Claims (3)
1one
Изобретение относитс к испытательной технике, к установкам дл испытани образцов материалов,в частности горных пород и материалов, используемых при изготовлении горных крепей, на прочность при одноосном нагружеНИИ.The invention relates to testing equipment, to installations for testing samples of materials, in particular rocks and materials used in the manufacture of mountain supports, for strength under uniaxial loading.
Цель изобретени - расширение технологических возможностей установки путем обеспечени ступенчатого на- груженй образца при заданных чередующихс приращени х сжимающей и раст гивающей нагрузок.The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the installation by providing stepwise loading of the sample at predetermined alternating increments of compressive and tensile loads.
Кроме того, целью изобретени вл ютс испытани образца при заданных чередующихс приращени х сжимающих и раст гивающих деформаций, и одновременные испытани двух образцов с противоположным по направле- нию развитием деформаций.In addition, the aim of the invention is to test a sample at predetermined alternating increments of compressive and tensile deformations, and simultaneous testing of two samples with the opposite development of deformations.
На чертеже показана схема установки дл испытани образцов материалов .The drawing shows an installation setup for testing material samples.
Установка содержит силовую раму 1, размещенный в ней нагрузочньм гид Р01У1ЛИНДР 2 двухстороннего действи с поршнем 3 и штоком 4, захваты 5 и 6 дл образца 7, из которых захват 5 соединен с одним из торцов штока 4, а захват 6 прикреплен к силовой раме 1, основной и дополнительный компенсационные гидроцилиндры 8 и 9 г пopшн Iи 10, установленные соосноThe installation contains a power frame 1, placed in it a load guide R01U1LINDR 2 of double-acting action with a piston 3 and a rod 4, grips 5 and 6 for sample 7, of which gripper 5 is connected to one of the ends of rod 4, and gripper 6 is attached to power frame 1 , the main and additional compensation cylinders of 8 and 9 g squeeze I and 10, installed coaxially
и 14 сообщены с источником 12 давлени , которьй св зан с полост ми ГЦ 8 и 9 через В 15. На раме 1 установлен гидроаккумул тор (ГА) 16, сообщенный В 17,18 с полост ми ГЦ 2, и винт 19 дл изменени объема ГА 16 Полости ГЦ 8 и 9 сообщены через В 20 и 21 с полост ми ГЦ 2, Поршни 10 установлены на штоке 4, проход щем через полости ГЦ 8 и 9, частично заполненные жидкостью. Установка может иметь дополнительные захваты 22, 23 дл образца 24. Заполн ют ГА 16 и полости ГЦ 2 и 8 жидкостью. Поршень 3 смещаетс влево и через захваты 5,22 нагружает образцы 7,24. 2з.п ф-лы, 1 ил.and 14 is connected to a pressure source 12, which is connected to the cavities HZ 8 and 9 through the B 15. On the frame 1, a hydroaccumulator (HA) 16, B 17.18 with the HZ 2 hollow, and a screw 19 for changing the volume HA 16 The cavities HZ 8 and 9 communicate through B 20 and 21 with the cavities HZ 2, the Pistons 10 are mounted on a rod 4 passing through the cavities HZ 8 and 9, partially filled with liquid. The installation may have additional grippers 22, 23 for sample 24. Fill HA 16 and Hz 2 and 8 cavities with liquid. The piston 3 is displaced to the left and, through the grippers 5.22, loads samples 7.24. 2z.p f-ly, 1 ill.
5five
00
5five
00
нагрузочному гидроцилиндру 2 и закрепленные на его противоположных тор цах силовые пружины 11, установленные в полост х компенсационных гидроцилиндров 8 и 9 и контактирующие. с их поршн ми 10, источник 12 давлени жидкости, сообщенньй через вентили 13 и 14 с полост ми нагрузочного гидроцилиндра 2 и через вентили 15 с полост ми компенсационных гидроцилиндров 8 и 9, гидроаккумул тор 16, установленньй на силовой раме 1 и . сообщенный через вентили 17 и 18 с полост ми нагрузочного гидроцилиндра 2, и винт 19, установленньй на силовой раме 1 и предназначенньй дл изменени объема гидроаккумул тора 16.the load cylinder 2 and power springs 11 mounted on its opposite ends, mounted in the cavities of the compensation cylinders 8 and 9 and in contact. with their pistons 10, source 12 of fluid pressure communicating through valves 13 and 14 from cavities of loading hydraulic cylinder 2 and through valves 15 from cavities of compensating hydraulic cylinders 8 and 9, hydraulic accumulator 16, installed on power frame 1 and. communicated through valves 17 and 18 from the cavities of the load cylinder 2, and screw 19, installed on the power frame 1 and intended to change the volume of the hydraulic accumulator 16.
