Установка для испытания образцов материалов на срез

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного среза образца по нескольким плоскостям . Установка содержит основание 1, нагружающее устр-во с подвижной 2 и неподвижной 3 траверсами. С нагружающим устр-вом связаны захваты, выполненные в виде пакета контактирующих друг с другом матриц (М) 7 с совме-. ценными при испытании двумя сквозны (Л 00 СдЭ ///////////////////////y//// //////// 7//7/ //W/.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

80 429

1511 4 G 01 N 3/24//Е 21 С 39/00 ., 1 A& IH з 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054238/22-03 (22) 14.04.86 (46) 07.10.87. Бюп. Ф 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620.176(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1024797, кл. С 01 N 3/24, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЬ1ТАНИЯ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ НА СРЕЗ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения— приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного среза образца по нескольким плоскостям. Установка содержит основание 1, нагружающее устр-во с подвижной 2 и неподвижной 3 траверсами. С нагружаю. щим устр-вом связаны захваты, выполненные в виде пакета контактирующих друг с другом матриц (М) 7 с совмещенными при испытании двумя сквозны1343289 ми отверстиями 8 и 9. Отверстие 8 предназначено для раэмещения образца 10. В отверстии 9 размещен шток

6 гидроцилиндра (ГЦ) 5, установленного на основании 1 между траверсами 2 и 3 перпендикулярно направлению перемещения траверсы 2. Между M 7 и траверсой 2 установлены упругие элементы 11 по числу М 7. Толщина слоев среза или расстояние между плоскостями среза задается толщиной М 7, кол-во плоскостей среза — кол-вом

M 7 в пакете. Для испытания образца при различных частотах разрушения

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытаний на срез образцов различных материалов, в частности горных пород.

Цель изобретения — приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного. среза образца по нескольким плоскостям: испытание образца при различных частотах разрушения.

На чертеже показана схема установки для испытания образцов материалов на срез.

Установка содержит основание 1, нагружающее устройство, включающее подвижную и неподвижную траверсы 2 и 3 и средство 4 перемещения подвижной траверсы 2, закрепленное на основании 1, гидроцилиндр 5 со штоком 6, установленный на основании 1 между траверсами 2, 3 перпендикулярно направлению 00 перемещения подвижной траверсы 2, захваты, выполненные в виде пакета контактирующих друг с другом матриц 7 с совмещаемыми при испытаниях двумя сквозными отверстиями 8 и 9, иэ которых отверстие 8 предназначено для размещения образца

10, во втором отверстии 9 размещен шток 6 гидроцилиндра 5, упругие элементы 11 по числу матриц 7, установленные между матрицами 7 и подвижной траверсой 2, дополнительный гидроцилиндр 12 со штоком 13, установленный на основании 1 соосно штоку 6

35 установка снабжена дополнительным

ГЦ 12 со штоком 13, устаповленным соосно ГЦ 5. Соотношение рабочих сечений штоковых полостей ГЦ 5 и ГЦ 12 задается соотношением частот разрушения образцов. Под действием упругой деформации элемента ll, соединенного с М 7, создается на образце срезавшее усилие, действующее по плоскости контакта с Г1 7. Штоки 6 и 13 перемещаются, и по мере их перемещения поочередно смещаются М 7 с послойным разрушением образца срезом. l э.п. ф-лы. 1 ил. гидроцилиндра 5, и насосную станцию

14, сообщенную с полостями гидроцилиндров 5 и 12 и обеспечивающую одинаковую скорость подачи рабочей жидкости в эти полости.

Толщина матриц 7 задается толщиной слоев среза образца 10, а количество матриц 7 в пакете задается количеством плоскостей среза. Соотношение рабочих сечений штоковых полостей гидроцилиндрон 5 и 12 задается соотношением частот разрушения образца 10 (сливные магистрали не показаны).

Установка работает следующим образом.

С помощью средства 4 нагружающего устройства перемещением подвижной траверсы 2 деформируют упругие элементы 11. Матрицы 7 при этом удерживаются штоками 6 и 13 от смещений, поэтому нагрузка на образце 10 отсутствует. После достижения заданной деформации упругими элементами 11 перемещение траверсы 2 прекращают и подают рабочую жидкость от насосной станции 14 н штоконые полости гидроцилиндрон 5 и 12.

