SU1276952A1

SU1276952A1 - Device for impact tests of materials

Info

Publication number: SU1276952A1
Application number: SU853876059A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1986-12-15

Abstract

Изобретение относитс к установ- - кам дл ударных испытаний материалов, в частности горных пород и св зных грунтов. Оно позвол ет расширить технологические возможности установки за счет испытани с регулируемой скоростью перемещени исследуемого образца (ИО) в направлении удара. Дл этого установка имеет два ступенчатых af2J (ЛThe invention relates to installations for impact testing of materials, in particular rocks and cohesive soils. It allows you to expand the technological capabilities of the installation by testing with an adjustable speed of movement of the test sample (EUT) in the direction of impact. For this installation has two steps af2J (L

Description

барабана (Б) 3 и 4 с валами 5 и 6, установленными соосно с возможностью вращени . На валах 5 и 6 нанесены резьбы противоположного направлени , по которым перемещаютс инерционные грузы (иг) 7 и 8 и взаимодействуют со стопорами вращени Б 3 и 4, Валы 5 и 6 соедин ютс втулкой 14, котора взаимодействует через упоры 22 с выступами 23 ИГ 7 и 8. Втулка 14 св зана со сбрасываемым грузом 1 гибкой т гой 15, навитой на нее. Захваты 11 и 12 дл ИО 13 имеют св зь с 1 в виде зубчатых реек 16, которыеthe drum (B) 3 and 4 with the shafts 5 and 6 mounted coaxially with the possibility of rotation. On the shafts 5 and 6 there are applied threads of the opposite direction, in which the inertial loads (s) 7 and 8 move and interact with the rotation stops B 3 and 4, the Shafts 5 and 6 are connected by the sleeve 14, which interact through the stops 22 with the projections 23 IG 7 and 8. The sleeve 14 is associated with a dropping load 1 of flexible tension 15, wound on it. The grippers 11 and 12 for the IO 13 are connected to 1 in the form of gear racks 16, which

перемещаютс и взаимодействуют с захватами I н 12, и шестерен 17,18, кажда из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16 и Б 19. Они размещаютс на ос х шестерен 17,18 и соедин ютс с Б 3 и 4 с помощью дополнительных гибких т г 20. Регулиру скорости и направлени перемещени захватов 11, 12 и измен место расположени НО 13, исследуют механические свойства материала при разных скорост х движени ИО 13, т.е. при разных инерционных силах массы НО 13. 1 ил.move and interact with the grippers I n 12, and gears 17,18, each of which is coupled with a corresponding rail 16 and B 19. They are placed on the axes of the gears 17,18 and connected to B 3 and 4 with the help of additional flexible rods 20. By adjusting the speed and direction of movement of the grippers 11, 12 and changing the location of the HO 13, the mechanical properties of the material are examined at different speeds of movement of the EUT 13, i.e. with different inertial forces of mass BUT 13. 1 Il.

«"

Изобретение относитс к технике испытаний материалов, в частности к установкам дл ударных испытаний образцов материалов, преимущественно горных пород и св зных грунтов.The invention relates to a technique for testing materials, in particular, installations for the impact testing of material samples, mainly rocks and bonded soils.

Цель изобретени - расщирение технологических возможностей установки путем обеспечени испытаний с регулируемой скоростью перемещени образца в направлении удара.The purpose of the invention is to extend the technological capabilities of the installation by providing tests with an adjustable rate of movement of the sample in the direction of impact.

На чертеже представлена установка дл ударных испытаний материалов..The drawing shows an installation for shock testing of materials ..

