Устройство для испытания образцов горных пород в условиях всестороннего сжатия Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 E21C39/00 

1

Изобретение- относится к устрой- | ствам для определения прочностных и деформационных свойств твердых материалов, в том числе и образцов горных пород при их длительном наг- ружении.

Цель изобретения - повышение точности испытаний.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для испытания образцов гбриьк пород в условиях всестороннего сжатия содержит корпус, состоя- пшй из частей Г и 2, стянутых шпиль- камш 3. Внутри корпуса, соосно ему размещена обойма 4, в которую вставляется цилиндрический образец 5 горной породы, причем обойма А может проворачиваться относительно корпуса.

Между обоймой 4.и образцом 5 размещены злементы бокового нагружения, выполненные в виде спиральных пружин 6 имеющих в сечении, перпендикулярном плоскости их симметрии форму двух полуокружностей разных диаметров, сопряженных прямолинейными отрезками. Каждый элемент 6 найизан на штифты 7 и 8, причем штифты 7 жестко связаны с частями 1 и 2 корпуса , а штифты 8 - с обоймой 4. Плоскость симметрии каждого элемента 6 отклонена от радиальной плоскости образца 5, проходящей через штифт

7на один и тот же угол об .

Части 1 и 2 корпуса имеют рычаг 9, а обойма 4 - рычаг 10. Между рычагами 9 и 10 уст ановлен механизм 11 бокового нагружения, выполненный в виде тягового пружинного приспособления.

Устройство работает следукицим образом.

При создании механизмом 11 тягового усилия Р на рычаги 9 и 10 обойма 4 начнет вращаться против часовой (Стрелки, а вместе с ней все штифты

8относительно штифтов 7. При этом все пружины 6 будут поворачиваться так, что угол ct начнет уменьшаться. Вследствие этого у пружин 6 возникнет сила распора, нагружаннцая, с одной стороны, внутренним поверхность обоймы 4, а с другой - боковую поверхность образца 5.

Вследствие большого количества витков пружин 6 давление вдоль обра122

зующёй боковой поверхности образца 5 будет равномерным даже при наличии некоторой конусности боковой поверхности образца 5 или значительных

неровностей его боковой поверхности, возникающих при грубой обработке.

Осевое нагружение создается плитами 12 и 13 пресса.

Для определения радиальных деформаций образца 5 и давления на его боковую поверхность в устройство помещают эталонный образец, механические характеристики которого известны, и производят нагружение с замерами

угла поворота обоймы 4 относительно корпуса. Затем в устройство помещают испытуемый образец 5 горной породы и производят нагружение с аналогичными замерами. Сравнив данные,

полученные на испытуемом образце 5, с данными, полученными на эталонном образце, определяют радиальные деформации образца 5.

Ф. ормула изобретения 1. Устройство для испытания обг

разцов горных пород в условиях все- стороннего сжатия, содержащее цилиндрическую обойму, элементы торцового и бокового нагружений и механизм бокового нагружения, связанный с обоймой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности испытаний, оно снабжено охватывающим обойму корпусом, связанным с, механизмом бокового нагружения, и двумя наборами штифтов, а элементы бокового нагружения вьтолнены в

виде спиральных пружин, расположенных по окружности внутри обоймы, имеющих в сечении, перпендикулярном плоскости их симметрии, форму двух полуокружностей разных диаметров ,

сопряженных отрезками линий, при этом плоскость симметрии каждой пружины отклонена от радиальной плоскости образца на один и тот же угол и каждая пружина нанизана на

два штифта, один из которых жестко связан с корпусом, а другой - с обоймой, причем последняя установлена с возможностью поворота относительно корпуса.

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что механизм бокового нагружения вьтолнен в виде тягового пружинного приспособления.

Иэобретение позволяет повысить точность испытаний путем выравни- вания давления по каждой образующей боковой поверхности образца. Устройство содержит корпус (к) из двух частей 1 и 2, стянутых шпильками. Внутри К соосно ему расположена обойма (о) 4с возможностью поворо та относительно К на определенный угол. О 4 создает боковое давление на образец 5. По окружности внутри О 4 размещены элементы торцового и бокового нагружений (ЭН) 6 в виде спиральных пружин. Каждый ЭН 6 нанизан на.штифты 7 и 8. Штифт 7 жёстко связан с К, а штифт,8 - с О 4. Плоскость симметрии каждого ЭН 6 отклонена от радиальной плоскости образца на один и тот же угол. Наг- ружение производится нагрузочным механизмом в виде тягового пружинного приспособления на рычаг К и рычаг О 4. Угол поворота О 4 относительно К уменьшится и нагрузка будет передаваться через ЭН 6 на боковую поверхность образца 5. Осевое нагружение создается плитами 12 и 13 пресса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. « А-А to