Устройство для прочностных испытаний горных пород Советский патент 1985 года по МПК G01N3/42 E21C39/00 

Изобретение относится к устройствам для определения прочностности горных пород в полевых и производственных условиях. Цель изобретения - обеспечение возможности определения прочности при различных сочетаниях статическо и динамической составляющих нагрузк На фиг,1 представлена схема устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг .и Устройство для прочностных испытаний горных пород содержит силовую раму, состоящую из верхней 1 и нижней 2 пяит и стоек 3. В отверстии верхней плиты 1 установлен на резьбе нагружающий винт 4, в полости которого соосно с ним размещен боек 5 с хвостовиком 6. Между хвостовиком 6 и нагружающим винтом 4 размещена соосно с бойком 5 пружина 7 сжатия. На торце бойка 5 закреплен верхний пуансон 8. Нижний пуансон 9 со сферическим индентором 10 уста новлен в направляющей планке 11, закрепленной на стойках 3. При этом индентор 11 упирается в. эталонную прокладку 12, размещенную в обойгме 13, которая закреплена на ллите 2 посредством шарнира 14. К обойме 13 прикреплен рычаг 15, Устройство работает следующим об разом. Между верхним 8 и нижним 9 пуан совами устанавливают образец 16. Ст тическое нагружение образца 16 создают вращением нагрзжающего винта 4 При этом винт 4 упирается своим тор цом в верхний пуансон 8, скреплен- ный с бойком 5, перемещает его, наг ружая образец 16, и вдавливает сферический индентор 10 в эталонную прокладку 12. Затем рычагом 15 пово рачивают обойму 13 с эталонной прок ладкой 12 вокруг шарнира 14. Так как при повороте аботш 13 нагрузка на образец 16 не снимается, то на эталонной прокладке 12 (при повороте обоймы 13) образуется отпечаток продолговатой формы за счет прокатывания индентора 10 по прокладке 12. Далее создают динамическую составляющую нагрузку на образец (например, ударом молотка по хвостовику 6 бойка 5). При этом ударный импульс, передаваемьй сферическому индентору через образец 16 и нижний пуансон 9, ограничен сверху несущей способностью образца. Поэтому величина отпечатка индентора 11 на эталонной прокладке пропорциональна предельной нагрузке на образец 16 при известном соотношении ее статической и динамической составляющих. Благодаря размещению сферического индентора 10 и эталонной прокладки 12 под образцом 16, а бойка 5 над образцом 16 часть энергии удара, расходуемая на образование лунок в образце 16 в местах его контакта с пуансонами В и 9, на преодоление инерционных сил в материале образца и т.п., не влияет на величину отпечатка, образуемого индентором 11 на эталонной прокладке 12. Кроме того, избыточная энергия удара также не передается индентору 11 и не изменяет размеры его отпечатка. После испытания образца на эталонп ной прокладке 12 получают два смещенных отпечатка, соответствующих статической и динамической составляющим разрушающей нагрузки. Измеряя их с помощью тарировочного графика нагрузка - размер отпечатка можно определить величины составляющих нагрузки. Определение площади разрушения образца 16 и дальнейшие вычисления показателей динамической прочности породы при различных уровнях статической нагрузки производят обычным способом. Пружина 7 сжатия предохраняет части прибора от ударных нагрузок, которые могут возникнуть после разрушения образца в результате контакта хвостовика 6 бойка 5 с верхним торцом нагружающего винта 4.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД, содержащее силовую раму, нагружающий винт с верхним пуансоном, нижний пуансон со сферическим индентором и эталонную прокладку, о т л и ч а ю щ е; ё- с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения прочности при различных сочетаниях статической и динамической составляющих нагрузки, оно снабжено подпружиненным бойком, нагружаюйщй винт выполнен с осевым сквозным отверстием, в котором установлен боек, верхний пуансон прикреплен к торцу бойка, а сферический индентор и эталонная прокладка размеп ены под нижним пуансоном, причем эталонная прокладка размещена в обойме, которая посредством шарнира соединена с силовой рамой. (Л С D О N9 Од О