SU1368705A1 - Method of determining strength of materials - Google Patents

Method of determining strength of materials Download PDF

Info

Publication number
SU1368705A1
SU1368705A1 SU864125271A SU4125271A SU1368705A1 SU 1368705 A1 SU1368705 A1 SU 1368705A1 SU 864125271 A SU864125271 A SU 864125271A SU 4125271 A SU4125271 A SU 4125271A SU 1368705 A1 SU1368705 A1 SU 1368705A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
tool
rotation
drive
strength
destruction
Prior art date
Application number
SU864125271A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Николаевич Жилин
Original Assignee
Ставропольский политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ставропольский политехнический институт filed Critical Ставропольский политехнический институт
Priority to SU864125271A priority Critical patent/SU1368705A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1368705A1 publication Critical patent/SU1368705A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к.горному делу. Цель изобретени  - повьшение точности определени  прочности и расширение диапазона исследуемых материалов . Разрушают материал путем вращени  и вибрации инстру:-1ента. Принимают отношение мощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращени  инструмента, установленное по минимуму энергии разрушени  исследуемого материала. Минимум энергии уста- .навливают автоматически за счет распределени  мощности первичным дифференциальным механизмом на равномерное вращение и привод возбудител  колебаний и суммировани  этих движений на рабочем инструменте. Равномерное и колебательное вращени  суммируютс  во вторичной планетарной ступени редуктора. Прочность материала опре,- дел ют по частоте вращени  инструмента или вала вибратора. Оптимальный режим динамического разрушени  определ етс  граничным значением времени контакта инструмента с забоем. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. с (ЛThe invention relates to a mining case. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the strength and expand the range of materials under study. Destroy the material by rotating and vibrating the tool: -1ent. A power ratio is adopted for the drive of the vibration of the instrument and for the drive of the rotation of the instrument, set according to the minimum energy of destruction of the material under study. The minimum energy is set automatically by distributing the power of the primary differential mechanism to a uniform rotation and drive of the oscillator and summing these motions on the working tool. The uniform and oscillatory rotations are summed in the secondary planetary gear stage. The strength of the material is determined by the frequency of rotation of the tool or the vibrator shaft. The optimal dynamic destruction mode is determined by the boundary value of the contact time of the tool with the face. 1 hp f-ly, 4 ill. with (L

Description

ооoo

С35 00C35 00

ч1P1

о елabout ate

Изобретение относитс  к горному делу и предназначено дл  определени  прочности горных пород, грунтов, строительных и сыпучих материалов.The invention relates to mining and is intended to determine the strength of rocks, soils, building materials, and bulk materials.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени  прочности и расширение диапазона исследуемых материалов.The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the strength and expand the range of materials under study.

На фиг. 1 представлена зависимость энергоемкости разрушени  от оборотов инструмента ; на фиг. 2 - зависимость удельного объема разрушени  от времени контактаJ на фиг. 3 - зависимость мощности привода от частоты ко- лебаний на фиг. 4 - зависимость между скоростью бурени  и мощностью привода .FIG. Figure 1 shows the dependence of the energy intensity of destruction on the tool revolutions; in fig. 2 shows the dependence of the specific destruction volume on the contact timeJ in FIG. 3 shows the dependence of the drive power on the oscillation frequency in FIG. 4 shows the relationship between drilling speed and drive power.

Способ определени  прочности материалов заключаетс  в разрушении материала путем вращени  и вибрации инструмента при отношении мощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращени  инструмента, устанавливаемом по минимуму энергии разрушени  исследуемого материала, ко- - торый устанавливаетс  автоматически за счет, например, распределени  мощности первичным дифференциальным механизмом на равномерное вращение и привод возбудител  колебаний и суммировани  этих движеншЧ ыа рабочем инструменте. Равномерное и колебательное вращени  суммируютс  во вторичной планетарной ступени редуктора Прочность материала определ ют по частоте вращени  инструмента или вал вибропривода.The method of determining the strength of materials is to destroy the material by rotating and vibrating the instrument with a ratio of powers to the drive of the instrument to vibration and to the drive of the instrument to set the minimum energy of destruction of the material under investigation, which is set automatically by, for example, power distribution by the primary differential mechanism. for uniform rotation and drive of the exciter of oscillations and summation of these moving tool tools. Uniform and oscillatory rotation are summarized in the secondary planetary gear stage. The strength of the material is determined by the frequency of rotation of the tool or the shaft of the vibrating drive.

