Центробежная установка для испытаний образцов материалов

 

Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов , преимущественно горных пород. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения ударного объемного нагружения образца. Установка содержит центрифугу, платформа 2 которой снабжена диаметральной направляющей 4, два груза 5 и 6 с захвата6 S S S 11 ми 7 и 8 для образца 9, размещенные | в направляющей, соударяемую с грузом 5 наковальню 10, сильфон 11 для ускорения образца с грузами, источник 12 сжатого газа, соединенный через обратный клапан 13 с сильфоном. Один торец сильфона соединен с грузом 6, а другой - с наковальней, которая выполнена подвижной в радиальном направлении. В исходном положении груз 6 удерживается фиксатором 14. Платформа разгоняется до заданной скорости, при этом наковальня растягивает сильфон, в полости которого создается заданное давление. Образец испытывает боковое сжатие и статическое осевое нагружение от груза 5. Освобождается груэ 6. Грузы и образец под действием силы натяжения сильфона разгоняются, и при соударении груза 5 с наковальней происходит динамическое нагружение образца ударной осевой силой и импульсо бокового сжатия за счет повышения давления в сильфоне. 2 з.п. ф-лы, I ил. / 13 и сл 4ik О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D G 0l N 3/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А тОР : 0 Ce PEXW CXeV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4302739/25.-28 (22) 31. 08, 87 (46) 30.03.89. Бюл. Р 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620. 178.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 655926, кл. G 01 N 3/08, 1977.

Авторское свидетельство СССР

llI 1257453, кл. G 01 N 3/30, 1985. (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к исследованию прочностных свойств материалов, преимущественно горных пород.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения ударного объемного нагружения образца. Установка содержит центрифугу, платформа 2 которой снабжена диаметральной направляющей 4, два груза 5 и б с эахвата„Л0„„14693Î4 А1 ми 7 и 8 для образца 9, размещенные в направляющей, соуцаряемую с грузом .5 наковальню 10, сильфон 11 для ускорения образца с грузами, источник

l2 сжатого газа, соединенный через обратный клапан 13 с сильфоном. Один торец сильфона соединен с грузом 6, а другой — с наковальней, которая выполнена подвижной в радиальном направлении. В исходном положении груз 6 удерживается фиксатором 14.

Платформа разгоняется цо заданной скорости, при этом наковальня растягивает сильфон, в полости которого создается заданное давление. Образец . испытывает боковое сжатие и статическое осевое нагружение от груза 5. Освобождается груз 6. Грузы и образец под действием силы натяжения сильфона разгоняются, и при соударении груза 5 с наковальней происходит динамическое нагружение образца ударной осевой силой и импульсом бокового сжатия за счет повышения давления в сильфоне. 2 3 и. ф-лы, I ил.! 469304

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к центробежным установкам для испытаний образцов материалов. 5

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения ударного объемного нагружения образца.

На чертеже изображена предлагае- !О мая установка, общий вид.

Установка содержит центрифугу с корпусом l, платформой 2 и приводом

3 вращения платформы 2, диаметральную направляющую 4 на платформе 2, 15 размещенные в направляющей 4 два груза 5 и 6 с захватами 7 и 8 для образца 9, соударяемую с грузом 5 наковальню 10, упругий элемент для ускорения образца 9 с грузами 5 и 6 в 20 виде сильфона 11, один фланец которого соединен с грузом 6, а другой— с наковальней 10, источник 12 сжатого газа, размещенный на платформе 2 и соединенный с сильфоном 11 через обратный клапан 13, фиксатор 14 для удержания груза 6 в исходном положении, ограничитель 15 перемещения на- . ковальни 10.

Наковальня 10 выполнена подвижной в радиальном направлении. Фиксатор

14 также выполнен установочно-подвижным в рациальном направлении. Положение фиксатора 14 регулируется винтом

16, а ограничителя 15 — винтом 17.

