SU1476346A1 - Установка дл испытани образцов горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей установки путем обеспечени  циклического ударного сжати  образца осевой и боковой нагрузками с последующим осевым пригружением. Вне полости корпуса 1 расположена испытательна  камера, выполненна  в виде коаксиально расположенных сильфонов /С/ 2,3, заполненных рабочими средами 4,5. На верхнем торце С 3 закреплены захват 6 дл  образца 7 и приспособление 8 дл  разъемного соединени  торцов С 2,3, на нижнем - наковальн  9. В полости корпуса 1 установлен поршень 10, св занный с приводом 11 нагружени , а подпоршнева  полость корпуса 1 сообщена с полостью С 2. При включении привода 11 и перемещении вверх поршн  10 происходит повышение давлени  среды 4 и деформаци  С 2,3. При максимальном раст жении С 2,3 приспособлением 8 разъедин ют их торцы и за счет упругого восстановлени  С 3 происходит удар образца 7 о наковальню 9. Одновременно происходит ударное боковое обжатие образца 7 за счет повышени  давлени  среды 5 в С 3. При обратном ходе поршн  10 торец С 2 воздействует на торец С 3 и происходит пригружение образца 7 осевым усилием. Приспособлением 8 соедин ют С 2,3, и цикл повтор етс . 1 ил.

Description

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для испытания образцов горных пород при циклическом ударном нагружении.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения циклического ударного сжатия образца осевой и боковой нагрузками с последующим осевым пригружением.

На чертеже показана схема установки для испытания образцов горных пород.

Установка содержит цилиндрический корпус 1, размещенную вне его полости испытательную камеру, выполненную в виде двух коаксиально расположенных сильфонов 2 и 3, заполненных соответственно рабочими средами 4 и 5, захват 6 для испытуемого образца 7, соединенный с верхним торцом внутреннего сильфона 3, приспособление 8 для разъемного соединения торцов сильфонов 2 и 3, выполненное в виде электромагнитной катушки, навитой на торце сильфона 3 и взаимодействующей с торцом сильфона 2, наковальню 9, закрепленную на противоположном относительно захвата 6 торце сильфона 3, поршень 10, установленный в полости корпуса 1, и привод 11 нагружения, связанный посредством шатуна 12 с поршнем.

Подпоршневая полость корпуса 1 заполнена рабочей средой и сообщена через отверстие 13 с полостью сильфона 2. В качестве заполняющей полость сильфона 2 рабочей среды 4 используется жидкость, а среды 5, заполняющей полость сильфона 3, — газ, например метан. Для размещения образца 7 и заполнения сильфонов 2 и 3 в их торцах установлены пробки 14. Ударник 15, предназначенный для размещения на торце образца 7, является измерителем ударной и статической нагрузок.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 11 и посредством шатуна 12 осуществляют циклические перемещения поршня 10. При движении поршня 10 вверх (по чертежу) жидкость из подпоршневой полости корпуса 1 через отверстие 13 поступает в полость сильфона 2 и деформирует его растяжением. Вместе с сильфоном 2 растяжением деформируется и сильфон 3, поскольку присобление 8 соединяет торцы сильфонов 2 и 3. При наибольшем растяжении сильфонов 2 и 3 электромагнитная катушка приспособления 8 обесточивается и торцы сильфонов 2 и 3 разъединяются. Происходит упругое восстановление сильфона 3 ударом ударника 15 о наковальню 9. При этом происходит осевое ударное нагружение образца 7 и его боковое обжатие газом 5 за счет уменьше ния объема полости сильфона 3. Одновременно частично упруго восстанавливается сильфон 2 за счет уменьшения объема, занимаемого в нем сильфоном 3, но между верхними торцами сильфонов 2 и 3 остается зазор, заполненный жидкостью 4. При обратном движении шатуна 12 поршень 10 перемещается вниз (по чертежу), жидкость 4 покидает полость сильфона 2, который восстанавливается и своим торцом воздействует на торец сильфона 3, пригружая образец 7 осевым усилием. После этого вновь подается ток в электромагнитную катушку, верхние торцы сильфонов 2 и 3 соединяются, и при обратном ходе шатуна 12 цикл нагружения образца 7 повторяется. После определенного числа циклов определяют газонасыщенность образца 7 и производят другие наблюдения. Продолжение эксперимента проводят при новом начальном давлении газа в сильфоне 3, что дает новое соотношение осевой и боковой ударной нагрузок (при большем начальном давлении газа отношение боковой нагрузки к осевой возрастает), и при новом начальном уровне заполнения сильфона 2, что дает новую предельную деформацию растяжения сильфонов 2 и 3 с новой силой удара.

Изобретение позволяет выполнять сложные циклы нагружения, состоящие из ударного объемного обжатия в осевом и боковом направлениях и осевой пригрузки. Испытания при таких циклах позволяют исследовать на горных породах не только особенности механизма деформирования и разрушения вообще, но и решать конкретные задачи по газо- и влагонасыщению пород при ударно-статических нагрузках.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Установка для испытания образцов горных пород, содержащая цилиндрический корпус, испытательную камеру, выполненную в виде двух коаксиально расположенных сильфонов, заполненных рабочей средой, захват для образца, соединенный с одним из торцов внутреннего сильфона, и привод нагружения, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения циклического ударного сжатия образца осевой и боковой нагрузками с последующим осевым пригружением, она снабжена приспособлением для разъемного соединения торцов внутреннего и наружного сильфонов, наковальней, закрепленной на втором торце внутреннего сильфона, и поршнем, размещенным в корпусе и связанным с приводом нагружения, при этом сильфоны размещены вне корпуса, а его подпоршневая полость сообщена с полостью наружного сильфона.