Стабилометр

 

Изобретение может быть использовано для определения механических свойств образцов горных пород. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона воспроизводимых нагрузок путем снижения сжимаемости жидкости. Камеры 17 и 18 заполнены рабочей средой, представляющей собой смесь малосжимаемой яаадкости и твердой фазы в виде мелкозернистого порошка легких металлов. Прикладывают i нагрузку на образец 2 от пресса и открывая вентиль 12, обеспечивают выход смеси из камеры 17 до создания на образце заданной нагрузки. 3 з.п. ф-лы, 1 кл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Е 21 С 39/00 G 01 Я 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;::::;,. ;- -" к.",(Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) .1019076 (21) 4253140/25-28 (22) 28. 05. 87 (46) 23.12.88. Бюл. В 47 (75) 10е Де Мазур-Джуриловский, Ю.М.Карташов н И,Д.Илъинов (53) 622. 23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1019076, кл. Е 21 С 39/00, 1981. (54) СТАБИЛОМКТР (57) Изобретение может быть использовано для определения механических свойств образцов горных пород. Цель

„„SU„„1446306 А 2 изобретения — повышение точности и расширение диапазона воспроизводимых. нагрузок путем снижения сжимаемости жидкости. Камеры 17 и 18 заполнены рабочей средой, представляющей собой смесь малосжимаемой жидкости и твердой фазы в виде мелкозернистого порошка легких металлов. Прикладывают нагрузку на образец 2 от пресса и, открывая вентиль 12, обеспечивают выход смеси из камеры 17 до создания. на образце заданной нагрузки. Э s.ï.. ф-лы, 1 ил.

1446306

v„=v(i+y), v=(v,-v,) +(v,-v) (p —

-Р,) Р„, (2) где 7 — начальный объем жидкости

Ь камерах 17 и 18;

V — расчетный объем жидкости в камерах 17 и 18;

Ч, — номинальный объем камер 17 45 и 18;

V — объем твердой фазы;

f+, p - сжимаемости жидкости и частиц порошка;

f — абсолютная величина относи50 тельной погрешности определения величин;

Р— максимальное давление в камерах 17 и 18.

55 металла имеют размм. Твердость метвердости металЧастицы порошка мер не более 0,005 талла порошка ниже ла камер 17 и 18.

Изобретение относится к горному делу, может быть использовано для определения механических свойств образцов горных пород и является усо5 вершенствованием стабилометра по авт.св. Ф 1019076.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона воспроизводимых нагрузок путем снижения сжимаемости среды, передающей гидростатистическое давление.

На чертеже представлена конструктивная схема стабилометра.

Стабилометр состоит из камеры 1, 15 в которую помещается испытуемый образец 2 с датчиками 3 и 4 соответственно и поперечных деформаций и датчиком

5 осевого давления, цилиндра 6, поршня 7, плунжера 8, крышки 9, вентилей 20

10-12, поршня 13, винта 14, рукоятки

15 и электровводов 16. Камера 17 обратной связи и демпфирукицая камера

18 заполнены рабочей средой и соединены между собой каналом 19. Уплотне- 25 ния 20 служат для предотвращения утечек рабочей жидкости иэ камеры 1 и камер 17 и 18. Рабочая среда представляет собой смесь малосжимаемой жидко= сти, например глицерина, и твердой 30 фазы в виде мелкозернистого порошка легких металлов, например алюминия.

Объемы жидкости, твердой фазы и заполняемый объем камер 17 и 18 связаны соотношениями

Стабилометр работает следующим образом.

Стабилометр устанавливают на пресс-.::, обеспечивающим необходимую величину осевого давления P. Образец

2 с датчиками 3 и 4 устанавливается в камере 1, которая заполняется компрессорным маслом, закрывается крышкой 9, закрепляемой болтами (не показаны).

Камера 17 обратной связи и двмпфирующая камера 18 заполняются под давлением рабочей средой, количество и состав которой определяют из соотношений (1) н (2).

Для исключения из смеси пузырьков воздуха она предварительно подогревается и вакуумируется. В начальном положении между образцом 2 и крышкой

9 остается небольшой зазор, вентили

10-12 закрыты, поршень 13 в левом крайнем положении.

После этого прикладывают нагрузку Р от пресса, величина которой зависит от заранее намеченного режима испытаний. Открывая вентиль 12, обеспечивают выход смеси из камеры 17 до момента, когда на образец 2 передается давление, составляющее 0,010,05 от прочности образца 2 при одноосном сжатии.

На следующем этапе испытаний вращением рукоятки 15 перемещают поршень 13 вправо. При этом часть смеси переходит в демпфирующую камеру 18, что вызывает перемещение поршня 7 и плунжера 8 относительно камеры 1, т.е. обеспечивается дополнительное нагружение образца 2.

Нагружение. образца 2 проводят либо непрерывно до разрушения, либо с промежуточными разгрузками. При этом происходит перераспределение

}нагрузки P от пресса между нагружаемыми элементами стабилометра и образцом 2. При разрушении образца 2 процессом разрушения можно управлять, регулируя поршнем 13 величину деформации образца и обеспечивая плавное снижение несущей способности образца 2 в "запредельной" области двформирования. При испытании пород при одноосном сжатии жидкость в камеру не подается.

Заполнение камеры 17 обратной связи и демпфирующей камеры 18 смесью жидкости с мелкозернистым порошком легких металлов позволяет значитвльV Ч(1+ ), Составитель Б.Грабов

Техред JI.Îëèéíûê Корректор А.Обручар .едактор Н.Тупица

Заказ 6727/38 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Лроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

14463 но снизить сжимаемость среды, заполняющей камеру обратной связи и демпI фирующую камеру, и позволяет повысить точность задания нагрузки на образец

2.

При этом появляется возможность проводить испытания пород с пределом у прочности на сжатие 1400-2500 кг/см и более, т.е. расширяет диапазон работы стабилометра более чем в два раза. Расчет необходимых объемов жидкости и твердой фазы в смеси с уче том погрешностей расчета по соотношениям (1) н (2) обеспечивает гаранти- 15 рованное минимальное прввыпение объема жидкости над объемом твердой фазы в течение всего цикла испытаний. При этом смесь сохраняет структурно-механические свойства жидкостей. 20

Так как твердость применяемых порошков металлов значительно меньше твердости деталей стабилометра, то их присутствие не влияет существенно 25 на их износостойкость.

Формула и з обретения

1. Стабиломвтр для испытания rop- gg ных пород за пределам прочности по авт.св. У 1019076, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона воспроизводимых нагрузок, рабочая среда, заполняющая демпфирующую камеру и камеру обратной связи, првдстав06

4 ляет собой смесь жицкости и твердой фазы в виде порошка металла.

2. Стабилометр по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что объемы жидкости, твердой фазы и заполняемь1й объем камер связаны соотношениями (V„— V ) + (V — V ) (P„,—

-Pr) Р.. где V — начальный объем жидкости в камере;

Ч » расчетный объем жидкости в камере;

V — номинальный рабочий объем камер;

Ч вЂ” объем твердой фазы;

1 — сжимаемость жидкости и твердой фазы; — абсолютная величина относительной погрешности определения величин

Р„ — максимальное давление в камерах.

3. Стабиломвтр по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что частицы порошка металла имеют размер не более 0,005 мм, а жидкость представляет собой глицерин.

4. Стабилометр по пп. 1 - 3, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости, твердость металла порошка ниже твердости металла камер.