Установка для испытания образцов горных пород

 

Изобретение относится к испытаниям материалов и, в частности, к установкам для исследования деформативности и прочности образцов горных пород при осевом нагружении1 Цель изобретения - приближение условий испытания к забойным за счет деформиро

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ( (51) 4 G 01 N 3/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГЙНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4250645/25-28 (22) 27.05.87 (46) 23.12.88. Бюл. № 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.B.Лодус (53) 620.178.4/6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1330499, кл. G 01 N 3/00, 1986.

Л0,, 1446533 А1 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к испытаниям материалов и, в частности, к установкам для исследования деформативности и прочности образцов горных пород при осевом нагружении. Цель изобретения — приближение условий испытания к забойным за счет деформиро1446533 вания части образца при увеличении в торце винта и хвостовика 13 толкаповерхности обнажения нагруженного теля 14, установленного в это отверсучастка как при статическом, так и тие и подпружиненного пружиной 15, циклическом нагружении. Установка выполнены в виде многогранников, а имеет корпус 1, винтовой нагружающий активный захват 6 и толкатель 14 обмеханизм с винтом 2, гайкой 3 и втул- разуют кулачковую пару. При вращении кой 4, привод 5, захваты б и 7 для гайки 11 и втулки 12, обеспечиваемом образца 8. Для увеличения поверхнос- редуктором 16, с различными скоростяти обнажения нагружаемого участка об- ми происходит обуривание участка образца установка снабжена буровой ко- разца под захватом 6. Изменение осеронкой 9, закрепленной на штанге 10, вой нагрузки на образец происходит гайкой ll и втулкой l2 вращения штаи- при вращении гайки 3 и втулки 4 с ги. Для циклического нагружения об- различными скоростями, обеспечиваеразца поверхности осевого отверстия мом редуктором 17, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.,.1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования деформационных и прочностных свойств образцов горных пород при осевом нагружении.

Цель изобретения — приближение условий испытаний к забойным путем деформирования участка цилиндрического образца при увеличении поверхности обнажения, а также расширение функ- 10 циональных возможностей установки путем обеспечения как статического, так и циклического нагружения образца.

На чертеже представлена схема ус- 15 тановки, .общий вид.

Установка содержит корпус 1, размещенный в нем винтовой нагружающий механизм с винтом 2, гайкой 3 и втулкой 4, кинетически связанные с приво- 20 дом 5 вращения, активный захват 6, взаимодействующий с торцом винта 2 нагружающего механизма, и .пассивный захват 7 для образца 8, соединенный с корпусом 1. Установка снабжена бу25 ровой коронкой 9 со штангой 10, установленными соосно винту 2 нагружающего механизма, гайкой 11 и втулкой

12 вращения штанги, установленными на штанге неподвижно в осевом направ- 30 ленин и кинематически связанными с приводом с возможностью вращения с различными скоростями.

Гайка нагружающего механизма соединена с приводом 5 с возможностью вращения со скоростью, отличной от

2 скорости вращения втулки 4 нагружающего механизма, а между винтом 2 и активным захватом 6 установлен имеющий хвостовик 13 толкатель 14, поджатый к винту 2 силовой пружиной 15 и вращающийся совместно с винтом благодаря хвостовику 13, выполненному, кяк и отверстие з винте, в виде многоугольника, Возможность вращения гайки 11 и втулки 12 с разными скоростями обеспечивается, например, коническими редуктором 16, а гайки 3 и втулки 4 редуктором 17. Приспособления 18 фиксируют положение образца 7 относительно корпуса 1.

Установка работает следующим обраЗОМ.

Включают привод 5 и через редукторы 16 и 17 приводят пары гайка 3— втулка 4 и гайка )1 — втулка 12 во вращение с равными в каждой паре скоростями. Нри этом кулачковая поверхность толкателя 14 обегает кулачковую поверхность на торце активного захвата 6 и посредством пружины 15 производит циклическое нагружение участка образца, ограниченного буровой коронкой 9, Для изменения осевой нагрузки на этом участке с помощью редуктора 17 увеличивают скорость вращения втулки 4 и винта 2 по отношению к гайке 3. Происходит осевое перемещение вращающегося винта и пригружение указанного участка образца.

Для увеличения поверхности обнажения

1446533 нагружаемого участка, редуктором 16 увеличивают скорость вращения втулки

12 и штанги 10 по отношению к скорости вращения гайки 11. Происходит осевое перемещение вращающейся штанги с буровой коронкой 9 и обуривание нагружаемого участка. По мере углубления коронки увеличивается поверхность обнажения участка образца, Участок образца внутри коронки работает при одноосном нагружении. Участок перед коронкой находится в сложном напряженном объемном состоянии, как и в забое.

Установка позволяет исследовать деформационные и прочностные свойства породы при различных величинах и скоростях обнажения, при различных. величинах осевой нагрузки во время обуривания нагруженного участка (что аналогично различным величинам опорного давления в забое), при различных пределах и частотах изменения циклической нагрузки.

Составитель Н.Мезенцев

Редактор Л. Зайцева Техред Л.Олийнык Корректор М.Демчик

Заказ 6742/49 Тираж 847 Под пи сна е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Размеры установки подбирают так, чтобы в сечении участка обуривания располагалось не менее 30 отдельных структурных элементов (зерен) для того, чтобы испытания на одноосное наг. ружение являлось представительным по структуре. Для большинства горных пород этому условию удовлетворяет площадь сечения участка образца диаметром (30-40) мм. формула изобретения

1. Установка для испытания образцов горных пород, содержащая привод, корпус, размещенный в нем винтовой

5 нагружающий механизм, гайка которого кинематически связана с приводом, а винт выполнен с осевым отверстием на торце, соосные с винтом активный захват и связанный с ним толкатель с хвостовиком, размещенным в отверстии винта, подпружиненный к торцу последнего, и закрепленный на корпусе пассивный захват, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью приближения условий испытания к забойным за счет деформирования части образца при увеличении поверхности обнажения нагруженного участка, она снабжена охватывающей часть винта штангой в виде трубы с винтовой нарезкой на внешней поверхности и буровой коронкой на торце, а также кинематически связанными с приводом дополнительной гайкой, за25 крепленной на штанге, и двумя втулками, закрепленными одна на винте, другая — на штанге, а гайки и втулки установлены с воэможностью вращения с различными скоростями.

З0 2.. Установка по и ° 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью нагружения образца наряду со статическими также и циклическими изменяющимися нагрузками, поверхности осево35 го отверстия винта и хвостовика толкателя выполнены в виде многогранников, а активный захват и толкатель образуют кулачковую пару.