Устройство для полевых испытаний горных пород

 

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для исследования прочностных свойств горных пород и грунтов в полевых условиях, Цель изобретения - повышение объема информации при испытаниях путем обеспечения нагружения под регулируемыми углами как в плоскости, проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины. Устройство содержит цилиндрический корпус 2.пуансон 3,приспособление 5 для поворота и приспособление для осевого перемещения пуансона 3. Дополнительно устройство снабжено платформой (П) 6 и приспособлениями для ее вращения 7 и осевого перемещения 8. Приспособление для осевого перемещения П 6 выполнено в виде гидроцилиндра 4, эксцентрично закрепленного на П 6, и штока 10, жестко соединенного с пуансоном 3. При работе основание нагружателя пуансона поворачивается по окружности с помощью П 6, что позволяет проводить нагружение под разными углами. С помощью гидроцилиндра 4 положение П 6 изменяется до точки нагружения , что позволяет изменять угол наклона направления нагружения к нагружаемой поверхности . 1 ил. .f сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 39/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4800545/03 (22) 31.01.90 (46) 07.04.92. Бюл. М 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В. Лодус (53) 622.23.05(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1465569, кл. Е 21 С 39/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 1661419, кл. Е 21 С 39/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для исследования прочностных свойств горных пород и грунтов в полевых условиях, Цель изобретения— повышение объема информации при испытаниях путем обеспечения нагружения под регулируемыми углами как в плоскости, „„5U„„ 1724869 A 1 проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины. Устройство содержит цилиндрический корпус 2, пуансон 3, приспособление

5 для поворота и приспособление для осевого перемещения пуансона 3. Дополнительно устройство снабжено платформой (П) 6 и приспособлениями для ее вращения

7 и осевого перемещения 8. Приспособление для осевого перемещения П 6 выполнено в виде гидроцилиндра 4, эксцентрично закрепленного на П 6, и штока 10, жестко соединенного с пуансоном 3. При работе основание нагружателя пуансона поворачивается по окружности с помощью П 6, что позволяет проводить нагружение под разными углами. С помощью гидроцилиндра 4 положение П 6 изменяется до точки нагружения, что позволяет изменять угол наклона направления нагружения к нагружаемой поверхности. 1 ил.

1724869

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для исследования прочностных свойств горных пород и грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе. приспособление для осевого перемещения пуансона.

Недостаток устройства состоит в том, что испытания проводятся только при фиксированном направлении нагружения, перпендикулярном оси корпуса.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому положительному эффекту к предлагагаемому является устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе, приспособление для осевого перемещения пуансона, и приспособление для поворота пуансона, включающее шарнир.

Устройство работает при изменении направления приложения нагрузки, Недостаток устройства состоит в том, что изменение направления приложения нагрузки производится только в одной плоскости, проходящей через ось корпуса.

Это ограничивает объем информации, поскольку не позволяет проводить нагружение по другим направлениям в плоскостях, расположенных под углом к оси корпуса, Каждое направление нагружения в анизотропном материале, каким является горная порода, дает новые значения деформационных характеристик и повышает тем самым осведомленность о свойствах материала.

Целью изобретения является повышение обьема информации при испытаниях nvтем обеспечения нагружения под регулируемыми углами как в плоскости, проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины.

Цель достигается тем, что устройство снабжено платформой, приспособлением для поворота платформы и приспособлением для перемещения платформы перпендикулярно оси корпуса, при этом приспособление для осевого перемещения пуансона выполнено в виде гидроцилиндра, эксцентрично закрепленного на платформе посредством шарнира и связанного с источником давления, и штока, жестко соединенного с пуансоном.

При такой конструкции устройства платформа позволяет поворачивать основание нагружателя пуансона по окружности и

55 проводить нагружение под разными углами, а приспособление для перемещения платформы перпендикулярно оси корпуса совместно с нагружателем в виде гидроцилиндра позволяют изменять положение платформы до точки нагружения, что при одном и том же зксцентриситете расположения шарнира позволяет изменять угол наклона направления нагружения к нагружаемой поверхности.

На чертеже представлена схема устройства, общий вид, Устройство содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, пуансон 3, установленный в корпусе, приспособление 4 для осевого перемещения пуансона и приспособление для поворота пуансона, включающее шарнир 5.

Устройство снабжено платформой 6, приспособлением 7 для поворота платформы 6 и приспособлением 8 для осевого перемещения платформы перпендикулярно оси корпуса. Приспособление для осевого перемещения пуансона выполнено в виде гидроцилиндра 4, эксцентрично закрепленного на платформе посредством шарнира 5 и связанного с источником 10 давления, и штока 10, жестко соединенного с пуансоном

3.

Приспособление для поворота платформы выполнено в виде червячного колеса 7, винта 11 с приспособлением 12 для вращения колеса 7, и связующей шпонки

13. Приспособление для осевого перемещения платформы выполнено в виде винта

8 и гайки 14, на которой установлена платформа, Пуансон 3 расположен в шарнире

15, Источник давления выполнен в виде гидроцилиндра 9 с поршнем 16 и винтом

17 для перемещения поршня и соединен с гидроцилиндром магистралью 18. Нагрузка на пуансоне измеряется датчиком 19 силы.

Устройство работает следующим образом.

Размещают корпус 1 устройства в скважине 2. Вращением винта 11 поворачивают колесо 7 и посредством шпонки 13 вращают гайку,4 с платформой 6, устанавливая последнюю в положение, при котором ось гидроцилиндра 4 и пуансона 3 займут заданное направление нагружения. Вращают винт 17, перемещают поршень 16 и создают давление в гидроцилиндрах 9 и 4. Шток 10 перемещает пуансон 3 в направлении стенки скважины 2 под заданным углом нагружает участок стенки заданным усилием. Снимают показания в соответствии с задачей испытаний, например регистрируют кривую релак1724869 ловий изменения направления действия прикладываемых нагрузок.

35

45

Составитель Ю.Лупичева

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор О.Хрипта

Заказ 1159 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 сации напряжений. Для испытаний по другому направлению приложения нагрузки обратным вращением винта 17 разгружают пуансон, вращением винта 11 поворачивают платформу 6 в новое заданное положение и повторяют нагружение. Для изменения угла направления действия нагрузки к плоскости поверхности нагружения вращением винта 11 создают несколько поворотов платформы 6 так, что она совершает необходимое осевое перемещение вместе с гайкой 14 на резьбе винта 8. При этом платформа приближается или удаляется от точки контакта пуансона с породой. При приближении платформы к точке приложения нагрузки последующее погружение будет происходить при меньшем угле между направлением нагружения и поверхностью нагружения. Таким образом, проводят испытания при разном направлении нагружения к оси скважины и при разных углах между направлением нагружения и поверхностью нагружения.

Использование устройства позволит получать больше сведений о механических характеристиках неоднородных материалов (горных пород) благодаря расширению усФормула изобретения

5 Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе, приспособление для осевого перемещения пуансона и

10 приспособление для поворота пуансона, включающее шарнир, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения объема информации при испытаниях путем обеспечения нагружения под регулируемыми углами как

15 в плоскости, проходящей через ось скважины, так и в плоскостях, расположенных под углом к оси скважины, оно снабжено платформой, приспособлением для поворота платформы и приспособлением для осевого

2р перемещения платформы перпендикулярно оси корпуса. при этом приспособление для осевого перемещения пуансона выполнено в виде гидроцилиндра. эксцентрично закрепленного на платформе посредством

25 шарнира и связанного с источником давления, и штока, жестко соединенного с пуансоном.