Установка для испытания образцов материалов на срез Советский патент 1987 года по МПК G01N3/24 E21C39/00 

Г3

ми отверстиями 8 и 9. Отверстие 8 предназначено для размещения образца 10. В отверстии 9 размещен шток 6 гидроцилиндра (ГЦ) 5, установленного на основании 1 между траверсами 2 и 3 перпендикулярно направлению перемещения траверсы 2. Между М 7 и траверсой 2 установлены упругие элементы 1 по числу М 7. Толщина слоев среза или расстояние между плоскостями среза задается толщиной М 7, кол-во плоскостей среза - кол-вом М 7 в пакете. Для испытания образца при различных частотах разрущения

1

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытаний на срез образцов различных материалов, в частности горных пород.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного .среза образца ПС нескольким плоскостям: испытание образца при различных частотах разрушения.

На чертеже показана схема установки для испытания образцов материалов иа срез.

Установка содержит основание 1 , нагружающее устройство, включающее подвижную и неподвижную траверсы 2 и 3 и средство 4 перемещения подвижной траверсы 2, закрепленное на основании 1 , ГИДРО1Ц1ЛИНДР 5 со штоком 6, установленный на основании 1 между траверсами 2, 3 перпендикулярно направлению 00 перемещения подвижной траверсы 2, захваты, выполненные в виде пакета контактирую цих друг с другом матриц 7 с совмещаемыми при испытаниях двумя сквозными отверстиями В и 9, из которых отверстие 8 предназначено для размещения образца 10, во втором отверстии 9 размещен шток 6 гидроцилиидра 5, упругие элементы 11 по числу матриц 7, установленные между матрицами 7 и подвижной траверсой 2, дополнительный гидроцилиндр 12 со штоком 13, установленный на основании 1 соосно щтоку 6

установка снабжена дополнительным ГЦ I 2 со iiiTOKciM 1 3 , установленным споено ГЦ 5. Соотношение рабочих сечений штоковых полостей Ги 5 и ГЦ 12 задается соотношением частот разрушения образцов. Под действием упругой деформации элемента 11, соединенного с М 7, создается на образце срезающее усилие, действуюп1ее по плоскости контакта с М 7. Штоки 6 и 1 3 перемеп1аются , и по мере их перемещения поочередно смещаются М 7 с послойньгм разрущением образца срезом. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

гидропилиндра 5 , и- насосную станцию 14, сообщенную с полостями гидроцилиндров 5 и 12 и обеспечивающую одинаковую скорость подачи рабочей жидкости в эти полости.

Толщина матриц 7 задается толщиной слоев среза образца 10, а количество матриц 7 в пакете задается количеством плоскостей среза. Соотношение рабочих сечений штоковых полостей гидроцилиндров 5 и 12 задается соотношением частот разрущения образца 10 (сливные магистрали не показаны) .

Установка работает следующим образом.

С помощью средства А нагружающего устройства перемещением подвижной траверсы 2 деформируют упругие элементы 11. Матрицы 7 при этом удерживаются штоками 6 и 13 от смещений, поэтому нагрузка на образце 10 отсутствует. После достижения заданной деформации упругими элементами 11

перемещение траверсы 2 прекращают и подают рабочую жидкость от насосной станции 14 R штоковые полости гидроцилиндров .S и 12.

При перемещениях щтоков 6 и 13

матрИ11Ь 7 поочередно выходят из взаимодействия со штоками 6 и 13. Каждая матрица 7, вьшшдшая из взаимодействия со штоком 6 или 13, смещается относительно соседней матрищл 7, расположенной на П1токе 6 или 13, под дей- ствием упругой де4 Г)р:-1ации элемента

11, соединенного с этой матрицей, и создает на образце 10 срезающее уси- лие, действующее по плоскости контакта матриц 7. По мере перемещения штоков 6 и 13 происходит поочередное смещение матриц 7 с послойным разрушением образца 10 срезом. Частота актов разрушения срезом определяется скоростью перемещения штоков 6 и 13 и зависит от скорости подачи рабочей жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 5 и 12. Установка осуществляет двухчастотное разрушение, соотношение между частотами разрушения по отдельным плоскостям задано соотношением рабочих сечений штоковых полостей гидроцилиндров 5 и 12. Так, с большей частотой разрушается та часть образца 10, которая поддерживается гидроцилиндром 5, имеющим меньшую площадь рабочего сечения, что при равной скорости подачи рабочей жидкости дает большую скорость перемещения штока 6.

