SU1357772A1 - Установка дл испытани образцов горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цель изобретени  - приближение условий испытани  образцов к реаль- ны.м услови м работы горных пород под нагрузкой путем осуществлени  перехода от нагружени  сжатием к нагружению изгибом. Дл  этого на основании 1 параллельно друг другу установлены распределители 4 и 5 давлени , симметричные относительно образца З.В гидроцилиндрах (ГЦ) распределителей 4 и 5 расположены механиз- .мы 6 и 7 дл  послойного нагружени  образца и уплотнительные втулки 12 с возможностью осевого перемещени  но одной на каждое отверстие 11. На основании 1 размещено приспособление 9 дл  защемлени  образца 3. Захваты 2 выполнены в виде опорных площадок. Механизмы 6 и 7 дл  послойного нагружени  образца 2 выполнены в виде наборов ГЦ, штоки 19 которых соединены с захватами 2, а полости сообщены с соответствующими отверсти ми 11 и с источником 8 давлени . Подщтоковые полости ГЦ распределителей 4 и 5 заполнены рабочей жидкостью и сообщены посредством вентилей 13 и 14 со сливом. Гидроцилиндры механизмов 6 и 7 установлены попарно соосно друг другу. Их рабочие сечени  подобраны в соответствии с заданным распределением сжимающей нагрузки . Установка обеспечивает испытание образца послойным сжимающим нагруже- ппем. При открытых вентил х 13 и 14 в ГЦ механизмов 6 и 7 поочередно поступает дополнительное давление. Попарно противосто щие ГЦ механизмов 6 и 7 создают равные приращени  сжимающих нагрузок, разрушающих послойно образец 3. 1 ил: se (Л со ел o

Description

Изобретение относитс  к технике испытаний различных материалов, в частности к установкам дл  испытани  на прочность образцов горных пород.

Цель изобретени  - приближение yc. ip- вий испытани  образцов к реальным услови м работы горных пород под нагрузкой путем осуществлени  перехода от на- гружени  сжатием к нагружению изгибом.

На чертеже представлена схе.ма установки дл  испытани  образцов горных пород.

Установка содержит основание 1, захваты 2, выполненные в виде опорных площадок дл  нагруженн  испытуемого образца 3 горной породы, распределители 4 и 5 давлени , закрепленные на основании па- ра, 1. 1ельно друг другу и симметрично относительно образца 3, механизмы 6 и 7 дл  нослойного пагружени  образца 3, источник 8 давлени  и приспособление 9 в виде клиновых пар дл  защемлени  образца 3, установленное на основании .Каждый из распределителей 4 и 5 давлени  выполнен в виде гидроцилиндра с плаваю- гцим пор1ннем 10 и отверсти ми 11 в кор- иусе по числу слоев нагружени  образца 3 и унлотнительны.ч втулок 12 по одной иа отверстие 11, установленных в подпорщневой по, 1ости гидроцилиндра с возможностью осе- Boi o перемещени . Подпорщневые полости распределителей 4 и 5 давлени  заполнены рабочей жидкостью и соединены посредством вентилей 13 и 14 со сливом, а надпоршневые полости соединены через вентили 15 и 16 и аккумул торы 17 дав- леии  с источником 8 давлени .

Механизмы 6 и 7 дл  послойного пагружени  образца 3 вынолнены в виде наборов гидроцилиндров,закрепленных на гпд- роцилиндрах распредел11те, 1ей 4 и 5 дав- . 1ени  посредством ириспособлений 18, позвол ющих мен ть местами гидроцилиндры механизмов 6 и 7 в соответствии с заданным раснределением нагрузки на поверхности образца 3. В соответствии с заданным распределением нагрузки гидроцилннд- ры механизмов 6 и 7 имеют различные площади рабочих сечений. Штоки 19 гидроцилиндров механизмов 6 и 7 соединены с захватами 2, а подщтоковые полости этих гидроцилиндров сообщены с соответствующими отверсти ми I 1 гидроцилиндров раснрс- делителей 4 и 5 давлени  и с источником 8 дав.лени  через вентили 20 и 21.

Установка работает следующим образом.

Включают источник 8 давлени  и запасают жидкость под давлением в аккумул торах 17. Через вентиль 20 и вентили 21 от источника 8 давлени  посредством гидроцилиндров механизмов 6 и 7 нагружают образец 3 сжимающим усилием, распределенным по длине образца 3 в соответствии с нлощад ми, рабочих сечений этих гидроцилиндров. При заполненных под- поршневых полост х гидроцилиндров распре5

делителей 4 и 5 и закрытых вентил х 13 и 14 подают давление в надпоршневые полости этих гидроцилиндров. Величины давлений в гидроцилиндрах распределителей 4 и 5 иодбираютс  в соответствии с заданным направление.м деформировани  образца 3 изгибом. Так, если большее давление содаетс  в гидроцилиндре распределител  4, то деформирование образца 3 изгибом будет осуществл тьс  по направлению к гидроцилиндру распределител  5. Величинами давлени  в гидроцилиндрах распределителей 4 и 5 определ етс  также послойна  пригрузка образца 3 во врем  деформировани  изгибом. Если величины давлений в гидроцилиндрах распределителей 4 и 5 превышают давление в .гидроцилиндрах механизмов 6 и 7, то при изгибе образца 3 изгибае.мые слои будут дополнительно пригружатьс  сжимающей нагрузкой .