Полости компенсационных гидроцилиндров 8 и 9 сообщены через вентили 20 и 21 с полост ми нагрузочного гидроцилиндра 2.The cavities of the compensating hydraulic cylinders 8 and 9 communicate via valves 20 and 21 to the cavities of the loading hydraulic cylinder 2.
Поршни 10 компенсационных гидроцилиндров 8 и 9 установлены на штоке 4, проход щем через полости компенсационных гидроцилиндров 8 и 9, с возможностью перемещени относительно этого штока 4.The pistons 10 of the compensating hydraulic cylinders 8 and 9 are mounted on the rod 4 passing through the cavities of the compensating hydraulic cylinders 8 and 9, with the possibility of movement relative to this rod 4.
Полости компенсационных гидроцилиндров 8 и 9 при необходимости частично заполн ютс жидкостью. Дл одновременного испытани двух образцов установка снабжаетс дополнительными захватами 22 и 23 дл об .- The cavities of the compensating hydraulic cylinders 8 and 9, if necessary, are partially filled with liquid. For the simultaneous testing of two samples, the installation is supplied with additional grippers 22 and 23 for the rev.
3131
разца 24, из которых захват 22 соединен со вторым торцом штока 4 нагрузочного гидроцилиндра 2, а захват24, of which the grip 22 is connected to the second end of the rod 4 of the loading hydraulic cylinder 2, and the grip
23прикреплен к силовой раме 1. Установка работает следующим об- 23 attached to the power frame 1. The installation works as follows
разом.at once.
Дл работы в режиме заданных приращений нагрузок установку собирают по приведенной на чертеже схеме, В зависимости от задач испытаний на установке размещают один испытуемьй образец 7 или два испытуемых образца 7 и 24.For operation in the mode of specified load increments, the installation is assembled as shown in the drawing, Depending on the tasks of the test, one test sample 7 or two test samples 7 and 24 are placed on the installation.
Включают источник 12 давлени и при открытых вентил х 13, 14, 17 и 18 заполн ют гидроаккумул тор 16 и полости нагрузочного гидроцилиндра 2 жидкостью под давлением, величина давлени выбираетс из расчета обеспечени сжати пружин 11 и сжати и раст жени образцов 7 и 24 до заданной нагрузки. Если по задаче требуетс на первой ступени нагрузить образец 7 сжимающей, а образец 24 раст - гивающей нагрузками,то закрьшают вентили 17, 13 и 14. Открывают вентиль 20, жидкость из левой (по чертежу) полости нагрузочного гидрощшиидра 2 поступает в полость компенсационного цилиндра 6, перемещает поршень 10 этого гидроцилиндра 8 вдоль штока 4. Происходит деформирование силовой пружины 11, размещенной в полости гидроцилиндра 8, при этом давление в левой подпоршневой поло- сти гидроцилиндра 2 падает по отношению к давлению в правой полости этого гидроцилиндра, поршень 3 за счет разности давлений смещаетс влево и через шток 4 и захваты 5 и 22 нагружает образцы 7 и 24 соответственно сжимающей и раст гивающей нагрузками.The pressure source 12 is turned on, and with the valves 13, 14, 17 and 18 open, the hydraulic accumulator 16 and the cavity of the loading hydraulic cylinder 2 are filled with liquid under pressure, the pressure is selected based on providing compression of the springs 11 and compressing and stretching the samples 7 and 24 to a predetermined load. If, according to the task, it is required to load the sample 7 at the first stage and compressive sample 24, then valves 17, 13 and 14 close. The valve 20 is opened, the liquid from the left (according to the drawing) cavity of the load hydrospeeder 2 enters the cavity of the compensation cylinder 6 , moves the piston 10 of this hydraulic cylinder 8 along the rod 4. There is a deformation of the power spring 11 placed in the cavity of the hydraulic cylinder 8, and the pressure in the left sub-piston cavity of the hydraulic cylinder 2 falls relative to the pressure in the right cavity of this hydraulic cylinder. The cylinder, the piston 3 is displaced to the left and through the rod 4 by the pressure difference and the grippers 5 and 22 load the samples 7 and 24, respectively, with compressive and tensile loads.