Толщина слоев среза или расстояние между плоскостями среза задается толщиной матриц 7, количество плоскостей среза - количеством матриц 7 в пакете.

После разрушения образца перемещением траверсы 2 возвращают матрицу 7 с упругими элементами 11 в исходное положение, при котором отверстия в матрицах 7 совмещены. Возвращают штоки 6 и 13 в исходное положение, при котором они размещены в отверстиях 9 матриц 7, и устанавливают новый образец 10. Следующий опыт проводят при новой скорости подачи жидкое- 40 де рекомендаций на оптимальной ско- ти в штоковые полости гидроцилиндров рости вращения барабана комбайна, 5 и 12, что дает новые частоты разрускорости подачи комбайна вдоль забоя и т.п.

шения образца 10 при прежнем соотношении частот разрушения на двух участках образца 10. Эксперименты позволяют установить зависимость энергоемкости разрушения от частоты актов разрушения при заданном соотношении частот. Следующую серию опытов проводят при изменении расстояния между плоскостями среза, для чего заменяют матрицы 7 в пакете на другие, отличающиеся толщиной от пре дьщущих матриц 7. Опыты повторяют и получают зависимость энергоемкости разрушения толщины срезаемого слоя при различных частотах разрушения. Анализ результатов испытаний позволяет определить оптимальные условия

5

разрушения данного вида материала, выполняемого с наименьи1ими для данной крупности кусков разрушения энергозатратами.

В качестве упругих элементов 11 могут использоваться упругие стальные кольца, витые пружины и т.п. элементы, рабочие характеристики ко- 0 торьгх обеспечивают получение усилий, превьш1ающих необходимые усилия для среза образца 10 данного материала.

Упругие элементы 11 могут использоваться также в качестве силоизмери- тельных элементов для определения работы разрушения образца 10 по отдельным сечениям. Матритцз 7 имеют форму дисков, на торцовых поверхностях которых вне места расположения отверстий выполнены продольные относительно направления перемещения выступы и ответные им пазы (не показаны) для ориентировки направлений перемещений матриц 7.

Изобретение обеспечивает условия испытаний, наиболее полно соответствующие реальным условиям разрушения материалов послойным срезом в горной промышленности, что достигается воз-0 можностью послойного разрушения с регулируемым количеством плоскостей среза, регулируемой частотой актов среза, регулируемой толщиной слоев среза и близкими к реальным скорос5 тям смещения частей образца. Полученные оптимальные по энергозатратам условия послойного разрушения могут использоваться при определении режимов работы добычного механизма в ви

5

40 де рекомендаций на оптимальной ско- рости вращения барабана комбайна,

скорости подачи комбайна вдоль забоя и т.п.

45 Формула изобретения

1. Установка для испытания образцов материалов на срез, содержащая основание, нагружающее устройство с

gQ подвижной и неподвижной траверсами, захваты для образца, связанные с наг- ружаюпщм устройством, и упругие элементы, отлич ающая ся тем, что, с целью приближения условий ис55 пытаний к реальным путем обеспечения послойного среза образца по нескольким плоскостям, она снабжена гидроцилиндром со штоком, установленным на основании между траверсами перпен5 I3A32896

дикулярно направлению перемещенияматриц в пакете - количеством плосподвижной траверсы, захваты вьтолне-костей среза. ны в виде пакета контактирующих друг

с другом матриц с совмещенными при2. Установка по п.1, о т л и испытании двумя сквозными отверстия-5 чающаяся тем, что, с целью

ми, одно из которых предназначеноиспытания образца при различных часдля размещения образца, во второмтотах разрушения, она снабжена дополразмещен шток гидроцилиидра, принительным гидроцилиндром со штоком,

зтом упругие элементы по числу мат-установленным на основании соосно

риц установлены между матрицами иtO первому гидроцилиндру, а соотношение

подвижной траверсой, толщииа матрицрабочих сечений штоковых полостей

определяется заданной толщиной пос-гидроцнпиндров задается соотношением

дойного среза образца, а количествочастот разрушения образца.

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного среза образца по нескольким плоскостям. Установка содержит основание 1, нагружающее устр-во с подвижной 2 и неподвижной 3 траверсами. С нагружающим устр-вом связаны захваты, выполненные в виде пакета контактирующих друг с другом матриц (М) 7 с совме-. ценными при испытании двумя сквозны(Л 00 СдЭ ///////////////////////y//// //////// 7//7/ //W/.