Центробежная установка для испытания образцов

 

Изобретение относится к центробежным установкам для испытания образцов, нагруженных осевой силой и боковым давлением. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения послойного разрушения образца с сбросом давления в разрушаемом слое. Гидроцилиндр (ГЦ) 8 установлен на направляющей 4, которая закреплена на валу 2 перпендикулярно его оси. В полости ГЦ 8 размещены поршни 10,11,12 и 13. Первый крайний поршень 10 связан с захватом 5 и грузом 16, установленным на направляющей 4 с возможностью перемещения вдоль нее. Второй крайний поршень 13 связан с захватом 6 и направляющей 4. Средние поршни 11 и 12 выполнены с осевыми отверстиями для крепления боковой поверхности образца 7. ГЦ 8 закреплен на направляющей при помощи фиксатора 15, а первый крайний поршень 10 перекрывает боковое отверстие 9 в корпусе ГЦ 8. При вращении вала 2 груз 16 нагружает поршень 10 и создает боковое давление на образец 7. В заданный момент фиксатор 15 освобождает ГЦ 8, который, смещаясь, поочередно сообщает полости ГЦ 8 со сливным резервуаром 17 через боковое отверстие 9, обеспечивая падение боковой нагрузки при разрушении образца 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„4 1108 А1!

5Н 4 G 01 N 3/10

8."Е063!Н0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4308497/25 — 2 8 (22) 21.09.87 (46) 07,04.89. Бюл. № 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е,В,Лодус (53) 624.131.378 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1278667, кл. G 01 N 3/10, 1985, (54) ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к центробежным установкам для испытания образцов, нагруженных осевой силой и боковым давлениям. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения послойного разрушения образца со сбросом давления в разрушаемом слое. Гидроцилиндр (ГЦ) 8 установлен на направляющей 4, которая закреплена на валу 2 перпендикулярно его оси ° В полости ГЦ 8 размещены поршни 10, 11, 12 и 13. Первый крайний поршень 10 связан с захватом 5 и грузом 16, установленным на направляющей 4 с возможностью перемещения вдоль нее, Второй крайний поршень 13 связан с захватом 6 и направляющей 4. Средние поршни 11 и 12 выполнены с осевыми отверстиями для крепления боковой поверхности образца 7. ГЦ 8 закреплен на направляющей при помощи фиксатора

15, а первый крайний поршень 10 перекрывает боковое отверстие 9 в корпусе

ГЦ 8, При вращении вала 2 груз 16 нагружает поршень 10 и создает боковое давление на образец 7. В заданный момент фиксатор 15 освобождает ГЦ 8, который, смещаясь, поочередно сообщает полости ГЦ 8 со сливным резервуаром 17 через боковое отверстие 9, обеспечивая падение боковой нагрузки при разрушении образца 7, 1 ил.

1471108

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов, нагруженных осевой силой и боковым давлением.

Целью изобретения является расши5 рение технологических возможностей путем обеспечения послойного разрушения образца со сбросом давления в разрушаемом слое.

На чертеже представлена конструктивная схема установки.

Центробежная установка для испытания образцов содержит корпус 1, установленный в нем вертикальный вал 2 с 15 приводом 3 вращения и направляющей 4, перпендикулярной оси вала 2, захваты

5 и 6 для образца 7, нагружаюший механизм, выполненный в виде гидроцилиндра 8, установленного на направляющей 4 с возможностью перемещения вдоль нее, с боковым отверстием 9, перекрытым. первым крайним поршнем 10.

Полость гидроцилиндра 8 заполнена жидкостью и в ней размещены средние поршни 11 и 12, число которых соот-. ветствует количеству слоев нагружения образца,7, и второй крайний поршень

13. Захваты 5 и 6 связаны с крайними поршнями 10 и 13. Средние поршни 11 и 12 выполнены с осевыми отверстиями, в которых размещены захваты 14 для крепления боковой поверхности образца 7. Гидроцилиндр 8 закреплен на направлякщей 4 фиксатором 15. Центробежный груз 16 связан с первым крайним поршнем 10, обращенным к валу 2.