Установка содержит сбрасываемый груз I, вертикально установленные направл ющие 2 дл груза I, два ступенчатых барабана 3 и 4 с валами 5 и 6, установленные на направл ющих 2 с возможностью вращени , инерционные грузы 7 и 8, установленные на валах 5 и 6 с возможностью перемещени по резьбам, выполненным на валах 5 и 6 с противоположным направлением нарезки , стопоры вращени ступенчатых барабанов 3 и 4, выполненные в виде подпп-жиненных стержней 9, размещенных в направл ющих 2, и закрепленных на валах 5 и 6 шайб 10, в отверсти которых вход т стержни 9, взаимодействующие с инерционными грузами 7 и 8, захваты П и 12 дл образца 13, втулку 14, соедин ющую валы 5 и 6 ступенчатых барабанов 3 и 4 и св занную с сбрасьгеаемым грузом 1 гибкой т гой 15, навитой на поверхность втулки 14, и средство дл св зи захватов 11,12 со сбрасываемым грузом 1, выполненное в виде зубчатых реек 16, взаимодействующих с захватами 11 и 12, шестерни 17 и 18, кажда из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16, и барабанов 19, закрепленных на ос х шестерен 17 и I8 и соединенных со ступенчатьми барабанами 3 и 4 дополнительными гибкими т гами 20. Под рейками 16 установлены центрирующие щестерни 21, имеющие диаметры , отличные от диаметров шестерен 17 и 18, и соединенные с барабанами, на которые при необходимости навива5 ютс т ги 20. Втулка 14 имеет упоры 22, взаимодействующее с выступами 23 инерционньпс грузов 7 и 8. Установка содержит также фиксатор 24 дл сбрасьюаемого груза 1, подъемный меха0 низм сбрасьгоаемого груза I, состо щий из привода 25, т ги 26, барабана 27 и фиксатора 28 дл соединени втулки 14 с в алом 6.The installation contains a dumping load I, vertically installed guides 2 for the load I, two stepped drums 3 and 4 with shafts 5 and 6 mounted on the guides 2 rotatably, inertial loads 7 and 8 mounted on shafts 5 and 6 moving along the threads made on shafts 5 and 6 with the opposite direction of cutting, rotation stops of the stepped drums 3 and 4, made in the form of podp-ginned rods 9, placed in the guides 2, and fixed on the shafts 5 and 6 of the washers 10, in the hole which enter the rods 9, vza with inertial weights 7 and 8, grips P and 12 for sample 13, sleeve 14, connecting shafts 5 and 6 of stepped drums 3 and 4 and associated with dumping load 1 by flexible rod 15 wound on the surface of sleeve 14, and means for coupling the grippers 11,12 with a drop weight 1, made in the form of gear racks 16, interacting with the grippers 11 and 12, gears 17 and 18, each of which are coupled with a corresponding rail 16, and drums 19 fixed on the axles of the gears 17 and I8 and connected to the step drums 3 and 4 with additional flexible rods 20. Under the rails 16, centering shtickets 21 are installed, having diameters different from the diameters of gears 17 and 18, and connected to drums, which are pulled by 20 gages, if necessary. Sleeve 14 has stops 22, which interact with projections 23 of inertia weights 7 and 8. The installation also contains a latch 24 for dumping cargo 1, a lifting mechanism for dumping cargo I consisting of a drive 25, a pull 26, a drum 27 and a latch 28 for connecting the sleeve 14 with scarlet 6.

Установка работает следующим об5 разом.The installation works as follows.

Фиксатором 24 освобождают сбрасываемый груз 1, который перемещаетс вниз по направл ющим 2. Под действием груза 1 т га 15 приводит во вра30 щение втулку 14, котора с помощью упоров 22 и выступов 23 вовлекает во вращение инерционные грузы 7 и 8. Последние набирают скорость вращени и перемещаютс по резьбам валов 5 и .The locking device 24 releases the dumped load 1, which moves down along the guides 2. Under the action of a load of 1 ton ha 15, rotates the sleeve 14, which with the help of stops 22 and protrusions 23 rotates inertial loads 7 and 8. and move along the threads of the shafts 5 and.

