеса 18 и винта 6.

Втулки 9, 10 смещаются друг от друга вместе с опорами 11 и 12. Изгибающий момент на образце 4 увеличивается и образец разрушается. Фиксируются характеристики разрушения. При работе в режиме разрушения образца 4 редуктор 14 соединяют с валом 15 и винтом 17. Включают ПВ 13 и смещают

Т 5 и опоры 11, 12. Изменяя соотношение скоростей их смещения, проводят нагружение различных образцов 4. Таким образом, данные режимы полностью воспроизводят условия работы слоев массива на изгиб. 1 ил.

132391 !

Изобретение относится к испытательной техник(., в частности к ъстанОВкам для ис1! ытания на изгиб образцов горных пород и др угих материалов.

Цель изобретения — — приближение условий испытаний к реальным путем изменения изгибающего усилия и пролета изгиба, На чертеже показана схема установки для испытания на изгиб образцов горных пород.

Установка содержит опорную раму 1, размещенные в ней неподвижную траверсу 2 с центральной опорой 3 для испытуемого образца 4 горной породы, подвижную траверсу 5 и нагружающий механизм, включающий приводной винт 6, имею(ций на концах противоположно направленнь!е резьбы 7 и 8 и разме(ценный на подвижной траверсс 5, две втузки 10, установленные на резьбах 7 и 8 винта 6, торцовые о(юры 11 и 12 для образца 4, выполненные в виде катков, установленных на втулках 9 и 10, и привод 13 вра !цени я с редуктором 4, связанный посредством вала 15 с rip H âîäí biì H;.(i и ка ми (не показаны) для переме(цения i pa»(..!)(H вдоль винтовых колонн 16 рамы и посредством червячной пары !ВННТ 17, колесо !8) с приводным винтом 6. Центральная опора 3 25 взаимодействует с силовой пружиной 19, поджатие которой регулируется винтом 20.

Испытуемый образец 4 размен(ен между упругими обкладками 21.

Установка работает следук>щим об;>11>(ом. 30

Для работы в режиме разгружспия образца путем увеличения пролета изгиба торцовые опоры 11 и 12 в исходном состоянии располагают вблизи червячного к(>леса 18, при этом расстояние между опорами 11 и 12 минимально. Устанавливают образец 4 вмес- 35 те с обкладками 21 между центральной опорой 3 и торцовыми опорами 11 и 12 !как показано на чертеже). Редуктор !4 (00!

55 винта 6 втулки 9 и 10,установленные на резь0

2 бах 7 и 8, смещаются в противоположных направлениях. Вместе с втулками 9 и 10 перемещаются опоры-катки 1 и 12, расстояние между ними увеличивается, что приводит к увеличению изгибак>щего момента на образце 4. В процесс деформации включаются новые участки образца 4, прогиб его увеличивается. При достижении разрушающего изгибающего момента происходит разрушение образца 4. Фиксируют характеристики разрушения, предельный прогиб образца 4, расстояние между опорами 11 и 12 в момент разрушения и изгибак)щее усилие в момент

1>33p > I>>0IIH$I. С lel) 10ц(ий O(lbIT проводят при новой начальной нагрузке на силовой пружине 19. Г1олуч ают разрушение при новом з(!аченин пролета из(иба. Серия эксперименoв с различными нагрузками на силовой и;>ужине 19 позволяст выяснить влияние масштабного эффекта на несущук) способ-! ность материала. Затем переходят к опытам

II0 ВЫЯСНЕНИК) ВЛИЯНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ свойств мат(риа;13 на несу(цуio способность ()()pdзца. (. этои цс. лью !IовTОp1(blc Опыты прово;(ят при неизменном значении изгибак>Hi0ã0 усилия, но при изменяю!цихся скорос.(.ях перемещения опор 11 и 12, что достигается изменением скорости вращения приводного винта 6 с по н>щью привода 13 и редуктора 14. При различных скоростях роста пролета изгиба изменяются время пребывания различных частей образца 4 под нагрузкой. время релаксации напряжений в материале и величина деформации ползучести. ,!сва этих реоло-ическнх процесса изменяк>т несущую способность материала, степень изменения зависит от уровня нагрузки в материале. Для этого опыты повторяют при различных усилиях изгиба.

