SU1493925A1

SU1493925A1 - Centrifugal installation for testing specimens

Info

Publication number: SU1493925A1
Application number: SU874330982A
Authority: SU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
Priority date: 1987-11-18
Filing date: 1987-11-18
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к испытательной технике, к установкам дл испытани образцов на прочность при сложном ударном нагружении. Целью изобретени вл етс расширение технологических возможностей путем обеспечени испытаний образца не только осевой, но и объемной ударной нагрузкой с последующей разгрузкой перед ударным разрушением. Установка содержит направл ющую 4 с приводом вращени вокруг оси вала 2, гидроцилиндр 5 со штоком 8, на котором размещены захват 6 с образцом 7, инерционный груз 11 с узлом 12 фиксации, источник 9 рабочей среды. Дл ударного бокового обжати образца с последующим ударным разрушением при сбросе бокового обжати установка снабжена стопором 13 фиксатора гидроцилиндра и упором 14, а груз 11 выполнен в виде плавающего поршн . При срабатывании узла 12 фиксации после раскручивани направл ющей груз 11 смещаетс в направлении образца и сжимает среду, заполн ющую полость гидроцилиндра. При срабатывании стопора 13 фиксатора цилиндр перемещаетс вдоль штока 8, давление среды падает и в конце движени цилиндра упор 14 разрушает образец. Дл создани начальной нагрузки на образце используют дополнительный груз 15. Используют при испытани х выбросоопасных пород в лабораторных услови х. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to test equipment, to installations for testing specimens for strength under complex impact loading. The aim of the invention is the expansion of technological capabilities by providing test samples not only axial, but also volumetric shock load, followed by unloading before impact destruction. The installation includes a guide 4 with a rotation drive around the axis of the shaft 2, a hydraulic cylinder 5 with a rod 8, on which a gripper 6 with a sample 7 is placed, an inertial load 11 with a fixing unit 12, a source 9 of the working medium. For impact lateral reduction of the sample with subsequent impact destruction when lateral reduction is effected, the installation is equipped with a stopper 13 of the cylinder clamp and an emphasis 14, and the load 11 is designed as a floating piston. When the fixing unit 12 is triggered after the unwinding of the guide, the load 11 is displaced in the direction of the sample and compresses the medium filling the cavity of the hydraulic cylinder. When the latch 13 of the latch is triggered, the cylinder moves along the rod 8, the pressure of the medium drops and, at the end of the cylinder movement, the stop 14 destroys the sample. To create the initial load on the sample, an additional load 15 is used. It is used in testing outburst rocks under laboratory conditions. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов на прочность.The invention relates to testing equipment, and in particular to installations for testing samples of materials for strength.

Цель изобретения —- расширение технологических возможностей путем обеспечения испытаний образца не только осевой, но и объемной ударной нагрузкой с выдержкой во времени и последующей разгрузкой перед ударным разрушением.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by providing testing of the specimen not only axial, but also with volumetric shock loading with time exposure and subsequent unloading before impact failure.

На чертеже представлена схема установки.The drawing shows the installation diagram.