При перемещениях штоков 6 и 13 матрицы 7 поочередно выходят из взаимодействия со штоками 6 и 13. Каждая матрица 7, вышедшая иэ нэаимодейстния со штоком б или 13, смешаетгя относительно соседней матрицы 7, расположенной на штоке 6 или 13, под действием упругой де1 рь ации элемента

1343289

10

45

11, соединенного с этой матриией, и создает »а образце 10 срезающее уси- лие, действующее по плоСкости кс»такта матриц 7. По мере перемещения штоков Ь и 13 происходит поочередное смещение матриц 7 с послойным разрушением образца 10 срезом. Частота актов разрушения срезом определяется скоростью перемещения штоксв 6 н 13 и зависит от скорости подачи рабочей жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 5 и 12. Установка осуществляет двухчастотное разрушение, соотношение между частотами разрушения по отдельным плоскостям задано соотношением рабочих сечений штоковых полостей гидроцилиндров 5 и 12. Так, с большей частотой разрушается та часть образца 10, которая поддерживается гидроцилиндром 5, имеющим меньшую площадь рабочего сечения, что при равной скорости подачи рабочей жидкости дает большую скорость перемещения штока 6.

Толщина слоев среза или расстояние между плоскостями среза задается толщиной матриц 7, количество плоскостей среза — количеством матриц 7 в пакете.

После разрушения образца перемещением траверсы 2 возвращают матрицы

7 с упругими элементами 11 в исходное положение, при котором отверстия в матрицах 7 совмещены. Возвращают штоки 6 и 13 в исходное положение, при котором они размещены в отверстиях 9 матриц 7, и устанавливают новый образец 10. Следующий опыт проводят при новой скорости подачи жидкости в штоковые полости гидроцилиндров

5 и 12, что дает новые частоты разрушения образца 10 при прежнем соотношении частот разрушения на двух участках образца 10. Эксперименты позволяют установить зависимость энергоемкости разрушения от частоты актов разрушения при заданном соотношении частот. Следующую серию опытов проводят при изменении расстояния между плоскостями среза, для чего заменяют матрицы 7 в пакете на другие, отличающиеся толшиной от предыдущих матриц 7. Опыты повторяют и получают зависимость энергоемкости разрушения толщины срезаемого слоя при различных частотах разрушения.

Анализ результатов испытаний позволяет определить оптимальные условия разруше»ия дан»ого в»па материала, выполняемого с»аимеш шими лля да»ной крупности кусков разрушения э»ергозатратами.

В качестве упругих элементов 11 могут использоваться упругие стальные кольца, витые пружины и т.п. элементы, рабочие характеристики которых обеспечивают получение усилии, превьппающих необходимые усилия для среза образца 10 данного материала.

Упругие элементы 11 могут использоваться также в качестве силоизмерительных элементов для определения работы разрушения образца 10 по отдельным сечениям. Г1атрицы 7 имеют форму дисков, на торцовых поверхностях которых вне места расположения отверстий выполнены продольные относительно направления перемещения выступы и ответные им пазы (не показаны) для ориентировки направлений перемещений матриц 7.

Изобретение обеспечивает условия испытаний, наиболее полно соответствующие реальным условиям разрушения материалов послойным срезом в горной прсмьнпленности, что достигается возможностью послойного разрушения с регулируемым количеством плоскостей среза, регулируемой частотой актов среза, регулируемой толщиной слоев среза и близкими к реальным скоростям смещения частей образца. Полученные оптимальные по энергозатратам условия послойного разрушения могут использоваться при определении режимов работы добычного механизма в виде рекомендаций на оптимальной скорости вращения барабана комбайна, скорости подачи комбайна вдоль забоя и т.п.

Формула изобретения

1. Установка для испытания образцов материалов на срез, содержащая основание, нагружающее устройство с подвижной и неподвижной траверсами, захваты для образца, связанные с нагружающим устройством, и упругие элементы, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного среза образна по нескольким плоскостям, сна снабжена гидроцилиндром со штоком, установленным на основании между траверсами периен1343289 матриц в пакете — количеством плоскостей среза °

Составитель В.Тальвойш

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Патрушева

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4815/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дикулярно направлению перемещения подвижной траверсы, захваты выполнены в виде пакета контактирующих друг с другом матриц с совмещенными при испытании двумя сквозными отверстиями, одно из которых предназначено для размещения образца, во втором размещен шток гидроцилиндра, при этом упругие элементы по числу матриц установлены между матрицами и подвижной траверсой, толщина матриц определяется заданной толщиной послойного среза образца, а количество

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью испытания образца при различных час1 тотах разрушения, она снабжена дополнительным гидроцнлиндром со штоком, установленным на основании соосно

10 первому гидроцилиндру, а соотношение рабочих сечений штоковых полостей гидроцнлиндров задается соотношением частот разрушения образца.