Для работы в режиме разрушения ооразца 4 путем увеличения изгибающего усилия катки-опоры 11 и 12 в исходном состояHHH располагак>т на заданном расстоянии друг от друга в масштабе, повторяющем ширину пролета моделируемой выработки в шахте. Включают привод 13 и через редуктор 14 вращают вал !5 и перемещают подвижную траверсу 5 в направлении к неподвижной траверсе 2. В результате деформации силовой пружины 19 на образце 4 появляется возрастающее изгибак>щее усилие, приводя.цес к росту изгибающего момента до разрушающего. Определяют параметры разрушения и следующие опыты проводят при новом расстоянии между опорами 11 и 12 для других образцов горных выработок и при новых скоростях !еремещения подвижной траверсы, >, что отражает изменение скорости нарастания опорного давления в выработке.

Для работы в режиме разрушения образца 4 путем увеличения пролета изгиба и изгибающего усилия детали установки в ис1323910

ФО/хне/.777 изобретен!!Я

Составитель В. Тальвойьв

Редактор A. Лежнина Техред И. Верес Корректор Л. Зимоко«ов

Заказ 2956/46 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изойр«т«ний и открытий

113035> Москва. Ж вЂ” 35, Раугвская нао.. д 4 5

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгоро.I, ул. Про«ктная, 4 ходном состоянии располагают как показано на чертеже. Редуктор 14 соединяют одновременно с винтом 17 и валом 15. Величину начального опорного давления задают предварительной деформацией пружины 19, вращая для этого регулировочный винт 20.

Включают привод 13 и одновременно смещают траверсу 5 и опоры 11 и 12. Происходит одновременное увеличение изгибающего усилия за счет сближения траверс 5 и 2 и увеличение пролета изгиба за счет увеличения расстояния между катками-опорами 11 и 12. Составляющие изгибающего момента увеличиваются пропорционально жесткости пружины 19 в соответствии со скоростями перемещения траверсы 5 и торцовых опор 11 и 12. При повышении жесткости пружины 19 (при прочих равных условиях) скорость нарастания изгибаю1цего усилия повышается. Изменяя соотношения скоростей движения траверсы 5 и опор 11 и 12, жесткость пружины 19 и ее начальное 20 поджатие, проводят нагружение различных образцов 4, что соответствует условиям нагружения слоев массива в кровле или почве выработки при ведении добычных работ при неустойчивой основной кровле.

Таким образом, три режима работы установки полностью воспроизводят условия работы слоев горного массива на изгиб по способам нарастания изгибающего момента. Полный объем исследований дает представление о несущей способности горных пород в различных горно-технических ситуациях.

Обкладки 21 применяют в случае, когда затруднено перемещение катков-опор l l и 12 по поверхности образца 4 или когда требуется воспроизвести условия работы на контакте слоев массива. В последнем случае жесткость обкладок 21 и обработка их поверхностей, обра1ценных к образцу 4, выбираются в соответствии с жесткостью вме1цаюгцих слоев пород и контактными условиями между ними.

Предлагаемая установка воспроизводит режим испытания, состоящий в нагружении образца по трехточечной схеме с увеличением изгибаю771его усилия, и обеспечивает режим испытаний на изгиб, состоящий в увеличении пролета изгиба образца. Последний более точно воспроизводит условия работы горных пород в натуре в зоне ведения добычнь1х работ и характеризуется постепеI!ным вовлечением в деформацию новых об1— емов материала.

Установка для испытания на изгиб образцов горных пород, содержащая опорную раму, установленную на ней неподвижную траверсу с центральной опорой для образца, подвижную траверсу, торцовые опоры для образца и нагружающий механизм, включающий приводной винт, име1ощий на концах противоположно направленные резьбы, две втулки, установленные 71а резьбовых концах винта, и привод вращения с редуктором, связанный с приводным винтом, отчаюи пяс» тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным путем изменения изгибающе "u усилия и пролета изгиба, торцовые опоры д.7я образца выполнены в виде катков, установленных на втулках приводного винта, приводной винт размещен на подвижной траверсе. а подвижная траверса связана с приводом вращения.