RU2111312C1

RU2111312C1 - Gear determining properties of rocks

Info

Publication number: RU2111312C1
Application number: RU96112406A
Authority: RU
Inventors: Евгений Степанович Ватолин
Original assignee: Евгений Степанович Ватолин
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-05-20

Abstract

FIELD: mining industry, engineering and geological tests and construction. SUBSTANCE: gear determining properties of rocks includes striker and probe with conical tip housed in body, clutch to adjust position of probe mounted on body, indicator of depth of its downing with measurement scale and handle mounted on body. In addition gear is fitted with rest with stopper built in body and moved by screw interacting with rack-and-pinion put on striker and cock to move and register rest stopper. Striker is joined directly to probe. EFFECT: increased accuracy and productivity, expanded range of tested rocks up to extremely hard to break category thanks to smooth adjustment of energy of impact, timely determination of depth of penetration of indenter into rock, exclusion of energy losses due to direct interaction between tip and rock. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для определения прочностных свойств горных пород, и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях и в строительстве. The invention relates to mining, and in particular to devices for determining the strength properties of rocks, and can be used in engineering and geological surveys and in construction.

Известно устройство для динамической пенетрации грунтов, включающее корпус с рукояткой, штангу с наконечником и измерительные приспособления [1]. A device for dynamic penetration of soils, including a housing with a handle, a rod with a tip and measuring devices [1].

Недостатками устройства являются низкая точность измерений прочностных свойств грунтов, а также невозможность исследования скальных пород высокой прочности. The disadvantages of the device are the low accuracy of measurements of the strength properties of soils, as well as the inability to study rock of high strength.

Известно также устройство для динамической пенетрации грунтов, включающее корпус из соосно расположенных, соединенных муфтой полых штанг, одна из которых выполнена с продольным пазом, основание с выступом, подпружиненный ударник и зонд с коническим наконечником [2]. There is also known a device for dynamic penetration of soils, comprising a housing of coaxially arranged, connected by a sleeve hollow rods, one of which is made with a longitudinal groove, a base with a protrusion, a spring-loaded striker and a probe with a conical tip [2].

Недостатком этого известного устройства является невозможность регулирования энергии удара, оперативного определения глубины погружения наконечника зонда, а также ограничения диапазона измерения грунтов и пород, различающихся по прочности, снижающего производительность работы устройства в произвольном пространственном положении. The disadvantage of this known device is the inability to control impact energy, the operational determination of the immersion depth of the probe tip, as well as limiting the measurement range of soils and rocks, differing in strength, which reduces the performance of the device in an arbitrary spatial position.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для динамической пенетрации грунтов, включающее корпус из соосно расположенных, соединенных муфтой полых штанг, одна из которых выполнена с продольным пазом, основание с выступом, подпружиненный ударник и зонд с коническим наконечником, снабженный указателем глубин погружения, одна из полых штанг снабжена указателем угла наклона и втулкой с амортизатором, а подпружиненный ударник выполнен с рядом последовательно расположенных проточек, корпус снабжен упором и рукояткой [3]. Closest to the proposed is a device for dynamic penetration of soils, comprising a housing of coaxially arranged, connected by a coupling of hollow rods, one of which is made with a longitudinal groove, a base with a protrusion, a spring-loaded striker and a probe with a conical tip, equipped with an indicator of the depths of immersion, one of the hollow the rods are equipped with an angle indicator and a sleeve with a shock absorber, and a spring-loaded striker is made with a series of grooves in series, the body is equipped with a stop and a handle [3].

Недостатками этого известного устройства являются невозможность плавного регулирования энергии удара, определения свойств крепких горных пород, малая точность измерения глубины внедрения зонда в породу, наличие потерь энергии при передаче ее через зонд, что искажает результаты, невозможность регистрации отскока индентора от породы. The disadvantages of this known device are the impossibility of smoothly controlling the impact energy, determining the properties of strong rocks, the low accuracy of measuring the penetration depth of the probe into the rock, the presence of energy loss when transmitting it through the probe, which distorts the results, the inability to register the indenter rebound from the rock.

Задача изобретения - повышение точности измерений, а также расширение диапазона прочности исследуемых пород до весьма крепких, исключение потерь энергии при ударе и регистрация отскока индектора от породы. The objective of the invention is to increase the accuracy of measurements, as well as expanding the range of strength of the studied rocks to very strong, eliminating energy loss upon impact and registering the rebound of the index from the rock.

Задача решается тем, что устройство для определения свойств горных пород, включающее выполненный в виде полой штанги корпус, с размещенными в нем подпружиненным ударником и зондом с коническим наконечником, установленную на корпусе муфту для регулировки зонда, указатель глубины погружения зонда с измерительной шкалой и смонтированную на корпусе рукоятку, снабжено встроенным в корпус и перемещающимся от винта упором со стопором, взаимодействующим с кремальерой, установленной на ударнике, и курком для перемещения и фиксации стопора упора, при этом ударник непосредственно соединен с зондом. The problem is solved in that a device for determining rock properties, comprising a body made in the form of a hollow rod, with a spring-loaded striker and a probe with a conical tip placed in it, a sleeve for adjusting the probe mounted on the body, a probe immersion depth indicator with a measuring scale and mounted on the handle is equipped with a built-in stop and a stop moving from the screw with a stopper interacting with a rack mounted on the hammer and a trigger for moving and fixing the stopper while the drummer is directly connected to the probe.

Рабочая пружина может иметь меньшую длину, чем ход ударника. The working spring may have a shorter length than the stroke of the hammer.

