SU1346812A1 - Стенд дл испытаний секций механизированной крепи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике, предназначенной дл  горной промышленности. Цель - расширение функциональных возможностей стенда путем обеспечени  циклических испытаний с имитацией различных законов распределени  нормальных и сдвигающих напр жений. Дл  этого св зь .верхней плиты 1 с верхней площадкой (П) 8 выполнена из стержней 6 и гидроцилиндров 10. Стержни 6 установле - ны параллельно друг другу и щарнирно закреплены своими концами на верхней плите 1 и верхней П 8. Рабочие полости гидроцилиндров 10 сообщены с напорной магистралью посредством мультипликатора и электромагнитного гидрораспределител  с катушкой. Последн   подключена к источнику.тока посредством управл ющего реле,св занного с датчиками силы, установленными на одном из стержней, и датчиками деформации. Механизм поворота нижней П 11, на которой укреплены колонны 2, выполнен из цилиндрических шарниров 12. Внешн   обойма шарниров 12 скреплена с нижней П 11 и имеет рычаг 14. От поворота вокруг продольной оси П 11 соединена балкой. Балка имеет консольный рычаг, который посредством гидроцилиндра поворота соединен с рычагом 14. Необходимый угол наклона секции по углу наклона пласта уста- навли ваетс  с помощью балки, поворачиваемой гидроцилиндром подъема. 6 ил. & (Л ОО 4 05 00 to /v/v/ / 3

Description

1

Изобретение относитс  к горной .промышленности, а именно к разработ- .ке средств испытаний и исследований работы секций, механизированной шахтной крепи в услови х, имитирующих естественные.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей стенда путем обеспечени  циклических испытаний с имитацией различных

- А. .

законов распределени  нормальных и сдвигающих напр жений

На фиг, 1 показан стенд дл  испытани  секций механизированных крепей общий вид5 на фиг, 2 - разрез А--А на фигИ (кинематическа  схема поворота стенда по углу наклона пласта), на фиг, 3 - кинематическа  схема поворота стенда по восстанию (падению), на фиг, 4 - гидравлическа  схема стенда J на фиг, 5 - блок-схема управлени реверсом стендаJ на фиг. 6 - электри . ческа  схема управлени  реверсом стенда.

Верхн   плита 1 устанавливаетс  на колоннах 2 с возможностью перемещени  вдоль них и удерживаетс  на консол х 3 посредством силовых гидроцилиндров 4, На нижней плоскости верхней плиты установлены шаровые опоры 5, 5 которых заделаны концы стержней 6j вторые концы стержней упираютс  в шаровые опоры 7j расположенные на плоскости верхней площадки 8. На нижней плоскости верхней площадики 8 укреплена съемна  прокладка 9 из материала, близкого по коэффициенту трени  к козффициенту трени  стали по углю или вмe  aющим породам. Верхн   плита 1 и; верхн   площадка 8 соединены гидроцих(индрами 10, креп щимис  к верхним и нижним onopaiM соседних стержней 6, Нижн   площадка 11, на которой укреплены ко1

лонны 2, с помощью цилиндрических шарниров 12, внешн   обойма 13 которых скреплена с нижней площадкой 11 и имеет жесткий рычаг 145 соединена с закрепленной от поворота вокруг продольной оси балкой 15. Балка 15 посредством цилиндрического шарнира 16 соединена с фундаментом Г/, поддерживаетс  гидроцилиндром 18 подъе- ма и имеет консольный рычаг 19. Свободные .конгцз рычагов 14 и 19 соединены гидроцилиндром 20 поворота, име ющим штоковую рабочую полость 21„ Гидронасос 22 соединен посредством

10

20

15

346812 2

эластичной муфты с электродвигателем (не показаны) и имеет входной патрубок 23, соединенный с маслобаком 24. Гидросистема стенда включает редукционный клапан 25 с регулировоч ным винтом 26J воздушный радиатор (маслоохладитель) 27, щелевой маслофильтр 28, регулируемый дроссель 29 и электромагнитный 1 идрораспредели- тель 30 с катушкой. На выходе электромагнитного гидрораспределител  , (электрогидрораспределител ) 30 подключены мультипликатор 31 и силовые гидроцилиндры 4 стенда. Блок управлени  стендом состоит из датчиков

