Установка для исследования энергообмена при совместном нагружении образцов материалов

 

Изобретение относится к технике испытания образцов материалов .преимущественно горных пород. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения работы упругого восстановления совместно деформируемых образцов . В раме размещен нагружающий . механизм, включающий червячное колесо (к), винт, взаимодействующий с ним, упругий элемент, контактирующий с торцом винта, инерционный измерительньш диск (д) 14, установленный соосно К и кинематически с ним связанный разъемной муфтой, и измеритель 21. Захваты 6, 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхности Д 14. Захваты 3, 5 соединены с рамой, а соответствующие им захваты 2, 4 для сжатия образца 8 и растяжения образца 9 вьшолнены с торцовыми поверхностями , предназначенными, для взаимодействия с противоположными концами образца 10. Вращением винта сжимают упругий элемент и закручивают К и связанный с ним Д 14. При этом происходит деформирование образцов 8-10. При достижении заданного уровня на- . Ш грузок Д 14 отделяют посредством муфты от К. Под действием упругой энергии , накопленной на образцах 8-10, Д 14 приходит во вращение, параметры которого пропорциональны работе упру- 3 гого восстановления и фиксируются измерителем 21. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1441

А1.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4205838/22-03 (22) 06.03 ° 87 (46) 30.11.88. Бюл. Р 44 (75) Е.В.Лодус. (53) 620.172(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

?1 - 1241091, кл. G 01 N 3/10, ?985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ 3НЕРГООБМЕНА ПРИ СОВМЕСТНОМ НАГРУЖЕНИИ

ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике испытания образцов материалов преимущественно горных пород. Цель изобретения — расширение функциональ\ ных возможностей установки путем обеспечения работы упругого восстановления совместно деформируемых образцов. В раме размещен нагружающий .: механизм, включающий червячное колесо (К), винт, взаимодействующий. с ним, упругий элемент, контактирующий с торцом винта, инерционный измери(51) 4 G 01 Б 3/08 Е 21 С 39/00 тельный диск (Д) 14, установленный соосно К и кинематически с ним связанный разъемной муфтой, и измеритель 21. Захваты 6, 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхности

Д 14. Захваты 3, 5 соединены с рамой, а соответствующие им захваты 2, 4 для сжатия образца 8 и растяжения образца 9 выполнены с торцовыми поверхностями, предназначенными для взаимодействия с противоположными концами образца 10. Вращением винта сжимают упругий элемент и закручивают К и связанный с ним Д 14. При этом происходит деформирование образцов 8-10.

При достижении заданного уровня нагрузок Д 14 отделяют посредством муфты от К. Под действием упругой энергии, накопленной на образцах 8-10, Д 14 приходит во вращение, параметры которого пропорциональны работе упругого восстановления и фиксируются измерителем 21. 2 ил.

14А1240

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для совместного испытания и исследования образцов материа5 лов, преимущественно горных пород.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения исследования работы упругого восстановления сов- !О местно деформируемых образцов.

На фиг.l показана схема установки для исследования энергообмена при .совместном нагружении образцов материалов; на фиг.2 — то же, вид свер- j5 ху.

Установка содержит раму 1, три пары захватов 2, 3,. 4, 5 и 6, 7, предназначенных соответственно для сжатия, растяжения и изгиба образцов 20

8-10 и размещенный в раме I нагружаю" щий механизм, выполненный в виде червячного колеса 11, винта 12, установленного с возможностью осевого перемещения и взаимодействующего с чер- 25 вячным колесом 11, упругого элемента !

3 в виде силовой пружины, контактирующего с торцом винта 12, и инерционного измерительного диска 14, установленного соосно червячному ко- 30 лесу 11 и кинематически с ним связанного посредством разъемной муфты !5.

Захваты 6 и 7 для изгиба образца 10 установлены на поверхности инерционного измерительного диска 14. Из пар для сжатия и растяжения образцов 8 и 9 захваты 3 и 5 соединены с рамой

1, а захваты.2 и 4 выполнены с торцовыми поверхностямим предназначенными для взаимодействия с противополож- 40 ными концами изгибаемого образца 10 °

Разъемная муфта 15 выполнена в виде многогранника 16 проходящего через осевое отверстие в червячном колесе 11 и взаимодействующего с от- 45 ветным ему отверстием в диске 14, электромагнитной катушки !7, взаимодействующей с многогранником 16, и пружины 18. Захваты 6 и 7 для изгиба образца 10 выполнены в виде стержней, gp размещенных в отверстиях диска 14 с возможностью утапливания в этих от- . верстиях после выхода из взаимодействия с,образцом 10.

