СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГООБМЕНА ПРИ РАЗРУШЕНИИ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 2014 года по МПК G01N3/10 

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений.

Известен стенд для исследования энергообмена в массиве горных пород (патент РФ №1448239, кл. G01N 3/10 // E21C 39/00, 1988), содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца.

Недостаток стенда состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок.

Известен стенд для исследования энергообмена в массиве горных пород (патент РФ №2364853, кл. G01N 3/10, 2009), принимаемый за прототип. Стенд содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца.

Недостаток стенда также состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок. Испытания проводятся только при плавном изменении, что ограничивает функциональные возможности стендов данного типа.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда путем обеспечения испытаний как при плавном изменении, так и при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок.

Технический результат достигается тем, что стенд для исследования энергообмена при разрушении горных пород, содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца, согласно изобретению он снабжен двумя толкателями для размещения между соответствующими штоком и захватом вдоль оси штока, рычагом, размещенным между торцами толкателей, и возбудителем нагрузки, связанным с рычагом.

Технический результат достигается также тем, что он снабжен сменными прокладками для размещения между рычагом и толкателями, отличающимися жесткостью и/или величиной их размера вдоль оси рычага.

На рис.1 представлена схема стенда.

Стенд для исследования энергообмена при разрушении горных пород содержит опорную раму 1, размещенные в ней захват 2 для образца 3 и захват 4 для контробразца 5, домкрат 6 для взаимного поджатия образцов, шток 7 которого связан с захватом 2 для образца, домкрат 8 для взаимного перемещения образцов, шток 9 которого связан с захватом 4 для контробразца.

Стенд снабжен двумя толкателями 10, 11 для размещения между соответствующими штоком 9 и захватом 4 вдоль оси штока 9, рычагом 12, размещенным между торцами толкателей 10, 11, и возбудителем нагрузки 13, связанным с рычагом 12.

Стенд снабжен сменными прокладками 14, 15 для размещения между рычагом 12 и толкателями 10, 11, отличающимися жесткостью и/или величиной их размера а вдоль оси рычага 12.

Возбудитель нагрузки может быть ударным, например в виде маятника 13 для возбуждения сдвиговой нагрузки, или циклическим, например в виде эксцентрика 16, взаимодействующего с рычагом 17 для возбуждения поджимающей нагрузки. Домкраты 6, 8 могут быть гидравлическими и работать от насосных станций 18, 19.

Домкратом 6 создают заданную плавно изменяющуюся или постоянную нагрузку поджатия образца 3 к контробразцу 5. Домкратом 8 создают заданную плавно изменяющуюся или постоянную нагрузку сдвига контробразца 5 относительно образца 3.

В заданный момент возбуждают пригрузку одной или обеих нагрузок: для возбуждения сдвигающей пригрузки приводят в действие маятник 13 и наносят удар по рычагу 12, для возбуждения поджимающей пригрузки приводят в действие эксцентрик 14 циклически воздействуют на рычаг 17. Рычаг 12 воздействует на торцы толкателей 10, 11 непосредственно или через прокладки 14, 15 и изменяет сдвигающую нагрузку в динамическом режиме. Аналогично работает рычаг 17 при взаимодействии с эксцентриком 16, но возбуждает циклические колебания поджимающей нагрузки. При использовании прокладок 14, 15 другой жесткости, например из более жесткого материала, увеличивают интенсивность изменения возбуждающей пригрузки. Путем использования прокладок 14, 15 с разным размером а регулируют пределы изменения соответствующих пригрузок благодаря изменению малого плеча а соответствующего рычага 12, 17.

Стенд обеспечивает проведение исследований энергообмена при разрушении горных пород в новых условиях - как при плавном изменении, так и при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок, что расширяет функциональные возможности стенда.

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для испытания материалов, в частности горных пород, при исследовании энергообмена в массиве горных пород с целью прогноза и предотвращения опасных динамических явлений. Стенд для исследования энергообмена при разрушении горных пород содержит опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца. Стенд снабжен двумя толкателями для размещения между соответствующими штоком и захватом вдоль оси штока, рычагом, размещенным между торцами толкателей, и возбудителем нагрузки, связанным с рычагом. При этом стенд также снабжен сменными прокладками для размещения между рычагом и толкателями, отличающимися жесткостью и/или величиной их размера вдоль оси рычага. Технический результат − проведение исследований энергообмена при разрушении горных пород в новых условиях - как при плавном изменении, так и при ударном или циклическом возбуждении поджимающей и сдвигающей пригрузок при изменении жесткости и пределов изменения возбуждаемых пригрузок, что расширяет функциональные возможности стенда. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд для исследования энергообмена при разрушении горных пород, содержащий опорную раму, размещенные в ней захват для образца и захват для контробразца, домкрат для взаимного поджатия образцов, шток которого связан с захватом для образца, домкрат для взаимного перемещения образцов, шток которого связан с захватом для контробразца, отличающийся тем, что он снабжен двумя толкателями для размещения между соответствующими штоком и захватом вдоль оси штока, рычагом, размещенным между торцами толкателей, и возбудителем нагрузки, связанным с рычагом.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен сменными прокладками для размещения между рычагом и толкателями, отличающимися жесткостью и/или величиной их размера вдоль оси рычага.