Оптимальный режим динамического разрушени  определ етс  граничным значением времени контакта инструмента с забоем. Это врем  установлено экспериментально дл  различных пород (фиг. 1) и имеет  вно выраженньй минимум удельной энергоемкости разрушени  дл  различных осевых усилий. Врем  контакта инструмента с забоем дл  определенного вида разрушающего инструмента, в частности шарошки, пропорционально скорости вращени  става, так как здесь динамика процесса разрушени  определ етс  количеством штырей на рабочей поверхности, В доломитизированном известн ке граничное врем  контакта при осевой нагрузке , исключающей поверхностный характер разрушени  породы, составл ет 12 мс (точка В, фиг. 2), а при такой же нагрузке дл  гранита равнаThe optimal dynamic destruction mode is determined by the boundary value of the contact time of the tool with the face. This time has been established experimentally for various rocks (Fig. 1) and has a pronounced minimum specific energy intensity of destruction for various axial forces. The contact time of the tool with the bottom for a certain type of destructive tool, in particular a roller cutter, is proportional to the rotational speed of the rod, since here the dynamics of the destruction process is determined by the number of pins on the working surface. is 12 ms (point B, fig. 2), and with the same load for granite it is equal to

7-8 мс (точка А, фиг. 2). В первом случае граничное число соответствует 63 об/мин, во втором - 100 об/мин.7-8 ms (point A, fig. 2). In the first case, the boundary number corresponds to 63 rpm, in the second - 100 rpm.

Граничное врем  контакта инструмента с забоем определ ет оптимальные параметры импульсного воздействи  на материалы, импульсы возбудител  колебаний суммируютс  с равномерным вращением бурового става. Врем  контакта , определ емое из уравнени  движени , зависит от частоты колебанийThe boundary time of contact of the tool with the bottom determines the optimal parameters of the pulse effect on the materials, the pulses of the vibration exciter are summed with a uniform rotation of the drill rod. The contact time determined from the equation of motion depends on the frequency of oscillation.

- 4fK  - 4fK

где f - частота колебаний,where f is the oscillation frequency,

коэффициент времени контакта , завис щий от темпа роста скорости приложени  нагрузки в начале и конце пути одного импульса.contact time factor depending on the rate of growth of the rate of application of the load at the beginning and end of the path of a single pulse.

К/TO/

Уравнение контакта инструмента не .отражает полного процесса импульсного разрушени , так как в нем не участвует второй основной фактор колебаний - амплитуда колебаний. Но амплитуда колебаний в меньшей степениThe contact equation of the tool does not reflect the complete process of pulsed destruction, since it does not involve the second main factor of oscillations — the amplitude of oscillations. But the amplitude is less

определ ет оптимальные режимы воздействи  на материалы и в динамических возбудител х колебаний зависит от частоты (силы инерции. На фиг. 3 показаны зависимости скорости бурени - , потребл емой мощности возбуди- телем колебаний и вращателем от частоты колебаний в сравнении со скоростью обычного (Vo) и мощностью обычного (N) бурени .determines the optimal modes of action on materials and in dynamic exciters of oscillations depends on the frequency (inertia force. Fig. 3 shows the dependences of the drilling rate, the power consumed by the exciter of oscillations and the rotator on the oscillation frequency in comparison with the speed of ordinary (Vo) and the power of ordinary (N) drilling.