Осевые нагрузки на образцах 8 и 9 являются одновременно изгибающими нагрузками для концов образца 10 а регулируются винтами 19 и 20.

Регистрация поворотов инерционного диска 14 производится измерителем

21. Ilоложение пар захватов 2, 3 и 4, 5 относительно образца 10 регулируется винтами 22.

Установка работает следующим образом.

Вращением винта 12 деформируют силовую пружину 13 и закручивают червячное колесо II. Вращение червячного колеса 11 через муфту 15 передается на инерционный измерительный диск

14 и приводит к деформированию образца 10 изгибом, образца 8 — сжатием, образца 9 — растяжением. При достижении заданного уровня нагрузок на образцах 8-10 подают ток в цепь электромагнитной катушки 17. В. результате катушка притягивает многогранник 16 муфты 15 являющейся якорем, и,преодолевая сопротивление пружины 18, выводит многогранник 16 из взаимодействия с инерционным диском 14. Под действием упругой энергии, накопленной на образцах 8-10, диск 14 приходит во вращение, параметры которого реги-. стрируются измерителем 21. В момент выхода захватов 6 и 7 из контакта с образцом 10 они утапливаются в отверстиях диска 14 и не препятствуют его вращению. Работа упругого восстановления группы образцов определяется по углу поворота диска 14 с учетом его инерционной массы и с учетом трения в подшипниках качения диска.

Трение учитывается тарировкой диска

14 при взаимодействии его с тарированной упругой пластиной, устанавливаемой вместо образца 10 ° Захваты

2, 4 при тарировках крепятся неподвижно, Следующее измерение работы упругого восстановления этой же группы образцов 8-10 проводят при новом уровне нагрузок на них. Посте-. пенным повьппением нагрузок при измерениях доводят нагрузки до предельной для одного из образцов. При этой нагрузке деформирование пружины 13 винтом 12 осуществляется до разрушения одного Hs образцов, и в момент разрушения на разрушаемый образец передается упругая энергия остальных образцов и упругая энергия системы, накопленная на пружине 13.

Захваты 2 и 4 взаимодействуют с концами образца 10 для его изгиба и имеют зажимы для образцов 8 и 9, 1441240

Формула изобретения

Составитель В.Тальвойш

Техред Л.Сердюкова Корректор М Шароши

Редактор T.Ëàýîðåíêî

Заказ 6279/45 Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 предназначенных для испытаний на сжатие и растяжение. Измеритель 2) представляет собой датчик угла поворота диска 14.

Изобретение позволяет исследовать зависимость работы упругого восстановления группы образцов, нагружаемых различными видами нагрузки, от уровня нагрузки на образцах, от количества повторных нагружений. Определение этих зависимостей для различных комбинаций материалов образцов позволяет более точно оценивать объем работы упругого восстановления больших масси-15 вов горных пород, оценивать избыток запасенной энергии и по нему определять характер разрушения элементов массива, Это повышает качество прогно-,за горных ударов, позволяет разрабо- 20 тать меры по их предотвращению,, Установка для исследования энерго- 25 обмена нри совместном нагружении об- . разцов материалов, содержащая раму, размещенный в ней нагружающий механизм, включающий червячное колесо, винт, установленный с возможностью осевого перемещения и взаимодействующий с червячным колесом, и упругий элемент, контактирующий с торцом- винта, и три пары захватов для сжатия, растяжения и изгиба соответствующих образцов, причем в каждой паре захватов для сжатия и растяжения один из захватов соединен с рамой, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных— возможностей установки путем обеспечения исследования работы упругого восстановления совместно деформируемых образцов, она снабжена инерционным измерительным диском, установленным соосно червячному колесу и кинематически с ним связанным посредством разъемной муфты, захваты для изгиба образца установлены на поверхности диска, а вторые захваты из пар для сжатия и растяжения образцов выполнены с торцовыми поверхностями, предназначенными для взаимодействия с противоположными концами изгибаемого образца.