35 6-в направлении ступенчатых барабанов 3 н 4. При приближении инерцион ных грузов 7 и 8 к шайбам 10 грузы торцовой поверхностью перемещают стержни 9 и одновременно выступы 23 перемещаютс вдоль упоров 22. Наступает момент, когда торцовые поверх|Ности грузов 7 и 8 вход т в контакт с шайбами 10. При этом стержни 9 вых д т из отверстий в шайбах 10, а упоры 22 выход т из контакта с выступами 23. С этого момента валы 5 и 6 привод тс во вращение инерционными грузами 7 и 8, груз 1 достигает основани установки и прекращает движение . Валы 5 и 6 привод т во вращение ступенчатые барабаны 3 и 4, которые наматывают на себ т ги 20 и вращают барабаны 19 и соединенные с ними шестерни 17 и 18. Скорости вращени шестерен 17 и 18 завис т от того, на KaKjTo ступень барабана 3 и 4 навиваетс соединенна с ним т га 20, а направление вращени шестерен 17 и 18 зависит от направлени навивки т ги 20 на барабан 19 шестерни . Дл изображенного на чертеже случа шестерн 17 вращаетс против часовой стрелки с меньшей скоростью, чем 11 естерн 18, вращающа с по часовой стрелке. Вращающиес шестерни 17 и 18 привод т в движение зубчатые .рейки 16, движение которых будет встречным и с различными скорост ми, а именно рейка с захватом 11 будет иметь меньшую скорость, чем рейка с захватом 12, Образец 13, перемещающийс со скоростью захвата 11, встре чает приближающийс к нему захват 12 деформируетс и разрушаетс со скоростью нагружени ударной нагрузкой, равной сумме скоростей движени захватов 11 и 12. Работа разрушени образца 13 определ етс по изменению скоростей вращени инерционных грузо 7 и 8 с учетом их массы, присоединенных вращающихс масс, диаметров ступеней барабанов 3 и 4, с которыми соединены т ги 20. Регистрируетс степень дроблени материала образца 13, другие параметры его разрушени , Затем привод т установку в исходное состо ние, дл чего фиксатором 28 соедин ют втулку 14 с валом 6, включают привод 25 и с помощью т ги 26 вращают барабан 27 и вал 6. Втулка 14 навивает на себ т гу 15 и поднимает груз 1 до срабатывани фиксатора 24, Удал ют упоры 22, и.обратным вращением инерционных грузов 7 и 8 возвращают их в исходное положение, после чего возвращают упоры 22 в гнезда на втулке 14. Удал ют фиксатор 28, а стержни 9 ввод т в отверсти в шайбах 10. Рейки 16 возвраии1ют в исходное положение, навива т ги 20 на барабаны шестерен 17 и 18, и на этом подготовка установки заканчиваетс . Второй опыт провод т также с той разницей , что образец 13 в исходном состо нии размешают на захвате 12. В этом случае образец 13 нагружаетс с такой же, как и в предыдушем опыте, скоростью ударной нагрузки, но перемещаетс уже со скоростью захвата 12, Отличие в опытах состоит только в том, что образец 13 перед ударами перемещаетс с различной собственной скоростью в направлении удара, и поэтому ответственность за различие в результатах опыта ложитс на инерционные силы массы образца 13, Установка может быть собрана так, что в исходном состо нии захваты 1 и 12 наход тс на рассто нии, равном длине образца 13, а обе рейки 16 перемещаютс в одном направлении, причем скорость рейки с захватом, перемещающимс впереди, меньше скорости рейки с отстающим захватом, В этом случае скорость движени образца 13 направлена вдоль направлени нанесени удара. Если в исходном состо нии один из упоров 22 удален, то при работе установки захват, взаимодействующий с инерционным грузом с отсутствующим упором, остаетс неподвижным к моменту разрушени образца. Таким образом, регулиру скорости и направлени перемещени захватов 11 и I2 и измен место расположени образцов 13, исследуют механические свойства материала при различных скорост х движени образцов, т,е, при различных инерционных силах массы образца. Изменение скоростей перемещени захватов осуществл етс использованием различных ступеней барабанов 3 и 4, шестерен 17 и 18 различных диаметров, сбрасыванием грузов 1 различных весов, разичной массой инерционных грузов 7 и 8, различной высотой падени сбрасываемого груза I. Регулировка ысоты падени производитс разещением подставок различной высрты под основание сбрасываемого груза.35 6 in the direction of the stepped drums 3 n 4. When inertial loads 7 and 8 approach the washers 10, the rods 9 move the weights by the end surface and at the same time the protrusions 23 move along the stops 22. There comes a moment when the end surfaces of the loads 7 and 8 t in contact with the washers 10. In this case, the rods 9 exit from the holes in the washers 10, and the stops 22 come out of contact with the protrusions 23. From this point on, the shafts 5 and 6 are rotated with inertial weights 7 and 8, the load 1 reaches the base of the installation and stops moving. The shafts 5 and 6 rotate the stepped drums 3 and 4, which wind up themselves 20 and rotate the drums 19 and the gears 17 and 18 connected to them. The speeds of the gears 17 and 18 depend on the level of the drum 3 on KaKjTo and 4, the connecting rod 20 is connected