Кроме того, устройство может быть снабжено указателем величины отскока ударника с измерительной шкалой. In addition, the device can be equipped with an indicator of the magnitude of the rebound of the hammer with a measuring scale.

Зонд может быть выполнен съемным, а наконечник - в виде конуса, усеченного конуса или пики. The probe can be made removable, and the tip in the form of a cone, a truncated cone or peaks.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху. In FIG. 1 shows a device, a longitudinal section; in FIG. 2 - the same, top view.

Устройство содержит корпус, состоящий из полой штанги 1 и присоединенных к ней болтами 2 двух параллельно расположенных пластин 3. В штанге размещается ударник 4, зонд с коническим наконечником (индентором) 5, кремальерой 6, упором 7, пружиной 8. Между пластинами размещены трещотка 9 и стопор 10. Кроме того, устройство содержит винт 11, указатель 12 глубины погружения зонда, индикатор 13 часового типа, указатель 14 величины отскока ударника и шкалы 15, 16, рукоятку 17, рычаг 18 взвода пружины, муфту 19 и курок 20. The device comprises a housing consisting of a hollow rod 1 and two parallel plates 3 attached to it by bolts 2. A drum 4, a probe with a conical tip (indenter) 5, a ratchet 6, a stop 7, a spring 8 are placed in the rod. A ratchet 9 is placed between the plates and a stopper 10. In addition, the device includes a screw 11, an indicator 12 of the immersion depth of the probe, a dial gauge 13, an indicator 14 of the magnitude of the rebound of the hammer and scale 15, 16, a handle 17, a spring cock 18, a clutch 19 and a trigger 20.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

На зачищенный участок исследуемой горной породы перпендикулярно его плоскости устанавливают основание устройства. Используя шкалы 15, 16, вращением муфты 19 выводят конец индентора 5 до контакта с горной породой. После этого, совершая возвратно-поступательное движение, рычагом 18 взводят ударник 4 до энергии, определяемой методикой испытаний для исследуемой породы. Контроль величины энергии удара осуществляется по количеству щелчков трещотки 9. Каждый щелчок соответствует сжатию пружины на величину шага зубьев кремальеры. On the cleaned area of the investigated rock perpendicular to its plane establish the base of the device. Using scales 15, 16, the rotation of the coupling 19 leads the end of the indenter 5 to contact with the rock. After that, making a reciprocating movement, lever 18 cock the drummer 4 to the energy determined by the test procedure for the test breed. The value of the impact energy is controlled by the number of clicks of the ratchet 9. Each click corresponds to the compression of the spring by the step size of the teeth of the rack.

Если по условиям опыта в соответствии с методикой необходима энергия удара, соответствующая промежуточному положению ударника между щелчками внутри шага зубьев кремальеры, то при вращении винта 11 стопор перемещается на нужную величину. Нажатием на курок 20 освобождают подпружиненный ударник 4 из зацепления, и он после полного растяжения пружины движется по инерции с заданным усилием, ударяет индентором по породе, внедряя его на определенную глубину. If, according to the experimental conditions, in accordance with the methodology, impact energy corresponding to the intermediate position of the striker between the clicks inside the step of the teeth of the cremallera is necessary, then when the screw 11 is rotated, the stopper moves by the desired amount. By pressing the trigger 20, the spring-loaded striker 4 is released from engagement, and after the spring is fully stretched, it moves by inertia with a given force, strikes the rock with an indenter, introducing it to a certain depth.

Величина погружения индентора в горную породу определяется в зависимости от вида испытаний, предусмотренной методикой, по шкале 15 для слабых пород и индикатором 13 часового типа для крепких пород, а остаток ударника от породы измеряется по шкале 16. The value of the indenter sinking into the rock is determined depending on the type of testing provided for by the method, on a scale of 15 for weak breeds and a 13-hour indicator for hard rocks, and the remainder of the hammer from the rock is measured on a scale of 16.

После взаимодействия индентора с породой ударник возвращается в исходное положение, соответствующее невзведенному состоянию. After the indenter interacts with the rock, the drummer returns to its original position, corresponding to the uninducted state.

Вращением муфты 19 устанавливают ее край по шкале 15 в нулевое положение, затем выводят в нулевое положение шкалу 16 или шкалу индикатора часового типа в зависимости от рода испытаний, предусмотренных методикой. By rotating the coupling 19, set its edge on the scale 15 to the zero position, then bring the scale 16 or the dial indicator dial to the zero position, depending on the type of test provided by the procedure.

После этого производят взвод ударника до требуемой энергии удара и производят последующие внедрение индентора в породу. Цикл повторяется. After this, the striker is cocked to the required impact energy and the subsequent indenter penetration into the rock is performed. The cycle repeats.

Claims

1. A device for determining rock properties, comprising a body made in the form of a hollow rod with a spring-loaded striker and a probe with a conical tip placed on it, a sleeve for adjusting the position of the probe mounted on the body, an indicator of the immersion depth of the probe with a measuring scale, and a handle mounted on the body, characterized in that it is equipped with a built-in stop and moving away from the screw stop with a stopper interacting with the rack mounted on the hammer, and the trigger for moving and fixing detent stops, the firing pin is directly connected with the probe.

2. The device according to p. 1, characterized in that the working spring has a shorter length than the stroke of the hammer.

3. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with an indicator of the magnitude of the rebound of the striker with a measuring scale.

4. The device according to p. 1, characterized in that the probe is removable, and the tip is in the form of a cone, a truncated cone or peaks.