SU1504564A1 - Установка дл испытани образцов горных пород в услови х трехосного сжати - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытани м материалов , в частности, к установкам дл  испытани  образцов горных пород в услови х трехосного сжати . Цель изобретени  - приближение условий испытани  к забойным за счет циклического изменени  осевой и боковой нагрузок с одновременным циклическим пригружением отдельных участков боковой поверхности образца повышенным давлением рабочей среды. Установка содержит основание 1, механизм возвратно-поступательного перемещени  в виде эксцентрика 2 с рамкой 20, св занного с приводом вращени  3, гидроцилиндр 4, два поршн  5, 6, силовую пружину 7, захваты 8 дл  образца 9. Поршни 5, 6 выполнены с отверсти ми 13 и клапанами 14, 15 одностороннего действи . На выходе отверстий установлены патрубки 16. Регулирование соотношени  между осевой и боковой нагрузками обеспечиваетс  съемным штоком 18 и сменной заглушкой 19. При движении штока 21 вниз пружина 7 сжимаетс , создава  осевое нагружение образца 9, объем полости 12 уменьшаетс , рабоча  среда перетекает под давлением по патрубкам 16 в полость 10 к образцу, создава  его пригружение. Избыточное давление в полости 10 вызывает перетекание рабочей среды через клапаны 14 в полость 11. Вход штока 21 в гидроцилиндр 4 повышает в нем давление рабочей среды, что приводит к росту бокового обжати  образца 9. 1 ил.

Description

1

(21)4383174/25-28

(22)23.02.88

(46) 30.08.89. Бюл. № 32

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела

(72)Е.В. Лодус (53) 620.173(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР И 1343290, кп. G 01 N 3/32, 1986.

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД В УСЛОВИЯХ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

(57) Изобретение относитс  к испытани м материалов, в частности к установкам дл  испытани  образцов горных пород в услови х трехос ного сжати . Цель изобретени  - приближение условий испытани  к забойным за счет циклического изменени  осевой и боковой

Ю

2J

(Л

ел

СЛ

а

3150

нагрузок с одновременным циклическим пригружеиием отдельных участков боковой поверхности образца повышенным давлением рабочей среды. Установка содержит основание 1, механизм возвратно-поступательного перемещени  в виде эксцентрика 2 с рамкой 20, св занного с приводом вращени  3, гидроцилиндр 4, два поршн  5, 6, силовую пру сину 7, захваты 8 дл  образца 9. Поршни 5, 6 вьшолнены с отверсти ми 13 и клапанами 14, 15 одностороннего действи . Па выходе отверстий уста- новлены патрубки 16. Регулирование соотношени  между осевой и боковой

Изобретение относитс  киспытани м материалов, в частностик установкам дл  испытани  образцовв услови х трехосного сжати .

Цель изобретени  - приближение условий испытани  к забойным путем цик лического изменени  осевой и боковой нагрузок с одновременным циклическим пригружением отдельных участков боковой поверхности образца повьш1енным давлением рабочей среды.

На чертеже представлена схема установки , общий вид.

Установка основание 1, эксцентрик 2 механизма возвратно-поступательного перемещени , св занный с приводом 3, гидроцилиндр 4, два поршн  5, 6, силовую пружину 7, захваты 8 дл  образца 9, размещенные в межпоршневой полости 10, котора  сообщаетс  с подпоршневыми полост ми 11, 12 цилиндра через отверстие 13. Установка снабжена клапанами 14, 15 одностороннего действи  и патрубками 16, размещенными в межпоршневой полости 10, которые одними концами закреплены на поршн х 5, 6 на выходе отверстий 13, а на других концах имеют сопла 17, предназначенные дл  подачи рабочей среды к образцу 9.

дл  регулировани  соотношени  между осевой и боковой нагрузками установка снабжена съемным штоком 18, установленным на поршне 6, и сменной заглушкой 19. Механизм возвратно- поступательного перемещени  вьтол- нен в виде эксцентрика 2 с рамкой 20. Гидроцилиндр 4 неподвижно закреплен на основании 1.

нагрузками обеспечиваетс  съемным штоком 18 и сменной заглушкой 19.При движении штока 21 вниз пружина 7 сжимаетс , создава  осевое нагружени образца 9, объем полости 12 уменьшаетс , рабоча  среда перетекает под давлением по патрубкам 16 в полость 10 к образцу, создава  его пригруже- ние. Избыточное давление в полости 10 вызывает перетекание рабочей сред через клапаны 14 в полость 11. Вход штока 21 в гидроцилиндр 4 повьш1ает в нем давление рабочей среды, что приводит к росту бокового обжати  образца 9. 1 ил.