силы,например тензометрического динамометра 32, установленного на одном из стержней 6, датчиков дефор-. маций, например электротензометри- ческого датчика прогибов (перемещений ) 33, двухкоординатного самопишущего потенциометра 34, фотореле 35 и блока управлени  электромагнит- 25 ным распределителем 30. Каретка 36 двухкоординатного самописца (потенциометра ) 34 имеет светонепроницаемую шторку (экран) 37, перемещающуюс  вместе с ней, В зависимости от требуемого режима испытани  (м гкий или жесткий) на пути движени  каретки устанавливаютс  фотосопротивлени  38 и 39 и источники 40 и 41 (попарно ) света с направленным лучем. Фотосопротивлени  38 и 39 включены в сеточные цепи лампы-триода 42. В катодную цепь этой лампы включено управл ющее (пол ризованное) реле 43 и омические сопротивлени  44 и 45,

М гким режимом называетс  процесс циклических испытаний при неизменном значении внешней силы (нагрузки),при этом фиксируетс  изменение величины остаточной деформации, накапливаемой от цикла к циклу, а жестким - такой, при котором неизменной остаетс  величина деформации в течение испытаний, а фиксируетс  изменение нагрузки, необходимой дл  поддержани  этого уровн  деформации.

В анодную цепь лампы 42 включены гас щие сопротивлени  46 и 47. Источником тока  вл етс  выпр митель 48 .

30

35

40

45

50

Стенд работает следующим образом. 55 Верхнюю плиту П устанавливают на заданную раздвижность крепи с помощью консолей 3, перемещаемых по колоннам 2. Секцию крепи устанавливают на нижнюю площадку 11 и с помощью силовых

цилиндров 4, передающих давление через верхнюю плиту 1, стержни 6 и вернюю площадку 8, зажимают между верхней 1 и нижней площадками усилием, предотвращающим ее выпадание при наклоне стенда. Угол наклона стержней 6 устанавливают с помощью гидроцилиндров 10. Необходимый угол наклона секции по углу наклона пласта уста- навливают с помощью балки 15, поворачиваемой гидроцилиндром 18 подъема вокруг цилиндрического шарнира 16, закрепленного на фундаменте 17. Дл  установки угла наклона секции по падению (восстанию) пласта в штоко- вую полость 21 гидроцилиндра 20 поворота подают рабочую жидкость. Усилие передаетс  на свободные концы рычагов 14 и 19. Рычаг 14 поворачи- ваетс  вокруг цилиндрического шарнира 12, передава  усилие на его внешнюю обойму 13 и привод  в наклонное положение нижнюю площадку 11. Управ- |Г1ение режимом нагружени  производит- с  при помощи электросхемы реверса привода испытательной установки. Команда поступает от концевых бесконтактных переключателей, вход щих в состав фотореле 35 и расположенных на двухкоордин атном самописце (потенциометре ) при достижении регулируемым параметром требуемой величины. Испытани  могут проводитьс  как в м гком, так и в жестком режимах. В случае проведени  испытаний в м гком режиме включаетс  гидронасос 22, рабоча  жидкость из маслобака 24 посредством трубопровода 23 подаетс  в поршневую полость мультипликатора 31 и, вытесн  сь из его штоковой полости , поступает в поршневую полость силовых гидроцилиндров 4 стенда. Последние передают усили  на верхнюю .плиту 1 и посредством стержней 6 - на площадку 8, котора  создает в элементах секции напр женное состо ние. Так как стержни 6 наклонены под оп- ределенньм наперед заданньм углом к площадке 8, в каждом шарнире 7 соз-; даетс  как нормальна  к перекрытию секции, так и касательна  составл ющие , что соответствует работе секции крепи в шахтных услови х. При этом касательна  составл юща  в каждой точке пропорциональна нормальной, так как определ етс  углом наклона стержней 6 к верхней плите 8, а закон распределени  нормальной состав12

л ющей можно формировать каким он требуетс  по услови м испытаний, мен   жесткость стержней 6 или просто переставл   их, так как верхние шарниры 5 и 7 унифицированы. Если касательна  составл юща  внешних сил меньше сил трени ,возникаюпр1х на контакте прокладка 9 - верхн к крепи, проскальзывани  секции не происходит , если больше - испытани  ведутс  с проскальзыванием, что соответствует целому р ду условий эксплуатации . Тензометрический динамометр 32 выдает электрический сигнал,пропорциональный усилию, действующему на секцию, и управл ющий перемещением каретки 36 самописца (потенциометра ) 34. Максимальное значение усили  выбираетс  по услови м испытаний и ограничиваетс  на одной координате самописца (потенциометра) 34, положением источник 41 света и фотосопротивлени  39, а минимальное значение (в том числе нулевое) - положением источника 40 света и фотосопротивлени  38. В процессе формировани  первого цикла в момент включени  схемы реверса каретка 36 находитс  в крайнем, например левом по фиг. 6, положении, а шторка 37 перекрывает световой поток от источника 40 к фотосопротивлению 38. При увеличении тока на входе самописца 34, пропорционального усилению на секцию крепи, каретка 36 начинает перемещатьс  вправо. Когда шторка (экран) 37, расположенна  на каретке 36 самописца (потенциометра) 34, закрывает от источника света 41 фо- тосопротивление 39, сеточные цепи лампы 42 обесточиваютс  и управл ющее (пол ризованное) реле 43 перепо- люсовываетс . Контакты реле включены в цепь управлени  электрогидрорас- пределител  30, обеспечивающего реверс мультипликатора 31 и силовьпс гидроцилиндров 4. Рабоча  жидкость начинает поступать в штоковую полост мультипликатора 31 и, вытесн  сь из поршневой его полости, перетекать в штоковую полость гидроцилиндра 4. Происходит разгрузка секции. Каретка 36 самописца (потенциометра) 34 начинает перемещатьс  в обратную сторону до тех пор, пока шторка (экран) 37 не закроет от источника 40 света фотосопротивление 38, заранее установленное на определенном значении