Второй крайний поршень 13 соединен с направляющей 4.

Сливное боковое отверстие 9 соединено с резервуаром 17, перемещающимся совместно с гидроцилиндром 8 и служащим для заливки межпоршневых полостей жидкостью. Фиксатор 15 выполнен в виде подпружиненного якоря, взаимодействующего с электромагнит— ной катушкой 18.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 3, вращающий вал 2 с направляющей 4, повышая скорость вращения до заданной. При этом груз

)6 нагружает поршень 10 и создает давление в жидкости, заполняющей межпоршневые пространства в гидроцилиндре 8. Образец 7 обжимается давлением жидкости и частично пригружается осе- . вым усилием до деформаций, ойределей" ных сжимаемостью жидкости. При достижении заданной боковой нагрузки подают ток в катушку 18, в которую втягивается фиксатор 15, освобождая гидроцилиндр 8. Под действием центробежной силы от собственного веса гидроцилиндр 8 смещается вдоль направляющей 4 на больший радиус вращения и отверстие 9 поочередно сообщает полости гидроцилиндра 8 со сливным резервуаром 17. При соединении очередной полости с резервуаром 17 происходит падение давления жидкости в данной полости, падение боковой нагрузки на данном участке образца 7 и разрушение его на данном участке. В момент сброса давления в полости нагрузка на остальные полости передается через нагружаемый образец 7, а после его разрушения — через осколки разрушения, поэтому разгрузка образца от бокового обжатия при разрушении очередного слоя не происходит, В ходе опыта регистрируют диаграммы нагружения всех слоев образца 7 и определяют суммарную энергоемкость разрушения.

Величину бокового обжатия регулируют весом груза 16 и скоростью вращения платформы, скорость перемещения зоны разрушения по длине образ— ца †.скоростью вращения платформы и весом гидроцилиндра.8, число слоев нагружения и длину слоев — соответствующим количеством и размещением средних поршней 11 и 12. Рабочей жидкостью при испытании горных пород и большинства подобных материалов может служить глицерин, при испытании менее сжимаемых материалов используют ртуть.

Технические преимущества установки состоят в том, что на ней выполняется новый вид послойного нагружения — с разгрузкой разрушаемого слоя от бокового обжатия. Этот вид испытаний позволяет определять энергоемкость послойного нагружения в условиях, соответствующих реальным условиям разрушения при выбросах и горных уда- рах в массиве горных пород. Результаты этих испытаний могут использоваться при прогнозе возможности выброса или удара,.при оценке объема разрушения при этих явлениях, при выборе эффективных мер профилактики и предотвращения ударов и выбросов, а также при обсуждении общих проблем механики разрушения твердых тел.!

471108

Составитель Б. Грибов

Редактор С.Пекарь Техред M.Õoäàíè÷ Корректор И. Муска

Заказ 1602/46

Тираж 788

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Формула изобретения

Пентробежная установка для испытания образцов, содержащая корпус, установленный в нем вертикальный вал с приводом вращения и с направляющей, перпендикулярной оси вращения вала, нагружающий механизм, выполненный в виде гидропилиндра с осью, перпен-дикулярной оси вращения вала, установленного на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и имеющего боковое отверстие, поршни, один из которых размешен в полости гидроцилиндра и с возможностью перекрытия бокового отверстия, захваты для образца, один из которых связан с поршнем, отличающая с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, остальные поршни размещены в полости гидроцилиндра, .а установка снабжена фиксатором положе" ния гидроцилиндра на направляющей, грузом, установленным на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и связанным с первым крайним поршнем, обращенным к валу, второй крайний поршень закреплен неподвижно относительно направляющей, захваты для образца связаны с крайними поршнями, а размещенные между ними средние поршни выполнены с осевыми отверстиями для крепления в них образца.