Установка для ударных испытаний материалов

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности ударного разрушения сжатием образца, испытуемого материала, предварительно деформируемого ударньм растяжением и боковым обжатием. Для этого уста

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9I@ (1l) 1 4 (q1) q G 01 N 3/30, Е 21 С 39/OO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ВС 1":

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l)3.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4156969/22-03 (22) 02.12.86 (46) 07.11.88. Вюл. 9 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Подус (53) 620.178.31(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1293546, кл. G О1 N 3/30, 1985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения— расширение технологических возможностей путем обеспечения возможности ударного разрушения сжатием образца, испытуемого материала, предварительно деформируемого ударным растяжением и боковым обжатием. Для этого уста1436001 нонка имеет два плунжера (H) 8 и 10, источник 17 газа с запорным краном

16, двухступенчатый .цилиндр 4. П 8 меньшего диаметра — включает ограничитель хода 9. В меньыей полости 5 цилиндра 4 установлен П 8 и в ней выполнен канал 14 для связи с атмосферой, Полость 6 цилиндра 4 большего диаметра соединена с источником 1?, Установка имеет захваты 11 и 12 для образца 13 испытуемого материала, заИзобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для ударных испытаний образцов материалов, преимущественно горных пород, Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности ударно"

ro разрушения сжатием образца испытуемого материала, предварительно дефор-10 мированного ударным растяжением и боковым обжатием.

На чертеже представлена схема установки для ударных испытаний материалов, 15

Установка содержит основание 1,, смонтированные на нем наковальню 2 и вертикальные направляющие 3 с установленным в них сбрасываемым грузом, выполненным в виде двухступенчатого цилиндра 4 с полостью 5 меньшего диаметра и полостью б большего диаметра. На вертикальных направляющих 3 закреплен механизм 7 подъема и фикса- 25 ции сбрасываемого груза. В полости 5 меньшего диаметра установлен плунжер

8 с ограничителем 9 хода,а в полости(6 большего диаметра — плунжер 10, один из торцов которого обращен н сторону 30 наковальни 2. На обращенньгх друг к другу торцах плунжеров 8 и 10 закреплены соответственно захваты 11 и 12 для образца 13 испытуемого материала, В полости 5 меньшего диаметра для свя" зи с атмосферой выполнен канал 14, в котором установлена заглушка 15, а полость 6 большего диаметра соединена через запорный кран 16 с источником крепленные на обращенных друг к другу торцах П 8 и 10, В канале 14 установлена заглушка 15, а в П 8 выполнен канал 18 для соединения полостей

5 и 6. Давление на торцы образца 13 создается П 8 и 10, а на боковую его поверхность — газом. Оба эти режима используются, когда разрушение массива в динамическом режиме происходит после резких приращений давления газае I 31па флыу I иле

17 газа, закрепленным на вертикаль= ных направляющих 3, В плунжере 8 малого диаметра ныполнен канал 18 с заглушкой 19, соединяющий полость 5 малого диаметра с полостью 6 большего диаметра.

Установка работает следующим о6разом, Для выполнения испытаний н режиме, ударного разрушения сжатием образца

13 испытуемого материала, предварительно деформированного ударным pac— тяжением с боконым ударным обжатием газовой средой, вывертывают заглушку

15 из канала 14 связи полости 5 с атмосферой и завертывают заглушку 19 канала 18, Через кран 16 заполняют голость 6 большего диаметра газом из источника 17, закрывают кран 16 и отсоединяют источник 17 от цилиндра 4.

Приводят в действие механизм 7 подъема и фиксации груза и сбрасывают цилиндр 4. При соударепии плунжера 10 с наковальней 2 плунжер 10 вдвигается в полость 6 цилиндра 4 и перемещает образец 13 с захватами 11 и 12 и плунжером 8 относительно цилиндра 4. При этом в полости 6 возникает давление заполняющего ее га-а и создается боковое обжатие образца 13 газовой средой. Дацлением газа плунжер 8 выталкивается н направлении движения и создается растягивающая нагрузка на образце 13, К моменту касания ограничителем 9 хода торца полости б боковое обжатие и растягивающая нагрузка на образце 13 имеют максимальные