5

регулируемого параметра, в рассматриваемом варианте нагрузки на перекрытие , фиксируемой датчиком силы. В момент закрыти  от-источника 40 света фотосопротивлени  38 вновь происходит переполюсаци  пол ризованного реле, управл ющех о электро- гидрораспределителем 30. Далее процесс повтор етс  до заданного количества циклов. Необходимый режим по току и напр жени м в анодных и сеточных цеп х фотореле 35 обеспечи- ваетс  сопротивлени ми 44-47 и выпр мителем 48, Остаточна  деформаци , характеризующа  ресурс секции крепи фиксируетс  на второй координатной оси самописца (потенциометра) 34 в зависимости от показаний датчика 33 перемещений. Излишнее количество рабочей жидкости перепускаетс  редукционным клапаном 25, настраиваемым на определенное давление регулировоным винтом 26, в воздушный радиатор (маслоохладитель) 27 и сливаетс  в маслобак 24. Поступающа  в электро- гидрораспределитель 30 рабоча  жидкость очищаетс  щелевым маслофильтром 28. Скорость нагружени  крепи определ етс  регулируемым дросселем 29 и может при необходимости мен тьс . В случае проведени  испытаний в жестком режиме датчики силы 32 и перемещений 33 мен ют местами на вхо прибора,- а дл  шкал его мен ют масштабы .

Claims (1)

1. Формула изобретен и 

   Стенд дл  испытаний секций механизированной крепи, включающий нижнюю площадку, механизм поворота которой содержит шарнир, св занный посредст- вом рычагов с гидроцилиндром повороИ

   ми, рабочие полости которых сообп1ены с напорной магистралью, св занные между собой гидроцилиндром верхнюю площадку и верхнюю плиту, последн   из которых закреплена на штоках силовых гидроцилиндров, датчики силы и датчики деформаций элементов испытываемой крепи, отличающий- с   тем, что, С целью расширени  его функциональных возможностей путем обеспечени  циклических испытаний с имитацией различных законов распределени  нормальных и сдвигающих напр жений , св зь верхней плиты с верхней площадкой выполнена из стержней, установленных параллельно друг другу и шарнирно закрепленных одними концами ни нижней плоскости верхней плиты , а другими - на верхней площадке, и гидроцилиндров, закрепленных на верхних и нижних концах соседних стержней, при этом рабочие полости силовых гидроцилиндров сообщены с

   напорной магистралью посредством мультипликатора и электромагнитного гидрораспределител  с катушкой, подключенной к источнику тока посредством управл ющего реле, св занного с

   датчиками силы, установленными на одном из стержней, и датчиками деформации , а механизм поворота нижней площадки выполнен из цилиндрических шарниров с рычагом и балки с

   консольным рычагом свободный конец которого св зан с концом рычага цилиндрического шарнира гидроцилиндром поворота, имеющего рабочую штоковую полость, при этом балка установлена

   с возможностью поворота в вертикальной плоскости, параллельной оси цилиндрического шарнира, посредством гидроцилиндров подъема. I

   {PiLZ.2

   j

   LJ-4

   22 23

   2

   26

   25 27

   Фаг.Ч

   Перемещение

   О о о

   -5

   3i

   72

   V

   45

   F

   146

   s/

   ..-

   rHD40

   36

   Составитель В.Пономарева Редактор А.Ворович Техред А.Кравчук Корректор М.Шароши

   в-- --.-ивв.и--и---.-..р

   Заказ 5106/33 Тираж 452Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна j 4

   -Ф

   w

   -/Я.

   J

   (ра.6