therewith, and the direction of rotation of the gears 17 and 18 depends on the direction of winding of the rod 20 onto the gear drum 19. For the case shown in the drawing, gear 17 is rotated counterclockwise at a slower speed than 11 of the center 18, rotating clockwise. Rotating gears 17 and 18 set in motion gear racks 16, the movement of which will be opposite and at different speeds, namely the rake with gripper 11 will have a lower speed than the rake with gripper 12, Sample 13, moving at a gripping speed 11, encounters an approaching grip 12 deforms and collapses with a loading speed of shock load equal to the sum of the speeds of movement of the grippers 11 and 12. The operation of the destruction of the sample 13 is determined by the change in the speeds of rotation of the inertial loads 7 and 8, taking into account their mass, is attached rotating masses, the diameters of the stages of the drums 3 and 4, to which the rods 20 are connected. The degree of crushing of the material of the sample 13 is recorded, other parameters of its destruction. Then the installation is reset, for which the clamp 28 connects the sleeve 14 to the shaft 6 , turn on the drive 25 and rotate the drum 27 and the shaft 6 with the help of the cable 26. The sleeve 14 winds itself 15 and lifts the load 1 until the latch 24 operates. The stops 22 are removed, and the inertial weights 7 and 8 return them to its original position, after which the stops 22 are returned in the gna and on the sleeve 14. Removal of the retainer 28 and the rods 9 introduced into the holes in the washers 10. Reiki vozvraii1yut 16 to its original position, naviva thrust gear 20 on the drums 17 and 18, and on this preparation installation ends. The second experiment is also carried out with the difference that sample 13 in the initial state is stirred at gripper 12. In this case, sample 13 is loaded with the same speed of shock load as in the previous experiment, but moves at a gripping speed of 12, Difference in the experiments it consists only in that the sample 13 before the blows moves with a different intrinsic velocity in the direction of the impact, and therefore the responsibility for the difference in the results of the experiment lies in the inertial forces of the mass of the sample 13. The installation can be assembled so that in the initial state grips 1 and 12 are at a distance equal to the length of sample 13, and both rails 16 move in the same direction, and the speed of the rod with the gripper moving in front is less than the speed of the rod with lagging gripper. In this case, the speed of movement of the sample 13 is directed along the direction striking. If, in the initial state, one of the stops 22 is removed, then during operation of the installation, the gripper, which interacts with the inertial load with the missing emphasis, remains stationary by the time the specimen is destroyed. Thus, by adjusting the speed and direction of movement of the grippers 11 and I2 and changing the location of the samples 13, the mechanical properties of the material are examined at different speeds of movement of the samples, t, e, at different inertial mass forces of the sample. Changing the speeds of movement of the grippers is carried out using different stages of the drums 3 and 4, gears 17 and 18 of different diameters, dropping weights 1 of different weights, a different mass of inertial weights 7 and 8, and different heights of the dropping load I. Adjusting the height of the dropping is done by placing stands of different sizes under the basis of the dumped load.

Claims

Invention Formula

A shock testing facility for materials containing a drop load, a vertically mounted load guide, a stepped drum with a shaft mounted for rotation and connected to the drop load by means of a flexible rod, specimen grips and a means for coupling the grips with a load, characterized by so that, in order to expand the technological capabilities of the installation by providing tests with an adjustable speed of movement of the sample in the direction of impact, it is equipped with an additional stepped drum inertial weights mounted on the shafts of the stepped drums with the shaft mounted rotatably coaxially with the first speed drum

the ability to move along threads threaded on shafts with opposite cutting directions, rotational stops of stepped drums cooperating with inertial loads, and a sleeve connecting shafts of stepped drums that contacts through stops to inertial loads and is connected with a dropable flexible thread wound on its surface, while the means for connecting the grippers with the dumped load is made in the form of two toothed racks mounted for movement and interacting with hooks, gears, each of which is coupled with a corresponding rail, and drums attached to the axis of the gears and connected to stepped drums by means of additional flexible tg, I