0 При меньще.м давлении в гидроцилиндрах распределителей 4 и 5 по сравнению с давлением в гидроци.чиндрах механиз.мов 6 и 7 во врем  изгиба изгибаемые слои будут разгружатьс  от сжимающей нагрузки . Закрывают вентили 21 и открывают

5 вентили 13 и 14. Жидкость из подпорщне- вых полостей гидроци.линдров распределителей 4 и 5 поступает на слив и поршни 10 перемещаютс  под действием давлени  жидкости в надпоршневой полости вдо,пь осей гидроцилиндров распределителей 4 и 5, поочередно смещают уплотни- тельные втулки 12 и открывают отверсти  11 дл  доступа жидкости в гидроцилиндры механизмов 6 и 7. При смещении очередной пары втулок 12 в нротиво- сто наие гидроцилиндры механизмов 6 и 7 поступает дополнительное дав.тение, привод щее к дополнительному сжатию образца 3 или снижению сжимающей нагрузки, если нодводимое давление соответственно больше или меньше давлени  в этих гидроцилинд0 pax. Разность давлений на двух противосто щих гидроцилиндрах .механизмов 7 создает изгибающую дефор.мацию образца 3 иа участке длины, контролируемо.м данной нарой гидроцилиндров. Происходит изгиб данного сло  образца 3. При ностепен ном перемещении поршней 10 осуществл етс  послойный изгиб образца 3 с разрушением слоев. Скорость послойного разрущени  задаетс  скоростью перемещени  норщией 10 в распределител х 4 и 5 давлени .

, Установка обеспечивает испытание образца послойным сжимающим нагружением. Дл  этого в аккумул торах 17 запасаетс  жпдкость равного давлени , превышающего давление в гидроцмлиндрах механизмов 6 и 7. При открытых вентил х 13

5 и 14 в гидроцилиндры механизмов 6 и 7 поочередно поступает дополните, 1ьное давление , попарно противосто щие гидроцилиндры механизмов 6 и 7 создают равные приращени  сжимающих нагрузок, разрушающих послойно образец 3.

Таким образом, в соответствии с реальной моделируемой ситуацией производитс  послойное деформирование образца 3 изгибом или сжатием по типу деформировани  горных пород в натуре, например в шахтных услови х в зоне очистного забо  при переходе от действи  сжимающих нагрузок к изгибающим деформаци м послойно от одного вида воздействи  к другому .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Установка дл  испытани  образцов горных пород, содержаща  основание, захваты дл  образца, первый механизм дл  послой- ного нагружени  образца, св занный с захватами , первый распределитель давлени , установленный на основании и выполненный в виде гидроцилиндра с плавающим поршнем и отверсти ми в корпусе по числу слоев нагружени , соедин ющими под- поршневую полость гидроцилиндра с механизмом дл  послойного нагружени  образца , и источник давлени , соединенный с подноршневой полостью гидроцилиндра распределител  давлени , отличающа с  тем, что, с целью приближени  условий испытани  образцов к реальным услови м рабо

   0

   0

   5

   ты горных пород под нагрузкой 1утем осупхествлени  перехода от нагружени  сжатием к нагружению изгибом, она снабжена вторым раснреде.штелем дав. 1ени , установленным на основании иарал.ю.чьно первому расиредел1ггелю давлени  и симметрично относительно образца, вторым механизмом дл  послойного нагрулчени  образца , уплотнительными втулками, установленными с возможностью осевого перемещени  в гидроцилиндрах обоих распределителей давлени  по одной д, 1  каждого отверсти , и приспособлением дл  зап емле- ни  конца образца, установ,1енным на оснований , захваты выполнены в виде опорных площадок, а механизмы дл  послойного нагруженн  образца выполнены в виде наборов гидроци.чиндров, щтоки которых соединены с захватами, а полости соединены с соответствующим отверсти ми гидроцилиндров распределителей давлени  и с ис- точиико.м давлени , при этом подн1токовые полости гидроцилиндров распределителей давлени  заполнены рабочей жидкостью и соединены посредством вентилей со сливом, гидроцилиндры механизмов дл  послойного нагружени  образца установлены попарно соосно, а их рабочие сечени  подобраны в соответствии с заданным распреде. 1ен11ем сжимаюихей иагрузк15.