SU1476345A1 - Прибор дл испытани горных пород при объемном напр женном состо нии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано в горном деле при исследовании прочностых и деформационных свойств горных пород. Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение точности испытаний. Прибор содержит цилиндрический корпус 1 с уплотнительным кольцом 2. В корпусе 1 размещен динамометр в виде нагрузочного цилиндра /НЦ/ 3. Один торец последнего закреплен между уплотнительным кольцом 2 и корпусом 1, а на другом жестко закреплен захват 4 дл  испытываемого образца 5. В средней части НЦ 3 между торцами захватов 4 и 6 закреплены силоизмерительные элементы 8. Внутри НЦ 3 установлен с возможностью осевого перемещени  второй захват 6 дл  образца 5. Захват 6 соединен со штоком 7, проход щим через уплотнительное кольцо 2. Прибор содержит механизм реверсировани  нагрузки /МРН/. Последний выполнен в виде сферической п ты 9, смонтированной на свободном торце штока 7, установленного на п те 9 регулировочного болта 10 с упорной гайкой /УГ/ 11, и двух нагрузочных рычагов 12 и 13. Рычаги 12 и 13 шарнирно закреплены на уплотнительном кольце 2. Одни концы рычагов 12 и 13 соединены с п той 9, а другие предназначены дл  взаимодействи  с УГ 11. Дл  испытани  образца 5 на сжатие при боковом давлении поднимают УГ 11 вверх и исключают МРН из работы. Боковое давление Р₂ на образец 6 создаетс  через канал 15 в корпусе 1. Осевое давление Р₁ на образец 5 создаетс  нагрузкой на болт 10, передаваемой через п ту 9 и шток 7 до момента разрушени  образца 5. Нагрузку на образец 5 фиксируют посредством элементов 8. Дл  испытани  образца 5 на раст жение при боковом давлении ввод т в работу МРН. Дл  этого УГ 11 отпускают вниз до контакта с опорными элементами 14, установленными на концах рычагов 12 и 13. При этом нагрузка от болта 10 передаетс  через УГ 11 и рычаги 12, 13 на п ту 9, котора  через шток 7 сообщает образцу 5 раст гивающее нагружение. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к физико-механическим испытани м горных пород в лабораторных услови х, а именно к исследованию прочностных и деформационных свойств горных пород при различных видах напр женного состо ни .

Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение точности испытаний.

На чертеже представлена схема прибора дл  испытани  горных пород при объемном напр женном состо нии.

Прибор содержит цилиндрический корпус 1 с установленным в нем уплотнитель- ным кольцом 2. Внутри корпуса 1 размещен динамометр, выполненный в виде нагрузочного цилиндра 3, один торец которого закреплен между уплотнительным кольцом 2 и корпусом 1, а на другом его торце жестко закреплен захват 4 дл  испытываемого образца 5. В нагрузочном цилиндре 3 установлен с возможностью осевого перемещени  второй захват 6 дл  испытываемого образца 5, соединенный со штоком 7, проход щим через уплотнительное кольцо 2. В средней части нагрузочного цилиндра 3 между торцами захватов 4 и 6 закреплены силоизмерительные элементы 8. Прибор содержит также механизм реверсировани  нагрузки , выполненный в виде сферической п ты 9, смонтированной на свободном торце штока 7, установленного на сферической п те 9 регулировочного болта 10 с упорной гайкой 11, и двух нагрузочных рычагов 12 и 13, шарнирно закрепленных на уплотнительном кольце 2 и соединенных между собой пружинами (не показаны). Одни концы нагрузочных рычагов 12 и 13 соединены со сферической п той 9, а другие предназначены дл  взаимодействи  с упорной гайкой 11 через установленные на них опорные элементы 14. В корпусе 1 выполнен канал 15, а в нагрузочном цилиндре 3 - окна 16 и 17, служащие дл  создани  бокового давлени  на образец 5 от насосной станции (не показана).

Прибор работает следующим образом.

Перед испытани ми осуществл ют монтаж образца 5. Дл  этого устанавливают образец 5 породы в захват 4, соединенный с цилиндром 3, и центрируют его известными

методами (элементы центровки не показаны ). Затем производ т заливку цементирующего материала 18 (сплава Вуда) в зазор между образцом 5 и захватом 4. После

остывани  сплава Вуда в нагрузочный цилиндр 3 ввод т второй захват 6 со штоком 7 до контакта торца образца 5 с опорной поверхностью захвата 6. Переворачивают цилиндр 3 и производ т заливку цеП ментирующего материала 18 в зазор между образцом 5 и захватом 6.

После остывани  сплава Вуда цилиндр 3 с образцом 5, захватами 4 и 6 и штоком 7 помещают в корпус 1. Закрепл ют цилиндр 3 в корпусе 1, зажав его уплотнительным коль5 Дом 2, которое вворачивают в корпус 1. Затем на свободном торце штока 7 устанавливают механизм реверсировани  нагрузки , после чего прибор подготовлен к испытани м .