Фиксатор 14 подпружинен и снабжен электромагнитной катушкой 18. Груз 6 имеет отверстие, в котором установлена заглушка 19 для установки образца 9.в полость сильфона 1!. 40

Установка работает следующим образом.

Открывают клапан 13 и подают газ под заданным давлением в полость сильфона 11, Величина давления в ис- 45 точнике 12 равна заданному давлению бокового обжатия при статическом наг" ружении. Включают привод 3 и раскручивают платформу 2 до заданной скорости, при которой груз 5 создает на образце 9 заданную осевую нагрузку.

При этом наковальня 10 растягивает сильфон 11 до ограничителя 15. Увеличивающийся объем полости и вызванное этим падение газа компенсируется 55 источником 12. После выдержки образца 9 под заданной объемной статической нагрузкой пддают ток в катушку

18 и фиксатор 14 освобождает груз 6.

Под действием усилия со стороны деформированного сильфона 11 груз 6 перемещается в направлении наковальни 10, а затем разгоняется центробежным усилием, вступающим в действие после прохождения грузом 6 оси вращения платформы 2. Одновременно сокращается объем полости сильфона 11 и повышается бокбвое давление на образец 9. В конце пути груз 6 разрушает образец 9 ударной сжимающей нагрузкой при скоростном нарастании бокового давления.

Следующий опыт проводят при новом положении фиксатора 14 на направляющей 4 в соответствии с новым знаком осевой статической нагрузки на образце 9. Так, -в изображенном на чертеже положении груз 5 создает на образце 9 сжимающую статическую нагрузку, а при перемещении груза 5 в положение, при котором он находится по одну сторону от оси вращения вместе с наковальней 10, на образце 9 создается статическая растягивающая нагрузка, При изменении положения фиксатора 14 изменяют и положение ограничителя 15 для сохранения исходного расстояния между наковальней 10 и ограничителем 15 с целью обеспечения неизменного приращения объема сильфона 1) и приращения боковой нагрузки при ударном нагружении. В общем случае перемещением ограничителя

15 регулируют приращение объема сильфона 11 и приращение ударной боковой нагрузки .

Вес наковальни 10 выбирают так, чтобы обеспечить перемещение груза

6 в направлении наковальни 10 при срабатывании фиксатора 14; т.е. чтобы центробежное усилие со стороны наковальни 10 после раскручивания платформы 2 превышало центробежное усилие от грузов 5 и 6 и образца 9 с захватами 7 и 8 при размещении их с противоположной стороны от оси вращения платформы 2.

Предлагаемая установка позволяет проводить исследования при переходе от статических к ударным нагрузкам при объемном нагружении образца 9 °

Этот вид испытаний на горных породах при использовании газовой среды позволяет исследовать энергопоглощение пород при ударном разрушении после различной длительности выдержки под постоянной нагрузкой, после различ!

469304 ных уровней нагрузок и путем их изменения, при различных соотношениях осевой и боковой нагрузок статического и ударного нагружения. формула изобретения

Составитель В.Мешковский

Редактор Т.Парфенова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 1346/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

l. Центробежная установка для испытаний образцов материалов, содержащая центрифугу, платформа которой снабжена диаметральной направляющей, размещенные в направляющей два груза с захватами для образца, соударяемую с одним из грузов наковальню, упру- 15 гий элемент для ускорения образца с грузами, фиксатор для удержания второго груза в исходном положении, о т л и чающая с.я тем, что,.с целью расширения эксплуатационных 20 возможностей за счет обеспечения ударного объемного нагружения образца, она снабжена размещенным на платформе. источником сжатого газа, упругий элемент выполнен в виде сильфона, один фланец которого соединен с более удаленным от наковальни грузом, а второй фланец — с наковальней, источник сжатого rasa соединен с сильфоном через обратный клапан, а наковальня выполнена подвижной в радиаль" ном направлении;

2. Установка по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена ограничителем перемещения наковальни.

3. Установка по пп.1-2, о т л иЪ ч а ю щ а я с я тем, что фиксатор выполнен установочно-подвижным в радиальном направлении.