Устройство для испытания материалов на трение

 

Изобретение предназначено для исследования образцов горных пород и других материалов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки. Устройство, содержащее основание 1 с маятником 3 и захватами 4, 6 соответственно образца 5 и контробразца 7, снабжено силовой пружиной 10 с ограничителем 12 и гибкой тягой 9. При повороте маятника пружина 10 деформируется и создает постепенно нарастающее сдвигающее усилие на поджатых друг к другу образце 5 и контробразце 7. При взаимодействии пружины 10 с упором 18 сдвигающее усилие нарастает динамически. Данное устройство используют при изучении энергопоглощения при подвижках в горных породах. 2 ил.

союз совЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 3 56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и отнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н -ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4498246/25-28 (22) 25,10.88 (46) 23,06,90. Бюл, Ф 23 (71) Всесоюзный научно"исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620,178,16 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1434326, кл. G 01 N 3/56, 1987..

„.зи„, дгзиг. л1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИС1ЫТМИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ (57) Изобретение предназначено для исследования образцов горных пород и других материалов, Цель изобретения— расширение функциональных возможностей путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки. Устройство, cot

1573397 держащее основание 1 с маятником 3 и захватами 4, 6 соответственно образца 5 и контробраэца 7, снабжено силовой пружиной 10 с ограничителем 12 и гибкой тягой 9, При повороте маятника

5 пружина 10 деформируется и создает постепенно нарастающее сдвигающее усипие

Изобретение относится. к испытатель-. ной технике и может быть использовано в лабораториях физико-механических 15 исследований горных пород и других материалов, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки.

На фиг, 1 изображена схема устройства, вид спереди; на r, 2 — то же, вид сверху.

Устройство содержит основание 1, установленный на нем на оси 2 маятник„ размещенный на штанге 3 маятника захват 4 образца 5, захват 6 контробразца 7, узел 8 нагружения образца и контробразца и механизм взаимного перемещения захватов. Устройство снабжено силовой пружиной 10 с натяжным приспособлением 11, закрепленным на основании 1, и ограничителем 12 деформа-. ции пружины, Механизм взаимного перемещения захватов выполнен в виде гибкой тяги 9, один конец которой соединвн с захватом 6 контробразца 7, другим — с силовой пружиной 10, и блока

13, установленного на оси 2 маятника

3 и огибаемого тягой 9.

Для обеспечения поворота штанги

3 в плоскости, не совпадающей с плос- 45 костью расположения натяжного приспособления 11, блок 13 выполнен в виде втулки, размещенной на оси 2 штанги, и к блоку прикреппены навитые концы 14 и 15 тяги 9. Тяга выполнена в виде стальной ленты и состоит из двух частей 14 и 15, навитых на общей втулке, Лтанга 3 соединена с осью 2 кронштейном 16, Ограничитель 12 имеет возможность изменять свое положение на направляющих .17. На конце пружины установлен упор 18, взаимодействующий с ограничителем 12, Узел 8 нагружения выполнен в виде болтов и на поджатых друг к другу образце 5 и контробразце 7, При взаимодействии пружины 10 с упором 18 сдвигающее усилие нарастает динамически. Данное устройство используют при изучении энергопоглощения При подвижках в гор; ных породах. 2 ил. перемещаемой болтами площадки 19, вдоль которой смещается захват 6, На конце штанги установлен груз 20, Лтанrа имеет фиксатор 21 исходного положения.

Устройство работает следующим образом.

Вращением болтов узла 8 нагружения перемещают площадку 19 и поджимают образец 5 и контробраэец 7 друг к другу, Вращением винта натяжного приспособления 11 задают начальный натяг пружины 10 в соответствии, например, с уровнем сдвигающей нагрузки, длительно действующий до начала подвижек на слоях пород в шахте. Устанавливают в исходное положение ограничитель !2 путем перемещения его вдоль направляющих 17 с последующим закреплением, Положение î rp аничителя выбирают так, чтобы иметь заданную предельную деформацию пружины 10 создающую заданную нагрузку перехода от постепенного к ударному росту сдвигающего усилия. Фиксатором 21 освобож- . дают штангу 3 маят ыка. При повороте штанги тяга 9 деформирует прухмну 10 и на захвате 6 появляется постепенно нарастающее сдвигающее усилие, В момент контакта упора 18 и ограничителя 12 перемещение тяги прекращается и дальнейший поворот штанги приводит к резкому увеличению скорости движежля контробразца 7 по поверхности образца 5 за счет ударного нарастания сдвигающей нагрузки. Перемещение контробразца 7 вдоль поверхности образца 5 продолжается до полной реализации энергии маятника, Определяют работу, совершенную энергией маятника, по перемещению контробраэца вдоль образца, для чего определяют длину пути смещения контробразца по поверхности образца. Следующие опыты проводят при новом положении ограничителя 12, что дает новый уровень нагрузки Lìå:öåø ë н момент перехода от плавного к ударному нарастаФо р мул а и з о б р е т е ни я

Составитель Н,Вартанова

Техред А.Кравчук.

Корр." .тор Н, Король

Редактор Н,Яцола

Заказ 1640 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

5 15733 нию нагрузки, Сравнение работ показы.,вает влияние этого показателя на энер— гопоглощение при трении при одном и том же запасе энергии. Для испытаний при постепенном нарастании сдвигающе5 го усилия с медленной скоростью ограничитель 12 не применяют, при нарастании с ударной скоростью огражлчитель

12 в исходном положении штанги уста1 навливают в контакте с упором 18, Опы ты проводят при разных усилиях поджа, тия образца и контробразца (регулиру-! ,ют узлом 8), при разных запасах энер гии на системе (регулируют весом груза 20), при разных диаграммах плавного нарастания сдвигающего усилия (регулируют начальным натягом пружины и характеристикой ее жесткости).

Использование предлагаемого устройства позволяет исследовать зависимость знергопоглощения при трении от соотношения усилий на статическое нарастание нагрузки сдвига и ударный 25 сдвиг. Переход-.от статического . нарастания сдвигающего усилия с медленным перемещением или беэ перемещения к ударному нарастанию сдвигаюп лх усилий с динамическим перемещением имеет место при подвижк ах слоев горизонталь-! ных пород, поэтому результаты исследо97 6 ваний на образцах горных пород могут использоваться при составлении балан сов энергии вмещающих пород при статических и динамических (тип а горных ударов, выбросов) процессах в горной механике, Устройство для испытания материа-.

Лов на трение, содержащее основание, установленный на нем на оси маятник, размещенный на штанге маятника захваD, образца, захват контробразца, узел нагружения образца и контробраэца и механизм взаимного перемещения захватов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем испытания как при постепенном нарастании, так и при перехо" де от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки, оно снабжено силовой пружиной с натяжным приспособлением, закрепленным на основании, и, ограничителем деформации пружины, механизм взаимного перемещения захватов

I выполнен в виде блока, установленного на оси, и огибающей его гибкой тяги, одним концом соединенной с захватом контробразца, а другим — с силовой пружиной.