Установка для физико-механических испытаний материалов

 

Изобретение касается испытания материалов, в частности горных пород, на прочность под действием неравномерно распределенной по длине образ-, да 3 нагрузки. Цель - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения постоянства нагрузок при развитии деформации ползучести на участках нагружения образца 3. Установка содержит корпус (К) 1 и кольцевые захваты 2, закрепленные на боковой поверхности образца 3. На К 1 установлен привод 4 враУ у w ооо / х о ««м ..... .,... frrt t -: +t- ), ., Л- - - У У7 - -У iy- - 1- .--V-- -i- : -+- tт (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21).3971725/22-03 (22) 28.10.85 (46) 23.04.87. Бюл. Р 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620,172(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (- 1226784, кл. G О! N 3/08, 1984. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ФИЗИКΠ†МЕХАНИЧЕ

КИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ (д1) 4 G 01 N 3/08//Е 21 С 39/00 (57) Изобретение касается испытания материалов, в частности горных пород, на прочность под действием неравномерно распределенной по длине образца 3 нагрузки. Цель — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения постоянства нагрузок при развитии деформации пол зучести на участках нагружения образца 3. Установка содержит корпус (К) 1 и кольцевые захваты 2, закрепленные на боковой поверхности образца 3. На К 1 установлен привод 4 вра1305561 щения, связанный через втулку 6 со средством осевого перемещения захватов 2; выполненным в виде направляющих стержней 5,. Установленных параллельно общей оси захватов 2. На стержнях 5, соединенных с захватами

2,. установлены червячные винты 7, сцепленные с червячными колесами (ЧК) 8, размещенными на К 1. Для каждого ЧК 8 имеются тормозные приспособления, выполненные в виде диска, связанного с ЧК 8, и колодки 9, установленной над диском. Дпя переИзобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов материалов, в частности горных пород, на прочность под действием неравномерно распределенной по длине образца нагрузки и исследованию физико-механических свойств образцов под нагрузкой.

Цель изобретения — расширение тех- о нологических возмойностей установки путем обеспечения постоянства нагрузок при развитии деформации ползучести на участках нагружения образца.

На чертеже показана установка для физико-механических испытаний материалов.

Установка содержит корпус 1, кольцевые захваты 2, закрепляемые на боковой поверхности образца 3 испытуемого материала, привод 4 вращения, установленный на корпусе 1, средство осевого перемещения кольцевых захва- тов 2, выполненное в виде направляющих стержней 5, установленных параллельно общей оси захватов 2 с воэможностью вращения вокруг этой оси и связанных через втулку 6 с приводом

4 вращения, червячных винтов 7, установленных на направляющих стержнях 5 -30 с возможностью осевого перемещения и соединенных с захватами 2, червячных колес .8, установленных на корпусе, с воэможностью вращения и сцепленных с червячными винтами 7, и тор- 35 мозных приспособлений для каждого червячного колеса 8. мещения колодки 9 имеется винт 10, между которым и колодкой 9 размещена пружина 1!. Включают привод 4, который передает вращение через стержни 5 винтам 7 и ЧК 8 ° Для нагружения образца 3 создают сопротивление вращению ЧК 8, величина которого определяется трением между дисками и .колодками 9. Регулируя степень сжатия пружин 11 с помощью винтов 10, получают неравномерное распределение нагрузки по участку образца.3.

I э.п. ф-лы, ил.

Каждое иэ тормозных приспособлений выполнено в виде диска (не показан}, соединенного с червячным колесом 8, колодки 9, установленной над диском с возможностью перемещения,винта 10 для перемещения колодки 9 и пружины 11, размещенной между винтом 10 и колодкой 9;

Для центровки червячных винтов 7 служат дополнительные червячные колеса 12, установленные .на корпусе 1..

Установка снабжена буровым приспособлением 13 и другими средствами (не показаны).для воздействия и наблюдения за образцом 3 испытуемого материала.