Установка содержит корпус I, установленный в нем вал 2 с приводом 3 вращения, направляющую 4, жестко закрепленную на вал\ 2 перпендикулярно его оси. гидроцилиндр 5, ось которого параллельна направляющей 4, захват 6 для образца 7, закрепленный на штоке 8 гидроцилиндра, источние 9 рабочей среды, сообщенный с полостью гидроцилиндра посредством крана 10, инерционный груз 11, установленный с возможностью перемещения вдоль направляющей, и узел 12 фиксации инерционного груза. Установка снабжена стопором 13 для фиксации гидроцилиндра 5 на направляющей 4, и регулируемым упором 14, установленным в гидроцилиндре 5 на противоположном от штока 8 торце. Узел 12 фиксации инерционного груза I 1 размешен на упоре 14. Груз 1 I выполнен в виде плавающего поршня. Шток 8 закреплен на направляющей 4. Гидроцилиндр 5 установлен с возможностью перемещения вдоль направляющей 4. Установка снабжена также вторым инерционным грузом 15. установленным в полости гидроцилиндра 5. Узел фиксации гидроцилиндра выполнен в виде подпружиненного стопора 13 и электромагнита 16, взаимодействующего со стопором. Узел 12 фиксации труда 11 выполнен в виде электромагнита, взаимодействующего с грузом. В качестве рабочей среды при испытании горных пород используют метан или другой газ, запыленный воздух и т. II.The installation comprises a housing I, a shaft 2 mounted therein with a rotation drive 3, a guide 4 fixed to the shaft \ 2 perpendicular to its axis. a hydraulic cylinder 5, the axis of which is parallel to the guide 4, a gripper 6 for the sample 7, mounted on the rod 8 of the hydraulic cylinder, the source 9 of the working medium in communication with the cavity of the hydraulic cylinder by means of a crane 10, an inertial load 11 mounted for movement along the guide, and an inertial fixing unit 12 cargo. The installation is equipped with a stopper 13 for fixing the hydraulic cylinder 5 on the guide 4, and an adjustable emphasis 14 mounted in the hydraulic cylinder 5 on the opposite end of the rod 8. The node 12 for fixing the inertial load I 1 is placed on the stop 14. The load 1 I is made in the form of a floating piston. The rod 8 is mounted on the guide 4. The hydraulic cylinder 5 is mounted to move along the guide 4. The installation is also equipped with a second inertial load 15. installed in the cavity of the hydraulic cylinder 5. The fixing unit of the hydraulic cylinder is made in the form of a spring-loaded stopper 13 and an electromagnet 16 interacting with the stopper. The node 12 of the fixation of labor 11 is made in the form of an electromagnet interacting with the load. When testing rocks, methane or another gas, dusty air, etc. II are used as a working medium.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Открывают кран К) и заполняют полость гидроцилиндра 5 рабочей среды без давления, предварительно отрегулировав объем полости вращения винта упора 14. Закрывают кран 10 и приводом 3 раскручивают вал 2 с направляющей 4 до скорости вращения, при которой груз 15 создает на образце 7 начальную осевую нагрузку заданной величины. Узлом 12 фиксации освобождают гр\з 11, для чего обесточивают электромагнитную катушку фиксатора. Груз 1 I перемещается в направлении груза 15, рабочий объем полости гидроцилиндра уменьшается, и происходит боковое обжатие образца 7 рабочей средой. Возникающее противодавление среды тормозит движение груза 11 и останавливает его при контакте с грузом 15. При необходимости вес груза подбирают с возможностью ударного осевого пригружения образна. После торможения груза 1 1 образец находится заданное время под дейсетвием постоянной боковой и постоянной осевой нагрузок. Подают ток в катушку электромагнита 16 и притягивают к нему стопор 13 фиксатора положения гидроцилиндра 5. Под действием центробежного усилия гидроцилиндр 5 перемещается вдоль штока 8, объем рабочей полости его увеличивается, и происходит спад боковой нагрузки на образце при прежнем уровне осевой нагрузки. В конце движения гидроцилиндра упор 14 производит осевое пригружение образна до разрушения в ударном режиме. Результаты разрушения и диаграммы нагружения осевыми и боковой нагрузками фиксируются.Open the crane K) and fill the cavity of the hydraulic cylinder 5 of the working medium without pressure, having previously adjusted the volume of the cavity of rotation of the stop screw 14. Close the crane 10 and drive 3 to untwist the shaft 2 with the guide 4 to a speed of rotation at which the load 15 creates an initial axial load on the sample 7 given value. Node 12 fixation release s / c 11, for which de-energize the electromagnetic coil of the latch. The load 1 I moves in the direction of the load 15, the working volume of the cavity of the hydraulic cylinder decreases, and the side compression of the sample 7 by the working medium occurs. The resulting backpressure of the medium slows down the movement of the load 11 and stops it in contact with the load 15. If necessary, the weight of the load is selected with the possibility of axial impact loading figuratively. After braking the load 1 1 the sample is at a predetermined time under the action of constant lateral and constant axial loads. The current is supplied to the coil of the electromagnet 16 and the stopper 13 of the position lock of the hydraulic cylinder 5 is attracted to it. Under the action of centrifugal force, the hydraulic cylinder 5 moves along the rod 8, the volume of its working cavity increases, and the lateral load on the specimen drops at the same level of axial load. At the end of the movement of the hydraulic cylinder, the emphasis 14 produces an axial loading figuratively before breaking in shock mode. Fracture results and loading diagrams of axial and lateral loads are recorded.

