Установка для испытания на прочность образцов горных пород Советский патент 1986 года по МПК G01N3/10 E21C39/00 

дросселя 20. Последний соединен со штоковой полостью 21 гидроцилиндра 14, а бесштоковая полость его связа на с рабочей полостью ГА 17. Приводом 10 вращают Н 9 вместе с захвата ми и ИО 5. Под действием давления жидаости в ГА 17 поршень 15 перемещает захваты с ИО 5 вдоль оси Н 9. Лопатки 8 создают нагрузку на весь ИО 5 или на его часть. Боковое давление задается ис1Очником 2 или источником 13 пневмодавления. Вид нагрузки - сжатие или растяжение - нри различных режимах нагружения определяется направлением врат.ения Н 9 или изменением углов наклона лопаток 8 и направлением их наклона -. 1 з.н. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для испытания на прочност образцов горных пород. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения нагружения образца по ря ду учатков вдоль его оси. На чертежесхематически изображе на установка для испытания на прочность образцов горных пород. Установка содержит вертикально установленную цилиндрическую камеру 15 частично заполненную жидкостью, источник 2 гидравлического давления, сообщенный с полостью камеры 1, торцовые захваты 3 и t для образца 5, размещенные в камере 1 соосно ее оси захваты 6 и 7, закрепляемые на боковой поверхности образца 5 по числу участков нагружения, лопатки 8, прикрепленные к захватам 3, 4, 6 и 7, направляющую 9 для захватов 3, 4, 6 и 7, установленную в камере 1, привод 10 вращенияS связанный разъемным зубчатым соединением 11 с направляющей 9 и муфтой 12 с источником 2, ис точник 13 пневматического давления, сообщенный с полостью камеры 1, и средство перемещения захватов 3, 4, б и 7 вдоль направляющей 9, выполнен ное в виде гидроцилиндра I4, норшень 15 которого через шток .16 связан с торцовым захватом 3, гидроаккумулято ра 17 с поршнем 18 и рабочей пружиной 19, регулируемого дросселя 20, соединенного с штоковой полостью 21 гидроцилиндра 14. Рабочая полость гидроаккумулятора 17 сообщена с бесщтоковой полостью гидроцилиндра 14. Краны 22-24 установлены соответствен но на линиях, связывающих источник 2 гидравлического давления с полостями камеры 1, гидроаккумулятора 17 и гид роцилиндра 14. Захваты 3, 4, 6 и 7 имеют направляющие втулки 25 для изоляции образца 5 от влияния рабочей жидкости и газа, во втулках 25 выпол-нены отверстия 26, имеющие заглушки (не показань) . Установка, работает следующим образом. Для испытания в режиме послойного отрыва используется слоистый образец 5 с различной прочностью слоев или неравномерно нарушенный от одного торца к другому, выбуренный.перпендикулярно плоскости обнажения. При установке образец 5 ориентируют так, что прочность его повышается снизу вверх от слоя к слою. Для испытаний при боковом давлении образец 5 помещают в изолирующую оболочку и закрепляют в захватах 3, 4, 6 и 7. Освобождают отверстия 26 от заглушек и подают газ под давлением от источника 13. Разъединяют соединение 11 и приводом 10 через муфту 12 приводят в действие источник 2. При открытом кране 24 и открытом дросселе 20 заполняют жидкостью замкнутую по.лость 21 и закрывают дроссель 20.. При открытом кране 23 подают жидкость под давлением в гидроаккумулятор 17, деформируя пружину 19. При открытом кране 22 частично заполяют жидкостью камеру 1 так, чтобы обеспечить полное погружение образца 5 с захватами 4, 6 и 7. Закрывают все краны, разъединяют муфту 1 2 и соединяют соединение П. Включают привод 0 и вращают направляющую 9 вместе с захватами 3, 4, 6 и 7 и образцом 5 до заданной скорости вращения. Открывают дроссель 20 и жидкость, заполняющая полость 21, покидает ее. Под действием давления жидкости в гидроаккумуляторе 17 поршень 15 перемещает захваты 3, 4, 6

и 7 вместе с образцом 5 вдоль оси направляющей 9. При погружении захвата 4 в жидкость лопатки 8 захвата 4 за счет вращения их в жидкости создают осевую нагрузку на образце 5. Поскольку образец 5 ориентирован так что наиболее ослабленный его участок расположен между захватами 4 и 7, то происходит разрушение образца 5 на этом участке. Погружают в жидкость захват 7, производя разрушение образца 5 по слою между захватами 7 и 6 и цалее, до разрушения образца 5 между вс.еми захватами. Осуществляется послойное разрушение образца 5 под боковым давлением, при этом вид осевой нагрузки - сжатие или растяжение определяется направлением вращения направляющих 9. Для нагружения образца 5 смешанной осевой нагрузкой, когда одни слои нагружаются сжимающей, другие - растягивающей нагрузками, изменяют углы установки лопаток 8 и направления их наклона. Для испытания без бокового давления устанавливаются заглушки в отверстиях 26, и давление в корпусе воспринимается втулками 25 захватов 3, 4, 6 и 7. Образец 5 в этих опытах может устанавливаться без изолирующего покрытия. При испытаниях низкопрочных материалов избыточное давление газа в камере не создается. Во всех случаях частота актов нагружений регулируется скоростью течения жидкости из полости 21 и задается положением дросселя 20.

Для испытаний при одновременном нагружений всех слоев образца 5 камеру 1 полностью заполняют жидкостью под давлением, или захваты 3, 4, 6 и 7 в исходном положении размещают в Крайнем нижнем положении, полностью погрузив их в жидкость. Включают привод 10 и постоянным увеличением

скорости вращения направляющей 9 увеличивают осевую нагрузку одновременно по всем слоям образца 5, доводя его до разрушения. Знак нагрузки сжатие или растяжение - регулируется углами наклона л/эпаток 8, боковое давление задается источником 2 или источником 13 при открытых отверстиях 26.

Формула изобретения

сообщенный с полостью камеры, о тличаюшаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения нагружения образца по ряцу участков вдоль его оси,

она снабжена дополнительными захватами с лопатками по числу участков нагружения, предназначенными для закрепления на боковой поверхности образца, направляющей для захватов с приводом вращения, и средством перемещения захватов вдоль направляющей, при этом камера установлена вертикально и заполнена рабочей средой частично.

2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью регулирования частоты нагружения, средство перемещения захватов выполнено в виде гидроцилиндра, шток которого связан с одним из торцовых захватов, гидроаккумулятора, полость которого сообщена с бесштоковой полостью гидроцилиндра, и регулируемого дроссели, соединенного со щтоковой полостью гидроцилиндра.