Устройство для нагружения горных пород в массиве Советский патент 1984 года по МПК E21C39/00 B66F3/14 

Nt: i Изобретение относится к горному делу, а именно к определению механических свойств горных пород в запредельной области деформирования в шахтных условиях. Известно устройство для определе ния запредельных характеристик горных пород в массиве, включающее соединенные с насосом трубопроводам гидродомкраты, плунжеры которых выполнены ступенчатьии, а корпуса снабжены силовыми ограничителями и механизмами поворота . Недостатком данного устройства является сравнительно низкая удельная нагрузка на массив. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст ройство для нагружения горных поро в массиве,содержащее корпус,рычаг с бьями,храповое колесо и винтовую пару самотормозящейся резьбой, причем гайкой винтовой пары является резьб выполненная в корпусе Недостатком известного устройств является невозможность создания высокой нагрузки. Целью изобретения является расши рение диапазона иамеряемых характеристик за счет измерения запредельных характеристик горных пород. Поставленная цель достигается тем, что устройство для нагружения горных пород в массиве, содержаш,ее корпус, рычаг с зубьями, храповое колесо и винтовую пару с самотормозящейся резьбой, причем гайкой винт вой пары является резьба, выполненная в корпусе, снабжено источником давления с регистрирующей аппаратурой, неподвижной лопастью и подпр лсиненным стержнем, при этом корпус жестко соединен с неподвижной лопастью и выполнен с радиальнь&ш отвер стиями ДЛИ подключения источника даёленкя, а рычаг выполнен в виде подвижной лопасти, зубья которой обращены в сторону зубьев храповог колеса5И с осевым отверстием, в котором установлен с возможностью осев го перемещения подпр ткиненный стер жень с квадратной головкой, обраще ной в сторону винта винтовой пары, а винт установлен соосно стержню и выполнен с глухим квадратным отверстием в торце, обращенном к стержню. 032 ifa фиг, 1 показана конструкция np8длaгae юI o устройства,, разрез на фиг. 2 - сечение А-Л на фиг, 1. Устройство для нагружения горных пород в массиве состоит из корпуса 1 с резьбой в нижней части и силового винта 2, установленных между опорными плитами 3 и 4 через сферический подпятник 5, Внутри корпуса размещены неподвижная лопаст;ь (шибер) 6 и подвижная лопасть 7 с зубьями 8. Между винтом 2 и подвижной лопастью 7 установлен промежуточный Храповой механизм, включающий храповое колесо 9, стержень 10 с квадратной головкой 1 I и пружину 12. К корпусу гидродомкрата с помощью трубопроводов 13 и 14 подсоединены четырехходоБОЙ кран 15 и ручной насос 16 с манометром 17, Устройство работает следующим образом, После завершения подготовительных операций: по изготовлению, образца требуемого размера в массиве, монтажа устройства и измерительных приборов, производят нагнетание жидкости под давлением в полость В, Тогда лопасть 7 поворачивается по часовой стрелке на некоторый угол. Храповое колесо 9 через стержень 10 с квадратной головкой 11 поджимается пружиной 12 к зyбья 8 подвижной лопасти 7j позтому вращение передается на винт 2, который,, отвинчиваясь из гайки, через сферический подпятник 5 передает усилие на опорные плиты 3 и на горный массив. Краном 15 сбрасывают давление в полости В. Так как пара винт-гайка является самотормозящейся, то разгрузки массива не происходит , как это имеет место в известном устройстве. Затем нагнетают жидкость в полость Б. Происходит поворот лопасти 7 против часовой стрелки. Зубья храпового колеса выполнены таким образом, что при повороте против часовой стрелки зубчаТоа колесо 9 вькоднт из зацепления, а iiiTOK квадратной головки 11 опускается вниз на высоту зуба. Под влияниям пружины 12 происходит сцепление тоапового механизма. Давления 71сидкостк в полости Б сбрасывают и нагнетают жидкость в полость 8 и т.д.

Крутящий момент М, развиваемый устройством, определяется следующи выражением

M.pFp (D-ol)b.(.),

где йР - перепад давления межд-у

полостями В и Б, Р - плечо приложения силы, F - рабочая площадь лопасти, b - длина лопасти по высоте

цилиндра.

1174034

Е - внутренний диаметр цилиндра,

с - диаметр лопасти. Таким образом, путем увеличения 5 длины в рабочей части подвижной лопасти, т.е. высоты гидродомкрата, можно существенно увеличить крутящий .1омент, а следовательно , удельную нагрузку на массив до 1 20МПа и более. 10 Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить удельную нагрузку на массив и получать запредельные характеристики скальных горных пород в массиве.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРУЖЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В МАССИВЕ, содержащее корпус, рычаг с зубьйми, храповое колесо и винтовую пару с самотормозящейся резьбой, причем гайкой винтовой пары является резьба, выполненная в корпусе,- отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых характеристик за счет измерен 1я запредельных характеристик горных пород, оно снаб жено источником давления с регистрирующей аппаратурой, неподвижной лопастью и подпружиненным стержнем, при этом корпус жестко соединен с неподвижной лопастью и выполнен с радиальнь ми отверстиями для подключения источника давления, а рычаг выполнен в виде подвижной лопасти, зубья которой обращены в сторону зубьев храпового колеса, и с осевым отверстием, в котором установлен с возможностью осевого перес € мещения подпружиненный стержень с квадратной головкой, обращенной в сл сторону винта винтовой пары, а винт установлен соосно стержню и выполнен с глухим квадратным отверстием в торце, обращенном к стержню.

Ч

Фиг.1

fPifz.Z