5five

00

5five

Мощность, потребл ема  на равномерное вращение бурового (Nj; става, имеет  вно выраженный минимум, а мощность привода возбудителей колебаний (N J возрастает практически пропорционально квадрату частоты колебаний.The power consumed by the uniform rotation of the drill (Nj; when set, has a pronounced minimum, and the drive power of the exciters (NJ increases almost in proportion to the square of the oscillation frequency).

Дл  пород различной крепости при частоте вращени  п 52 об/мин, ам- плитуде колебаний 2 мм частота колебаний f 28 Гц (фиг. 4), мощность обычного бурени  (N), мощность привода равномерного вращени  (Ng) измен ютс  значительно интенсивнее мощности привода импульсатора (Ми)Физико-механические свойства материалов определ ют минимум удельной энергоемкости разрушени  от интенсив-- ности динамических воздействий (фиг.1)For rocks of different strengths with a rotation frequency of 52 rpm, an oscillation amplitude of 2 mm, an oscillation frequency of f 28 Hz (Fig. 4), the power of conventional drilling (N), the drive power of uniform rotation (Ng) change much more intensely than the drive power pulsator (MI) The physicomechanical properties of materials determine the minimum specific energy intensity of destruction due to the intensity of dynamic effects (Fig. 1).

Врем  граничного значени  контакта инструмента с забоем дл  различных материалов различно (фиг. 2), мощности привода равномерного вращени  имеют минимум, согласующийс  с временем контакта инструмента с забоем, а мощность привода возбудител  колебаний возрастает с увеличением частоты колебаний (фиг. 3). Кроме того, обе эти мощности по различным законам измен ютс  в функции от крепости пород (фиг. 4).The time of contact of the tool with the bottom for different materials varies (Fig. 2), the drive power of uniform rotation has a minimum consistent with the time of contact of the tool with the face, and the drive power of the oscillator increases with the oscillation frequency (Fig. 3). In addition, both of these powers, according to different laws, vary as a function of the strength of the rocks (Fig. 4).

Таким образом, минимум энергоемкости динамического разрушени  стабилизирует число оборотов вала привода равномерного вращени  и за счет перераспределени  мощности в двух- поточном дифференциальном механизме обеспечивает определенную частоту вращени  вала вибропривода. Замер например , этой величины частоты вращени  определ ет прочность материала.Thus, the minimum of the energy intensity of the dynamic destruction stabilizes the rotational speed of the drive shaft of a uniform rotation and, due to the redistribution of power in a two-way differential mechanism, provides a certain frequency of rotation of the vibration drive shaft. Measurement, for example, of this magnitude of rotational frequency determines the strength of the material.

1313

368705 Ф о368705 F o

10ten

2020

Р 1.P 1.

мула .изобре. тени  Способ определени  прочности материалов , включающий разрушение материала инструментом и замер усилий разрушени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  прочности и расширени  диапазона исследуемых материалов, разрушение материала производ т путем вращени  и вибрации инструмента при соотношении мощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращени  инструмента, устанавл аемом по 15 минимуму энергии разрушени  исследуемого материала, а прочность последнего определ ют по частоте вращени  инструмента.Mula .Isobre. The method of determining the strength of materials, including the destruction of a material with a tool and measuring the forces of destruction, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the strength and expand the range of materials under study, the destruction of a material is performed by rotating and vibrating the tool when the ratio of power to the vibration of the tool and on the drive of rotation of the tool, installed by means of 15 to the minimum of the energy of destruction of the material under study, and the strength of the latter is determined by the frequency of rotation of the tool NTA.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что отношение мощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращени  инструмента устанавливаетс  с помощью дифференциального механизма.2. A method according to claim 1, characterized in that the ratio of powers to the drive of the vibration of the instrument and to the drive of rotation of the tool is established by means of a differential mechanism.