Установка работает .следующим образом.

Испытуемый образец 3 закрепляют в захватах 2, которые соединяют с червячными винтами 7. При работе установки включают привод 4 вращения и не выключают его до окончания наблюдений эа образцом 3. Вращение втулки 6 посредством направляющих стержней 5 сообщается червячным винтам 7 вращение последних приводит к вращению червячных колес 8. При отсутствии сопротивления вращению колес 8 червячные винты 7 не имеют осевого . перемещения, захваты 2 неподвижны в осевом направлении и вращаются вместе с образцом 3, не создавая нагрузки на нем. Для нагружения образца 3 с помощью тормозного приспособления создают сопротивление вращению каждого отдельного колеса 8 ° Для этого

1305561 4 грузки на одном или нескольких участе- ках образца 3 производят дополнительа- иое деформирование пружин 11.. Таким образом, обеспечивается длительное поддержание неравномерно распределенных нагрузок при развитии деформаций образцов.

ВНИИПИ Заказ 1421/40 Тираж 777

Подписное

Произв."полигр. пр-тие,. r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ,вращают винт 10 и приводят в сопри косновение колодки 9 с дисками, со диненными с соответствующими колес ми 8. Сила трения, возникающая меж ду колодкой 9 и диском, создает.со противление вращению колес 8.. При появлении сопротивления вращению червячные винты 7 вынуждены при своем вращении преодолевать это сопротивление и при этом стремятся пере- 10 мещаться вдоль направляющих стержней 5. Это стремление выражается в создании на образце 3 осевых нагрузок, величины которых различны на каждом червячном колесе .8 и опреде- 15 ляются величинами сопротивления вращению червячных колес 8. Величины сопротивления вращению червячных колес 8 определяются силой трения между дисками и колодками 9 и регулиру- 20 ются величиной деформации пружин 11.

Индивидуально регулируя степень сжатия каждой пружины 11 с помощью винтов 10, получают неравномерное распределение нагрузки по участкам образца 3, После достижения заданных нагрузок вращение втулки 6 с червячными винтами 7 и образцом 3 продолжается с прежней скоростью, образец 3 находится при действии постоянных 30 неравномерно распределенных по длине нагрузках. С помощью бурового приспособления 13 производят обследование образца 3, например бурят шпур и замеряют энергозатраты при . 35 прохождении участков с различными уровнями нагрузки„ а затем наблюдают за деформацией стенок шпура на различных участках его длины. С течением времени в образце 3 развивают- 40 ся деформации ползучести, приводящие к взаимным перемещениям червячных винтов 7 Однако осевые перемещения червячных винтов 7 не приводят к изменению создаваемых ими уси- 45 лий на образце 3, так как усилия.попрежнему зависят только от сопротивления вращению червячных колес 8, которые со временем не меняются.

При необходимости изменить уровни на"50

Формула изобретения

1. Установка для физико-механических испытаний материалов, содержащая корпус, кольцевые захваты, предназначенные для закрепления на боковой поверхности образца испытуемого материала по числу участков нагружения, средства осевого перемещения кольцевых захватов и привод вращения, установленный на корпусе, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспе-. чения постоянства нагрузок при развитии деформации ползучести на участках нагружения образца, средство осевого перемещения кольцевых захватов выполнено в виде направляющих стержней, установленных параллельно общей оси захватов с возможностью совместного вращения относительно этой оси и соединенных с приводом вращения, червячных винтов, установленных на направляющих стержнях с возможностью осевого перемещения и имеющих осевые отверстия, в которых закреплены кольцевые захваты, червячных колес, установленных на корпусе с возможностью вращения и соединенных с червячными винтами, и тормозных при-. способлений для каждого червячного колеса.

2. Установка по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что каждое из тормозных приспособлений выполнено в виде диска, соединенного с червячным колесом, колодки, установленной над диском с возможностью перемещения, винта для перемещения колодки и пружины, размещенной между винтом ,и колодкой.