Перемещение поршн 3 и нагруже- ние образцов 7 и 24 прекращаетс в момент, когда сумма усилий на двух образцах 7 и 24 и на пружине 11 равна усилию на поршне 3 от действи давлени жидкости в гидроаккумул то ре 16. Нагружение образцов 7 и 24 прекращаетс , и в этом состо нии они выдерживаютс заданное врем . Дл плавного пригружени образцов 7 иThe movement of piston 3 and loading of samples 7 and 24 cease at the moment when the sum of the forces on two samples 7 and 24 and on the spring 11 is equal to the force on the piston 3 due to the pressure of the fluid in the hydraulic accumulator 16. The loading of samples 7 and 24 ceases, and in this state they are maintained for a predetermined time. For smoothly loading samples 7 and
24с увеличением нагрузок в прежнем направлении открывают вентиль 14 и24 with an increase in loads in the same direction, open valve 14 and
с помощью источника 12 повьщ1ают давление в гидроаккумул торе 16 и сое25using source 12, pressure is increased in the hydroaccumulator 16 and co25
985985
5five
0 t5 20 - 35 0 0 t5 20 - 35 0
134 ,134,
диненной с ним полости гидроцилиндра 2 .the cavity of the hydraulic cylinder with it 2.
Дл плавного уменьп ени нагрузок на образцах 7 и 24 открывают вентиль 13 и повьшгают давление в левой полости гидроцилиндра,2. Постепенным по- . вьш1ением давлени в левой полости гидроцилиндра 2 уравнивают это давление с давлением в правой полости и в момент равенства давлений образцы 7 и 24 имеют нулевые нагрузки. Закрывают вентиль 20, открывают вентиль 15 и сбрасьтают давление в этом компенсационном гидроцилиндре 8, возвраща его поршень 10 и пружину 11 в исходное положение, Дл нагруже- ни образцов 7 и 24 нагрузками противоположного знака закрьшают вентили 13,14 и 18 и открывают вентиль 21, Происходит сброс давлени в правой полости нагрузочного пздроцилиндра 2 с соответствующим перемещением штока 4 и нагружением образца 7 раст гивающей , а образца 24 сжимающей нагрузками 3 пределах, допустимых деформацией пружины 11 компенсационного гидроцилиндра 9.To smoothly reduce the loads on samples 7 and 24, the valve 13 is opened and the pressure in the left cavity of the hydraulic cylinder is increased, 2. Gradually. By exerting pressure in the left cavity of the hydraulic cylinder 2 equalizes this pressure with the pressure in the right cavity and at the moment of equality of pressures, samples 7 and 24 have zero loads. The valve 20 is closed, the valve 15 is opened and the pressure in this compensating hydraulic cylinder 8 is depressed, returning its piston 10 and the spring 11 to the initial position. To load samples 7 and 24 with opposite loads, valves 13, 14 and 18 are opened and the valve 21 is opened, Pressure is relieved in the right cavity of the load cylinder 2 with a corresponding movement of the rod 4 and loading of the sample 7 with a tensile load, and of the sample 24 with compressive loads 3 within the limits allowed by the deformation of the spring 11 of the compensation hydraulic cylinder 9.
Возвращение штока 4 с захватами 5 и 22 в исходное положение осуществл етс аналогично возвращению его после влево. Дл нагружени образцов 7 и 24 до следующей ступени приращени нагрузки при нейтральном положении поршн 3 измен ют давление в гидроаккумул торе 16 и на- гружение повтор ет до уровней нагрузки на образцах 7 и 24, отличающихс от уровней в предыдущем нагружении. Действу таким образом, исследуют вли ние путей нагружени на конечные прочностные и деформационные свойства и эффект разрушени материала при ступенчатом нагружении при заданных приращени х сжимающей и раст гивающей рагрузок на образцах.The return of the rod 4 with the grippers 5 and 22 to the initial position is carried out similarly to its return after the left. To load samples 7 and 24 to the next load increment stage, when the piston 3 is in the neutral position, the pressure in the hydroaccumulator 16 is changed and the loading is repeated to load levels on samples 7 and 24 that differ from the levels in the previous loading. Acting in this way, the effects of loading paths on the final strength and deformation properties and the effect of material destruction under step loading at specified increments of compressive and tensile loads on samples are investigated.
