Устройство измерения деформаций массива горных пород Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к 1орной иро мышленности и может быть использовано для контроля напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Известны устройства для измерения деформаций в шпурах между двумя реперами, имеющие подвижную часть первичного преобразователя, соединенную штоком с массивом горных пород 1 и 2.

Недостатком таких устройств является незначительная погрешность измерения деформаций массива.

Наиболее близки.м к предлагаемо.му техническим решением является устройство измерения деформаций массива горных пород, содержащее корпус, внутри которого размешен шток, первич-ный преобразователь, и.меющий подвижную часть, соединенную со штоком, и неподвижную, жестко связанную с корпусом 3.

Недостатком устройства является его малая информативность, обусловленная невозможностью начальной установки подвижной части первичного преобразователя по отноЕнению к неподвижной в любой требуемой точке внутри предела измерения, что приводит к невозможности из.мерения в одном шнуре деформаций разных знаков устройством, нмеющим пределы измерения, соизмеримые с погрешностью устойчивости реперов, а при использовании устройства с пределами измерения, превышающими погрешность установки реперов, - к неполноценному использованию нределов измерения.

Цель изобретения - новып.ение точности измерений за счет обеспечения возможности измерений деформаций разных знаков.

Поставленная цель достигается тем, что устройство измерения деформаций массива горных пород, содержащее корпус, внутри которого размещен шток, первичный преобразователь, имеющий подвижную часть, соединенную со HJTOKOM, и неподвижную, жестко связанную с корпусо.м, снабжено узлом установки «О, выполненным в виде кольца, ограниченного с обеих сторон по.-гпружиненными опорными шайбами и взаимодействую-щего с корпусом посредством резьбы, шток снабжен выступом, взаимодействующим с опорны.ми шайбами, причем в корпусе в месте размещения кольца выполнено окно.

На наружной поверхности ко.льца выполнены радиальные отверстия.

На фиг. 1 показано устройство в начальном положении, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство в положении, когда шток с подвижной частью первичного преобразователя из начального положения сдвинут вправо по отношению к корпусу, что соответствует деформациям растяжения.

Корпус устройства состоит из жаканов 1 и 2, жестко соединенных с паправляюп;ими втулками 3 и 4. К стакану 1 жестко крепится неподвижная часть первичного преобразователя 5, например потенциальная обк.ладка коаксиального конденсатора. Стакан 2 имеет окно 6, открываюшее доступ и ко:П)Цу 7 установки начально1о положения, которое имеет резьбу на внешней новерхности. Кольцо 7 с помощью резьбового соединения кренится в стакане 2. В кольце 7 предусмотрены отверстия 8, в которые вставляется вороток (не показан), с помощью которого осуществляется перемещение узла установки «О по резьбе в стакане 2,

что позволяет задать начальное положение

подвижной части первичного преобразователя но отнонлению к неподвижной в любой точке внутри предела измерения. Шток 9 10ДВИЖНОЙ части преобразователя, например непотенциальная обк ладка коаксиаль0 ного конденсатора, проходит через осевые отверстия вту.юк 3 и 4 и кольца 7, Шток 9 снабжен выступом 10 в форме цилиндрического и тифта. Величина выступа 10 в направлении, перпендикулярном оси штока (длина

,- штифта), .vienbLiie диаметра осевого отверстия кольца 7, так что щток 9 с выступом 10 может свободно проходить через осевое отверстие кольца 7. Ве.личина выступа 10 в |аправлении, нара;1ле;1ьном оси штока (диаметр штифта), равна толщине ко.льца 7.

0 двух сто)он от выступа 10 на JHTOK 9 надеты две опорные II и 12 с наружным диа.метром, превышающим осевые отнерсчлня 7. Шайбы 11 и 12 прижаты к выступу 10 пружинами 13 и 14. За счет этих пружин осуществляется фиксация начального положения штока 9 по отнощению к кольцу 7.

Устройство работает следуюпхим образом.

дПеред установкой устройства в ц;пуре с

помощью кольца 7 устанавливают подвижную часть первичногО преобразователя со пггоком 9 в выбранную точку внутри предела измерения. Для этого через окно 6 в стакане 2 вставляют в отверстие на коль5 це 7 вороток и поворачивают кольцо 7 в нужную сторону от упора воротка в стакан 2. Затем вороток перестаатяют в следующее отверстие, появляющееся в окно, и продолжают вращение кольца 7, осуществляя его перемещение но резьбе в стакане 2 до тех пор, пока нггок 9 не- займет требуемое положепие.

Прп установке в пшуре корпус устройства вместе с пеподвижной частью первичного преобразователя 5 жестко сосдиннелтя с первым репером, обычно устяпавливасмым в устье nniypa, (не ноказан). а IIITOK подвижной части преобразонатслк чч-рс:-; iirraniv соединяется с вторым репером в глубине шпура (не показан). При измерении расстояния между реперами, например в случае растяжения или сжатия массива, деформируется пружина 13 или 14 и шток 9 перемеш,ается в соответствующую сторону, испытывая сопротивление пружины, при движении штока 9 вправо по отношению к корпусу (деформация растяжения) выступ 10 давит на шайбу 12, в результате чего происходит сжатие пружины 14. Пружина 13 прижимает шайбу 11 к кольцу 7. При деформациях сжатия шток 9 движется влево

по отношению к корпусу. Штифт 10 давит на шайбу 11, в результате чего происходит сжатие пружины 13. Пружина 14 прижимает шайбу 12 к кольцу 7.

Таким образом, изобретение позволяет повысить информативность устройства измерения деформации массива горных пород за счет достижения возможности нача.1ьной установки подвижной части первичного преобразователя по отношению к неподвижной в любой точке внутри пределов измерения и обеспечения возможности измерения деформаций разных знаков.

1. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ .МАССИВА ГОРНБ1Х ПОРОД, содержащее корпус, внутри которого размещен щток, первичный преобразователь, имеющий подвижную часть, соединенную со щтоко.м, и неподвижную, жестко связанную с корпусом, отличающееся тем, что, с целью повьпнения точности измерений за счет обеспечения возможности измерений деформаций разных знаков, оно снабжено узлом установки «О, выполненным в виде кольца, ограниченного с обеих сторон подпружиненными опорными щайбами и взаимодействующего с корпусом посредством резьбы, щток снабжен выступом, взаимодействующим с опорными щайбами, причем в корпусе в месте размещения кольца выо полнено окно. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, (Л что на наружной поверхности кольца выполнены радиальные отверстия. СО ел

.//,. .

л К яР Ч Пч jj у U о ч

L

б 7

шш

.З