SU1453230A1 - Установка дл прочностных испытаний группы образцов материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цель изобретени  - приближение условий испытани  к забойным путем обеспечени  силового и деформационного взаимодействи  при объемном напр женном состо нии испытуемых образцов. На основании 1

Description

1

Изобретение относитс  к испытательной технике, в частности к установкам дп  прочностных испытаний образцов материалов, преимущественно горных

пород.

Цель изобретени  - приближение условий испытани  к забойным пут ем обеспечени  силового и деформационного взаимодействи  при объемном напр женном состо нии испытуемых образцов .

На чертеже показана схема установки дл  прочностных испытаний группы образцов материалов.

Устанорка содержит основание 1, размещенные на нем гидроцилиндры 2- 4 по числу испытуемых образцов с поршн ми 5 и штоками 6, имеющими резьбовые участки 7 и хвостовики 8, захваты 9 и К) дл  группы испытуемых образцов 11-13, размещенные в под- поршневых, полост х гидроцилиндров 2- 4, напорную 14 и сливную 15 магистрали , сообщенные с подпоршневыми полост ми гидроциливдров 2-4, и средство нагружени , выполненное в виде установленного на основании 1 привода 16 вращени  с регулируемым крут щим моментом и зубчатых колес 17-19, установленных на хвостовиках 8 штоков гидроцилиндров 2-4 и кинематически св занных с приводом 16 вращени .

5

0

5

30

На внутренних поверхност х гидт роцилиндров 2-4 выполнены резьбовые участки 20, сопр женные с резьбовыми участками 7 штоков 6. Последние соединены с поршн ми 5 через опорные подшипники 21, а на хвостовиках 8 штоков 6 выполнены канавки 22 дл  шпонок 23, что обеспечивает вращение и осевое перемещение штоков 6.

Поршни 5 в гидроцилиндрах 2-4 взаимодействуют с захватами 9.

Установка работает следующим образом .

Через напорную магистраль 14 заполн ют подпоршневые полости гидроцилиндров 2-4 рабочей жидкостью и создают начальное давление в соответствии с распределением боковой нагрузки в зоне забо о Включают привод 16 и устанавливают заданный крут щий момент. При вращении зубчатых колес 17-19 штоки 6 вращаютс  и перемещаютс  внутрь полостей гидроцилиндров 2-4 вместе с поршн ми 5. Происходит осевое деформирование образцов 11-13 и повышение давлени  жидкости в под- поршневых полост х гидрощшиндров 2-4 благодар  перемещени м поршней 5 в замкнутый объем подпоршневых полостей . Происходит рост суммарного крут щего момента, противодействующего моменту на приводе 16. Наступа 1

ет момент, когда крут гше моменты уравновес т друг друга и деформирование образцов 11-13 прекращаетс . Каждый из образцов 11-13 находитс  при неизменном индивидуальном напр женном состо нии и неизменной осевой деформации, и это положение соответствует состо нию пород вблизи забо  под установившемс  опорным дав- лением без перемещени  забо .

При перемеп1ении зоны повышенного горного давлени  или при перемещении забо  это состо ние нарущаетс , отдельные элементы разгружаютс  от бо- кового давлени  частично или полностью , остсшьные элементы в св зи с этим пригружаютс . Дл  воспроизведени  этого производ т сброс бокового давлени  в одном из гидроцилиндров 2-4, открыт дл  этого соответствующий вентиль магистрали 15 слива. При сбросе давлени  на одном из гидроцилиндров 2-4 уменьшаетс  сопротивление трени  в резьбовом соединении штока 6 и данного гидроцилиндра, уменьшаетс  крут щий момент на данно штоке 6 и суммарный крут щий момент на группе штоков 6 гидроцилиндров 2-4. Момент привода 16 вращени  ста- ноБитс  большим момента сопротивлени  штоков 6, последние дополнительно поворачиваютс  и перемещаютс  внутрь гидроцилиндров 2-4, пригружа  остальные образцы осевой и боковой нагрузками и деформиру  их в-осевом направлении. Осевое пригружение и рост боковой нагрузки испытывает и образец, установленный в гидроцилиндре , где осуществл етс  сброс давле- ни .

Подрастание осевой и боковой нагрузок и деформаций идет до увеличени  суммарного момента на штоках 6 до величины крут щего момента привода 16, а затем положение вновь становитс  неизменным, но уже при новом распределении нагрузок и деформаций на образцах 11-13. Действу  таким образом , производ т перераспределение нагрузок,осевых и боковых, и осевых деформаций на образцах 11-13 в соответствии с изменени ми напр жений и деформаций в забойной зоне. Измен ют скорости перераспределени , величины нагрузок, боковых давлений, .пор док сброса нагрузок и величины сбрасываемых нагрузок и вс кий раз регистрируют энергоемкость разрушени  всех

образцов 11-13 в группе. В результате определ ют услови  , обеспечивающие наименьшую энергоемкость разрушени  дл  добычного забо , и услови , обеспечивающие наибольшую устойчивость пород, н которых размещены горные выработки.

Соотношением диаметров зубчатых колес 17-19 и шагом резьб на штоках 6 подбирают соотношени  скоростей деформировани  образцов 11-13 в осевом направлении и соотношени  суммарных осевых и боковой) нагрузок на образцах . Число образцов подбирают в соот- ветст йии с числом характерных зон нар женных участков массива в районе забо , работу которого изучают.

Изобретение позвол ет проводить исследование работы группы образцов под нагрузкой в услови х, соответствующих забойньш по виду напр женного состо ни  (объемное напр женное состо ние ), и по характеру инициировани  перераспределени  (путем изменени - боковой нагрузки). Это позвол ет определ ть работу частичного деформировани  и работу разрушени  группы образцов при различных услови х взаимодействи  и на основании этих определений находить услови  дл  обеспечени  наибольшей устойчивости или наименьшей энергоемкости разрушени  в зависимости от назначени  забо  и требований к породам, взаимодействие которых исследуют о

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Установка дл  прочностных испытаний группы образцов материалов, содержаща  основание, размещенные на нем гидроцилиндры по числу испытуемых образцов с поршн ми и штоками, имеющими резьбовые участки, захваты, дл  испытуемых образцов, св занные с поршн ми гидроцилиндров, напорную и сливную магистрали, св занные с полост ми гидроцилиндров, и средство нагружени , отличающа с  тем, что, с целью приближени  условий испытани  к забойным путем обеспечени  силового и деформационного взаимодействи  при объемном напр женном состо нии испытуемых образцов, средство нагружени  выполнено в виде установленного на основании привода вращени  с регулируемым крут щим моментом и зубчатых колес, установленных на

   51453230

   штоках гидроцнлиндров и кинематичес-участками штоков, захваты установлеки св занных с приводом вращени ,ны в подпоршневЫх полост х гидроципри этом на внутренних поверхност хлиндров, а штоки установлены с возгидроцилиндров выполнены резьбовыеможностью вращени  и осевого перемеучастки , сопр женные с резьбовыьосщени .