Дл работы в режиме заданных приращений деформаций удал ют пружины 11, .а полости компенсационных гидро- цилнндров 8 и 9 частично заполн ют жидкостью через вентили 15. Объем заполне ш компенсационных гидроцилиндров 8 и 9 определ ет величину перемещени поршн 3 и штока 4 с захватами 5 и 22 при перетекании жидкости из полости нагрузочного гидроцилиндра 2 в полости компенсационных гидродилиндров 8 и 9. Перемеще1ше поршн 3 и штока 4 прекращаетс ,когда весь свободный от жидкости объем в компенсационном гидроцилиндре 8 иди 9 заполн етс жидкостью, поступающей из соответствующей полости нагрузочного гидроцилиндра 2. В ос- тальком работа на установке аналогична работе в предыдущем режиме, но испытани проход т при заданных приращени х сжимающих и раст гивающих деформаций образцов 7 и 24. For operation in the mode of deformation increments, the springs 11 are removed, and the cavities of the compensation cylinders 8 and 9 are partially filled with fluid through the valves 15. The filling volume of the compensation cylinders 8 and 9 determines the amount of movement of the piston 3 and the piston rod 4 with grips 5 and 22 when fluid flows from the cavity of the loading cylinder 2 in the cavity of compensatory hydraulic cylinders 8 and 9. Displacement of the piston 3 and rod 4 stops when all the volume free from liquid in the compensation cylinder 8 or 9 is filled with liquid, The pressure cylinder 2 coming from the corresponding cavity. In the rest, the work on the installation is similar to that in the previous mode, but the tests are performed at specified increments of compressive and tensile deformations of specimens 7 and 24.
Во всех релшмах скорость нагру- жени и деформировани образцов 7 24 определ етс скоростью перетекани ж iдкocти из полостей нагрузочного гидроцилиндра 2 в полости ком- пенсационных гидроцилиндров 8 и 9, что задаетс вентил ми 20 и 2.1 .In all relays, the loading and deforming speed of the samples 7–24 is determined by the flow rate and distance from the cavities of the load cylinder 2 in the cavity of the compensation cylinders 8 and 9, which is set by the valves 20 and 2.1.
Дл обеспечени эффективной работы установки используетс гидроак- кумул тор 16 с регулируемым запасом энергии. При подъеме винта 19 увеличиваетс полезньй объем гидроаккумул тора 16, что увеличивает запас энергии на нем при низких давлени х. Больщой запас энергии необходим при работе в силовом режиме, когда необходимо преодолевать сопротивление силовых пружин 11 при болылих перемещени х поршней 10, При работе в де- формационном режиме запас энергии меньше, но необходимы большие давлени жидкости. Дл этого уменьшают объем полости гидроаккумул тора 16A hydro-accumulator 16 with an adjustable energy reserve is used to ensure efficient operation of the plant. When the screw 19 is raised, the useful volume of the hydroaccumulator 16 increases, which increases the energy supply on it at low pressures. A large supply of energy is necessary when operating in a power mode, when it is necessary to overcome the resistance of the power springs 11 when the piston movements 10 are bolted. When working in the deformation mode, the energy is less, but greater fluid pressures are necessary. To do this, reduce the volume of the cavity of the hydroaccumulus 16
винтом 19 и при меньшем объеме и боль-35 .костью перемещени относительно это- шем давлении интенсивность падени давлени возрастает, что и требуетс дл перемещени поршн 3 в дефор- MaiflHOHHOM релшме с минимальным сжатием жидкости 3 полости компенсаци- 40 онного гидроцилиндра 8 или 9.with a screw 19 and with a smaller volume and a large displacement of 35 with respect to this pressure, the intensity of the pressure increase increases, which is required for the displacement of the piston 3 in the deforming condition of the compensating hydraulic cylinder 8 or 9.
«"
Ступенчатое нагруж ение в режиме заданных приращений нагрузок или деформаций позвол ет оценить несущую 45 способность горных пород в зонах посадок кровли, суммарную устойчивость горных пород и податливых крепей , а деформирование с зеркально противоположны рЕзвитием деформаций 50 позвол ет определить индивидуальную долговечность различных материалов, составл ющих двухкомпонентньй силовой элемент, например, напр женный лселезобетонсThe step loading in the mode of specified increments of loads or deformations makes it possible to estimate the load bearing capacity of the rocks in the areas of the landing of the roof, the total stability of the rocks and compliant supports, and the deformation with mirror-like deformations 50 determines the individual durability of various materials constituting two components power element, for example, tense lselezobetons
го штока а полости компенсационных гидроцилиндров сообщены через вентили с полост ми нагрузочного гидроцилиндра .The second rod of the cavity of the compensation cylinders communicates through the valves with the cavities of the load cylinder.