25

35

14350 значения, В момент срабатывания ограничителя 9 хода плунжер 8 прекращает движение и происходит разрушение образца 13 энергией падающего цилинд5 ра 4, продолжающего перемещение относительно плунжера 10, Для выполнения испытаний в режиме ударного разрушения сжатием образца 13, предварительно деформиро- . Ip ванного ударным всесторонним обжатием газовой средой, завертывают заглушку 15 и отвертывают заглушку 19, В остальном работа установки аналогична работе по предыдущему режиму, !5

При перемещении плунжера 10 относительно цилиндра 4 в полостях 6 и 5 создается равное давление газовой среды, создающее всестороннее обжатие образца 13. После срабатывания ограничителя 9 хода образец 13 разрушается окончательно сжимающей ударной нагрузкой, Изменяя положение ограничителя 9 хода на плунжере 8, изменяют длину хода плунжера 8 до осевого разрушения образца 13 сжатием и изменяют тем самым величины предварительного растягивающего и обжимающего усилий: с ростом хода плунжера 8 укаэанные усилия возрастают. При выполнении первого режима торцы образца 13 зажаты в захватах 11 и 12 и боковому обжатию газом подвергаются только боковые поверхности образца 13. Для доступа газа к торцовым поверхностям образца 13 в захватах 11 и 12 высверливают отверстия, а образец 13 в захватах 11 и 12 зажимают по части боковой поверхности. При работе во втором режиме образец 13 в захватах

1 и 12 не за.жмают, захваты 11 и 12 лишь центрируют полоз;ение образца 13, поэтому обжатие образца 13 газом может быть всесторонним -;an открытых торцах образца или боковым при закрытых торцах образца,, когда давление, на торцы образца создается плунжерами 8 и 10> а на боковую поверхность образца — газом, l

В исходном положении плунжеры 8 и

10 в цилиндре 4 удерживаются трением их уплотнительных колец 20 и 21 о стенки цилиндра 4. Силу удара регулируют высотой сброса,:::л-; ндра 4, так же, как п скорость нагружения,Для повышения мощности установки используют дополнитгл ные грузы (не пока01 заны), прикрепляемые к гидроцилиндру 4.

Технические преимущества предлагаемой установки состоят в следующем, Установка имеет более широкие технологические возможности, чем известные установки ударного нагружения сбрасываемым грузом, Так, установка обеспечивает испытание при двух новых для этих установок режимах — ударного разрушения сжатием после предварительного ударного нагружения растяжением H боковым обжатием и ударного разрушения после предварительного всестороннего обжатия, причем обжатие выполняется в газовой среде без применения установок для создания газовога давления, Оба эти режима имеют большой практический интерес в проблеме борьбы с горными ударами и внезапными выбросами, когда разрушение массива в динамическом режиме происходит после резких. приращений давления газа, Формула изобретения

1. Установка для ударных испытаний материалов, содержащая основание

7 смонтированные на нем наковальню и вертикальные направляющие с установленным в них сбрасываемым грузом в виде цилиндра с плунжером, один иэ торцов которого обращен в сторону наковальни, захваты для образца испытуемого материала и мехanèçì подъема и фиксации сбрасываемого груза, закрепленный на вертикальных направляющих, отличающая с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения возможности ударного оазрушения сжатием образца испытуемого материала, предварительно деформированного ударным растяжением и боковым обжатием, она снабжена дополнительньм плунжером меньшего диаметра с ограничителем хода и источником газа с запорным краном, при этом цилиндр выполнен двухступенчать1, а дополнительный плунжер установлен в его полости меньшего диаметра, в которой выполнен канал для связи с атмосфе-. рой, полость цилиндра большего диаметра соединена с источником газа, а эах5 1436001 6 ваты для образца испытуемого материа- заглушкой, установленной в канале ла закреплены на обращенных друг к связи полости меньшего диаметра цидругу торцах плунжеров. линдра с атмосферой, а в плунжере

2. Установка по п.1, о т л и ч a- меньшего диаметра выполнен канал для ю щ а я с я тем, что она снабжена соЕдинения полостей цилиндра, Составитель Л.Климов

Редактор Н.Тупица Техред.N.Nopt ентал, Корректор С,Шекмар

Заказ 5639/42 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4