0

5 0

0

5

Установка работает следующим образом .

Включают привод 3. Вращение эксцентрика 2 посредством рамки 20 сообщает штоку 21 возвратно-поступательные перемещени .

При движении штока 21 вниз (по чертежу) пружина 7 сжим аетс , и на образце 9 создаетс  нарастающа  сжимающа  осева  нагрузка. Объем полости 12 при этом уменьшаетс , что приводит к возрастанию давлени  жидкости в полости 12 и к перетеканию ее под давлением через отверсти  13 в поршне 6 и по патрубкам 16 в полость 10 к участкам поверхности образца, к которым подведены сопла патрубков. Избыточное давление в полости 10 приводит к перетеканию жидкости в полость 11 через клапаны 14 и отверсти  в поршне 5. Вход штока 21 в гидроцилиндр 4 уменьшает его рабочий объем и повьш1ает давление рабочей среды в гидроцилиндре,что приводит к росту бокового обжати  образца 9. Одновременно шток 18 покидает гидроцилиндр , поэтому интенсивность роста общего давлени  в гидроцилиндре определ етс  соотношением площадей поперечных сечений штоков 18 и 21: интенсивность нарастани  боковой нагрузки с ростом осевой нагрузки тем выше, чем больше отношение площади поперечного сечени  штока 21 к площади штока 18. Таким образом, при движении штока 21 вниз получают осевое и боковое сжатие образца с дополнительным боковым обжатием отдельных участков его поверхности. При обратном движении штока 21 усилие на пружине 7 (осевое усилие на

образец) уменьшаетс , общее давление в гидроцилизщре и боковое давление на образце также падают, а за счет уменьшени  объема полости 11 в ней образуетс  избыточное давление.и жидкость через отверсти  в поршне 5

и по соответствующим патрубкам 16 поступает к участкам поверхности образца 9. Избыточное давление сбрасы- ваетс  по клапанам 15 в полость 12. Таким образом, за один цикл нагруже- ни  осевой и боковой нагрузками получают двухкратное нагружение участков поверхности образца избыточным давле нием рабочей среды.

Claims (1)

1. Величина избыточного давлени  увеличиваетс  с ростом частоты нагруже- ний, с уменьшением рабочих сечений патрубков и их количества. Соотношение между осевой и боковой нагрузками регулируетс  подбором жесткости пружины 7 и соотношением поперечных сечений штоков 18, 21. Число участков обработки поверхности образца, их расположение по высоте образца и по периметру регулируетс  количество и расположением патрубков. Вид твердой фазы и ее количество в рабочей жидкости выбираютс  в соответствии с составом рабочей жидкости в забое. В ходе опыта регистрируют главные нап- р жени  и деформации образца и давление и деформации на обрабатьшае- мых участках поверхности, а также регистрируют характер разрушени  образца . По результатам испытаний определ ют энергозатраты на разрушение и характеристики процесса деформации и разрушени . Формула изобретени 

   Установка дл  испытани  образцов горных пород в услови х трехосного

   0

   5

   5

   0

   5

   0

   сжати J содержаща  основание, закрепленные на основании привод, механизм возвратно-поступательного перемещени , св занный с приводом, гидроцилиндр, корпус которого имеет крышКу. с центральным отверстием, установленные в корпусе гидроцилинд- ра два поршн , силовую пружину, одним концом закрепленную на одном из поршней, другой поршень имеет шток, проход щий через отверстие в крьшже, конец которого соединен с механизмом возвратно-поступательного перемещени , и пару захватов дл  образца,св занных с соответствующими поршн ми и размещенных в корпусе ме оду ними, отличающа с  тем, что, с целью приближени  условий испытани  к забойным путем циклического изменени  осевой и боковой нагрузок с одновременным циклическим прлгружением отдельных участков боковой поверхности образца повьшзенным давлением рабочей среды, она снабжена вторым штоком заглушкой с осевым отверстием, клапанами одностороннего действи  и патрубками , корпус гидроцилиндра выполнен в виде стакана с центральным отверстием в дне, в котором установлена заглушка, второй шток установлен coociro силовой пружине, одним концом соединен с поршнем и проходит через осевое отверстие заглушки, силова  пружина другим концом закреплена на дне стакана, клапаны установлены на поршн х, в которых выполнены сообщающие межпоршневую полость с под- поршневыми отверсти , на выходе которых одними концами закреплены патрубки, имеющие на других концах сопла, предназначенные дл  подачи рабочей среды к образцу.