2,Установка по п. 1-, отличающа с тем, что, с целью испытани образца при заданных чередующихс приращени х сжимающих и раст гива- юшрх деформаций, полости компенса- дионньп: гидроцилиндров частично заполнены жидкостью.2, Installation according to claim 1, characterized in that, in order to test the sample with predetermined alternating increments of compressive and tension-strain deformations, the cavity is compensated: the hydraulic cylinders are partially filled with liquid.
3.Установка по п. 1, отличающа с тем, что, с целью одновременного испытани двух образцов3. Installation under item 1, characterized in that, for the purpose of simultaneous testing of two samples
с противоположнь1М по направлению развитием деформаций, она снабжена дополнительными зах ватами, установленными , соответственно, на силовой раме и втором торце штока нагрузочного гидроцилиндра .In contrast to the direction of the development of deformations, it is equipped with additional grippers installed, respectively, on the power frame and the second end of the rod of the loading hydraulic cylinder.
ВНИИПИ Заказ 879/43,VNIIPI Order 879/43,
Тираж 777Circulation 777
ПодписноеSubscription
Произв.-полигр. пр-тие, г, Улсгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, g, Ulsgorod, st. Project, 4
33
ФормулаFormula
66
3 о3 o
бретени bratis
1. Установка дл испытани образцов материалов, содержаща силовую раму, размещенный в ней нагрузочньм гидрО1ЩЛИНДР двухстороннего действи с поршнем и штоком, компенсационный гидроцилиндр с поршнем, закрепленный на одном из торцов нагрузочного гидроцилиндра соосно последнему, захваты дл образца, один из которых закреплен на силовой раме, а второй соединен с одним из торцов штока нагрузочного гидроцилиндра, и источник давлени , сообщенньй с полост ми нагрузочного гидроцилиндра, отличающа с тем, что, с целью расширени технологических возможно стей установки путем обеспечени ступенчатого нагружени образца при заданных чередующихс приращени х сжимающей и раст гивающей нагрузок, она снабжена дополнительным компенсационным гидроцилиндром, закрепленным соосно на втором торце нагрузочного гидроцилиндра( и силовыми пружинами, установленными в полост х компенсационных гидроцилиндров и контактирующих с их поршн ми, при этом шток нагрузочного гидроцилиндра проходит через полости компенсационных гидро- хщлиндровэ поршни компенсационных гидроцилиндров установлены на штоке нагрузочного гидроцилиндра с возмож .костью перемещени относительно это- 1. Installation for testing samples of materials containing a power frame, a double-acting hydraulic piston and a rod placed in it, a compensation hydraulic cylinder with a piston fixed on one of the ends of the hydraulic cylinder coaxially to the last, grips for the sample, one of which is fixed on the force frame and the second is connected to one of the ends of the rod of the loading hydraulic cylinder, and the source of pressure communicating with the cavities of the loading hydraulic cylinder, characterized in that, in order to expand the technological Their installation capabilities by providing staggered loading of the sample with predetermined alternating increments of compressive and tensile loads, it is equipped with an additional compensation hydraulic cylinder fixed coaxially at the second end of the loading hydraulic cylinder (and force springs installed in the cavities of the compensation hydraulic cylinders and contacting with their pistons at the same time, the rod of the loading hydraulic cylinder passes through the cavities of the hydraulic compensation cylinders; the pistons of the compensation hydraulic cylinders of the mouth on the stem of the loading cylinder with the possibility of movement relative to this
го штока а полости компенсационных гидроцилиндров сообщены через вентили с полост ми нагрузочного гидроцилиндра .The second rod of the cavity of the compensation cylinders communicates through the valves with the cavities of the load cylinder.
2,Установка по п. 1-, отличающа с тем, что, с целью испытани образца при заданных чередующихс приращени х сжимающих и раст гива- юшрх деформаций, полости компенса- дионньп: гидроцилиндров частично заполнены жидкостью.2, Installation according to claim 1, characterized in that, in order to test the sample with predetermined alternating increments of compressive and tension-strain deformations, the cavity is compensated: the hydraulic cylinders are partially filled with liquid.
3.Установка по п. 1, отличающа с тем, что, с целью одновременного испытани двух образцов3. Installation under item 1, characterized in that, for the purpose of simultaneous testing of two samples
с противоположнь1М по направлению развитием деформаций, она снабжена дополнительными зах ватами, установленными , соответственно, на силовой раме и втором торце штока нагрузочного гидроцилиндра .In contrast to the direction of the development of deformations, it is equipped with additional grippers installed, respectively, on the power frame and the second end of the rod of the loading hydraulic cylinder.
Тираж 777Circulation 777
ПодписноеSubscription