Дл  испытани  образца 5 на сжатие

0 при боковом давлении вращением упорной гайки 11 поднимают ее и исключают механизм реверсировани  нагрузки из работы (при этом осуществл етс  контакт между нижней плоскостью регулировочного бол5 та 10 и верхней плоскостью сферической п ты 9). Боковое давление 2 на образец 5 создаетс  насосом (не показан) через канал 15. Конструктивные особенности прибора (применение нагрузочного цилиндра 3, закрепленного в корпусе 1 и снабженного

0 захватами 4 и 6, и использование штока 7 с диаметром, равным диаметру образца 5) исключают по вление напр жений сжати  или раст жени  по оси образца 5. Осевое давление PI на образец 5 создаетс  с помощью пресса (не показан).

5 Нагрузка на образец 5 (осева ) фиксируетс  по показани м тензостанции (не показана), к которой подключаютс  наклеенные на нагрузочный цилиндр 3 силоизмерительные элементы 8 (тензорезисторы). Так как при таком измерении нагрузок

0

исключаютс  потери на -трение на показани  динамометра (роль динамометра выполн ет нагрузочный цилиндр 3 с наклеенными силоизмерительными элементами 8), неизбежные в том случае, когда динамометр установлен за пределами образца,

точность измерени  нагрузок повышаетс  и не зависит от трени  штока 7 в уплотни- тельном кольце 2.

Испытани  провод т по известным схемам с поддержанием бокового давлени  2 посто нным и с увеличением осевого давлени  PI до разрушени  образца 5 с измерением деформации последнего в процессе испытани  (на образец 5 при этом монтируютс  измерители деформации, на чертеже не показаны).

Дл  испытани  образца 5 на раст жение при боковом давлении вращением упорной гайки 11 опускают ее до контакта с опорными элементами 14. При этом обеспе10

жуточных звеньев от динамометра до образца исключает погрешность измерени , св занную с трением, что повышает точность испытаний.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   . Прибор дл  испытани  горных пород при объемном напр женном состо нии, содер жащий цилиндрический корпус, установленное в нем уплотнительное кольцо, размещенные в корпусе захваты дл  испытываемого об разца, один из которых соединен с корпусом, шток, проход щий через уплотнительное кольцо и соединенный с вторым захватом,

   чивают рабочий зазор (3-5мм) между верх- $ механизм реверсировани  нагрузки и динаней плоскостью сферической п ты 9 и нижней плоскостью регулировочного болта 10. Боковое давление на образец осуществл етс  так же, как и при предыдущем испытании . При сжатии прибора на прессе намометр с силоизмерительными элементами, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции,механизм реверсировани  нагрузки выполнен в виде сферической п ты , смонтированной на свободном торце

   грузка сжати  реверсируетс  в нагрузку рас- 20 штока, установленного на сферической п те регулировочного болта с упорной гайкой , и двух нагрузочных рычагов, шарнир- но закрепленных на уплотнительном кольце так, что одни концы соединены со сфет жени  (применительно к образцу 5) через механизм реверсировани  нагрузки: опорна  плита пресса (не показана) - регулировочный болт 10 - упорна  гайдл  взаимодействи  с упорной гайкой.
2. 2. Прибор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности испытаний, динамометр выполнен в виде размещенного в корпусе нагрузочного цилиндра, один тока 11- нагрузочные рычаги 12 и 13 - сфери- рической п той, а другие предназначены ческа  п та 9 - шток 7 - образец 5. Нагруз- - --------ка на образец 5 фиксируетс  по изменени м сопротивлени  силоизмерительных элементов 8 на нагрузочном цилиндре 3 (при сжатии образца 5 стенки цилиндра 3 испытывают деформации раст жени , при рас- 30 Рец. которого закреплен между уплотнитель- т жении образца 5 стенки цилиндра 3 испытывают деформацию сжати ).

   Таким образом, данный прибор дл  испытани  горных пород при объемном напр женном состо нии имеет более простую конструкцию механизма реверсировани , что упрощает испытани , а отсутствие променым кольцом и корпусом, а на другом торце жестко закреплен захват, при этом захват, соединенный со штоком, установлен в нагрузочном цилиндре с возможностью осевого перемещени , а силоизмерительные эле- 35 менты закреплены в средней части нагрузочного цилиндра между торцами захватов.

   жуточных звеньев от динамометра до образца исключает погрешность измерени , св занную с трением, что повышает точность испытаний.

   Формула изобретени 

   . Прибор дл  испытани  горных пород при объемном напр женном состо нии, содер жащий цилиндрический корпус, установленное в нем уплотнительное кольцо, размещенные в корпусе захваты дл  испытываемого об разца, один из которых соединен с корпусом, шток, проход щий через уплотнительное кольцо и соединенный с вторым захватом,

   мометр с силоизмерительными элементами, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции,механизм реверсировани  нагрузки выполнен в виде сферической п ты , смонтированной на свободном торце

   штока, установленного на сферической п те регулировочного болта с упорной гайкой , и двух нагрузочных рычагов, шарнир- но закрепленных на уплотнительном кольце так, что одни концы соединены со сфедл  взаимодействи  с упорной гайкой. 2. Прибор по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности испытаний, динамометр выполнен в виде размещенного в корпусе нагрузочного цилиндра, один торической п той, а другие предназначены - --------Рец . которого закреплен между уплотнитель-

   Рец. которого закреплен между уплотнитель-

   ным кольцом и корпусом, а на другом торце жестко закреплен захват, при этом захват, соединенный со штоком, установлен в нагрузочном цилиндре с возможностью осевого перемещени , а силоизмерительные эле- менты закреплены в средней части нагрузочного цилиндра между торцами захватов.