Испытания проводятся при различных осевых нагрузках (регулируют весом груза 15 и скоростью вращения вала привода), при различных боковых нагрузках (регулируют начальный объем рабочей полости цилиндра. начальным давлением среды), при различной интенсивности и величине спада боковой нагрузки (регулируют подбором соотношения диаметров поршня и полости цилиндра), при различных скоростях ударных нагружений (регулируют скоростью вращения вала привода, весом грузов), при различных выдержках образца под различными видами нагрузки и при различных рабочих средах.The tests are carried out at various axial loads (regulate the weight of the load 15 and the rotational speed of the drive shaft), at different lateral loads (regulate the initial volume of the working cavity of the cylinder, the initial pressure of the medium), at different intensities and the magnitude of the drop in lateral load (regulate the selection of the ratio of piston diameters and cavity of the cylinder), at different speeds of shock loading (they are regulated by the speed of rotation of the drive shaft, the weight of the cargo), at different shutter speeds of the sample under different types of load and at different working environments.

Установка позволяет имитировать порядок воздействия реальных нагрузок на элементы массинп горных пород в выбросоопасной загазованной зоне. Резх.тьтаты испытаний мог\г быть использованы при прогнозе характера разрушения и расчетах объемов разрешения при внезапных выбросах и горных ударах на шахга.х и рудниках, при прогнозе вероятности этих явлений, при разработке способов борьбы с ними, а также при исследовании влияния путей нагружения материалов на их деформативные и прочностные свойства при ударном характере изменения на грузки.The installation allows you to simulate the order of the effect of real loads on the elements of rock mass in the outburst hazardous gas-polluted zone. The test results could be used to predict the nature of destruction and to calculate the resolution for sudden outbursts and rock blows at the mine and mines, to predict the likelihood of these phenomena, to develop ways to deal with them, and also to study the effect of loading paths materials on their deforming and strength properties in the impact nature of the change in load.

Установка предназначена для испытания образцов горных пород и других материалов в лабораторных условиях.The installation is intended for testing samples of rocks and other materials in laboratory conditions.

Claims

Fore.k //. Inventions

1. A centrifugal installation for testing samples, containing a casing, a shaft mounted on it with a rotation drive, a guide rigidly mounted on the shaft perpendicular to its axis, a hydraulic cylinder whose axis is parallel to the guide, a sample gripper mounted on the hydraulic cylinder rod, a working medium source connected to the cavity of the hydraulic cylinder by means of a crane, an inertial load installed with the possibility of movement along the guide, and an inertial load fixation unit, characterized in that, with the aim of expanding the functional possibilities by providing testing of the specimen not only axial, but also by volumetric shock loading with time holding and subsequent unloading before impact failure, it is equipped with a fixing unit 5 of the hydraulic cylinder body on the guide and an adjustable stop installed inside the hydraulic cylinder, the inertial load fixing unit is fixed on the stop , the inertial load is made in the form of a floating piston, the hydraulic cylinder rod is rigidly fixed on the guide, and its body is mounted with the possibility of movement along it.

2. Installation according to π. 1, characterized in that, in order to create an initial axial load on the sample, it is provided with a second inertial load installed in the cavity of the hydraulic cylinder.