CMCM

N;HBTN; HBT

V, M/if Of сV, m / if of with

y,y,

I/Л//I / L //

/we / we

246в246v

/{pe/7ffcmi fTff ММ /7pffmaffb ff( / {pe / 7ffcmi fTff MM / 7pffmaffb ff (

фе/гЛfe / hl

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Способ определения прочности ма· териалов, включающий разрушение материала инструментом и замер усилий разрушения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения прочности и расширения диапазона исследуемых материалов, разрушение материала производят путем вращения и вибрации инструмента при соотношении мощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращения инструмента, устанавливаемом по1. A method for determining the strength of materials, including the destruction of the material by the tool and measuring the destruction forces, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the strength and expand the range of the materials under study, the destruction of the material is carried out by rotation and vibration of the tool with a ratio of power to drive the vibration of the tool and on the drive rotation of the tool installed on Таким образом, минимум энергоем- jg кости динамического разрушения стабилизирует число оборотов вала привода равномерного вращения и за счет перераспределения мощности в двухпоточном дифференциальном механизме 20 обеспечивает определенную частоту вращения вала вибропривода. Замер например, этой величины частоты враще дшнимуму энергии разрушения исследуемого материала, а прочность последнего определяют по частоте вращения инструмента.Thus, the minimum energy-jg of the dynamic fracture bone stabilizes the number of revolutions of the drive shaft of uniform rotation and, due to the redistribution of power in the dual-flow differential mechanism 20, provides a certain frequency of rotation of the shaft of the vibrodrive. For example, measuring this frequency value in front of the minimum destruction energy of the material under study, and the strength of the latter is determined by the frequency of rotation of the tool. 2. Способ по п. 1 , о т л и чающийся тем, что отношение мощностей на привод вибрации инстру мента и на привод вращения инструмента устанавливается с помощью диффения определяет прочность материала. ренциального механизма.2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of powers to the tool vibration drive and to the tool rotation drive is established by diffusion and determines the strength of the material. potential mechanism. Фие. ΖFie. Ζ
SU864125271A 1986-07-10 1986-07-10 Method of determining strength of materials SU1368705A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864125271A SU1368705A1 (en) 1986-07-10 1986-07-10 Method of determining strength of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864125271A SU1368705A1 (en) 1986-07-10 1986-07-10 Method of determining strength of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1368705A1 true SU1368705A1 (en) 1988-01-23

Family

ID=21259487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864125271A SU1368705A1 (en) 1986-07-10 1986-07-10 Method of determining strength of materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1368705A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2584410C1 (en) * 2014-12-09 2016-05-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method of generating torsional vibrations

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 806855, кл. Е 21 В 49/00, 1979. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2584410C1 (en) * 2014-12-09 2016-05-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method of generating torsional vibrations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB1200805A (en) Method and apparatus utilizing sonic energy for cutting hard material such as rock formations
RU2501608C2 (en) Vibratory mill
SU1368705A1 (en) Method of determining strength of materials
Takano et al. Excitation of a progressive wave in a lossy ultrasonic transmission line and an application to a powder-feeding device
US4023628A (en) Drilling device utilizing sonic resonant torsional rectifier
GB2049033A (en) Vibratory devices
RU94042931A (en) Drilling device
US3633877A (en) Inductive cavitator
RU180678U1 (en) Two-mass resonant vibrating screen
SU1467000A1 (en) Method of vibroconveying a disk-like object
US4073353A (en) Sonic large bore earth auger
SU740299A1 (en) Unbalance-type vibrator
SU683814A1 (en) Pulsed vibration exciter
WO2006093434A1 (en) Vibration exciting method and device for carrying out said method
RU2040966C1 (en) Vibrating conical crusher
SU638371A1 (en) Concentration table
JPS5945053B2 (en) Compound vibration oscillator
SU982822A1 (en) Mechanic oscillation excitation method
SU866103A1 (en) Method of driving screw piles into soil
SU1099216A1 (en) Method of rotor balancing
RU1810272C (en) Vibration treatment method
RU2180283C1 (en) Method of dressing abrasive grinding wheel
RU96115085A (en) METHOD OF SEISMIC MICRO-ZONING
SU974801A1 (en) Vibration tamper
SU763004A1 (en) Method of driving ultrasonic oscillation system