Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь-среда Советский патент 1988 года по МПК G01M7/00 

О О5

ел

М

Изобретение относится к горной промьш - ленности и предназначено для исследования динамических процессов при моделировании проявлений горного давления.

Цель изобретения -, расширение функциональных возможностей стенда.

На чертеже представлена принципиальная схема стенда для исследования динамических процессов в системе крепь - среда.

Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь - среда содержит станину 1, укрепленный на ней нож 2 и опертый на последний рычаг 3, планку 4, опирающуюся на острие конца рычага 3, последовательно связанные с вторым концом рычага 3 упругую скобу 5 с тензодат- чиком б, тягу 7, горизонтальный рычаг 8 и груз 9, нижнюю планку 10, связанный с ней второй рычаг 11, шарнирно опертый на станину I и имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодат- чиками 14, шарнирно связанную с первым рычагом 3 и опертую на ограничитель 12 хода, траверсу 15 с направляюц ими 16 н грузом 17, гидроцилиндр 18, связанный с траверсой 15 и имеющий датчик 19 давления и манометр 20, тяги 21 с тензо- датчиками 22, связанные с гидроцилиндром 18, пьезодатчики 23 и 24, расположенные на планках 4 и 10.

Исследование динамических процессов в I системе крепь - среда в условиях труднообрушиваемых кровель осуществляется следующим образом.

Для образования расслоения и последующего обрушения пород сверху на консоль модели породного массива по направляющим сбрасывается груз, создающий отрывное усилие пород одна от другой и ударные динамические нагрузки.

Перемещая траверсу 15 можно произвести удар в любом месте защемленной плиты и определить переходные процессы в зависимости от глубины проникновения за- |щемленной плиты вглубь угольного массива. Таким образом, можно записать напряжения, возникающие в системе крепь - среда, определить коэффициенты концентрации напряжения в данной системе, а также получить все необходимые данные для описания переходных процессов в системе крепь - среда.

С помощью пьезодатчиков 23 и 24 определяются основные динамические параметры в системе крепь - среда - скорость нарастания динамической нагрузки на грани- , це контакта крепь - среда, время реакции крепи на динамические нагрузки, скорость передачи напряжений и смещений в породном массиве, а с помощью тензодатчиков, 6, 14, 22 - податливость моделируемой крепи, оценки динамических усилий при расслоении на границе слоя или по Слою.

Давление или смещение кровли выработки воспринимается планкой 4, длина которой

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

равна ширине поперечного сечения модели. Конфигурация поверхности планки 4, контактирующей с кровлей, может быть разной в зависимости от конструкци Й и характера расположения верхнего строения моделируемой крепи. На чертеже показаны выступы планки 4, которые могут быть сечениями продольных верхняков, воспроизводящих необходимые форму и площадь поверхностей контакта крепи с кровлей.

С помощью предлагаемого стенда можно воспроизводить в м-одели работу крепей различных жесткости и несущей способности в режиме нарастающего или постоянного сопротивления. Например моделируемая крепь имеет характеристику нарастающего сопротивления до некоторой предельной нагрузки, после чего крепь переходит на работу в режиме постоянного сопротивления. При этом задана и жесткость крепи на участке нарастающего сопротивления. Тогда исходя из масштаба модели, щирины ее поперечного сечения и пользуясь условиями подобия, характеристики, заданные для натурных условий, можно пересчитать в соответственные характеристики для условий модели. При этом силовые характеристики рассчитываются на всю ширину модели, поскольку планка 4 устройства воспринимает давление с этого участка модели.

Груз 9 устанавливается на рычаге 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый весом самого рычага и груза относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием рассчитанного ранее предельного .усилия на планке 4. Заданная на участке нарастающего сопротивления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных подущек на полках скобы 5 с учетом соотношения плеч рычага 3.

Перестановкой указанных опорных подущек может быть достигнуто увеличение жесткости в 25-30 раз относительно минимальной жесткости.

Формула изобретения

Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь - среда, включающий станину, укрепленный на станине нож, и опертый на него рычаг, планку опирающуюся на острие конца рычага, и последовательно связанные с вторым концом рычага упругую скобу с тензодатчиком, тягу с горизонтальным рычагом и грузом, отличающийся тем, что, с целью расщире- ния функциональных возможностей, он снабжен нижней планкой, связанным с ней вторым рычагом, шарнирно опертым на станину и имеющим ограничитель хода, стойкой с тензодатчиками, щарнирно связанной с первым рычагом и опертой в ограничитель

1406457 34

хода второго рычага, траверсой с направ-ления и манометр, связанными с гидроциЛЯЮЩ.ИМИ и грузом, гидроцилиндром, связан-линдром тягами с тензодатчиками и расионым с траверсой и имеющим датчик дав-ложенными на планках пьезодатчиками.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Стенд содержит станину 1, на которой укреплены нож 2 и опертый на него рычаг (Р) 3, планку (П) 4, опираюш,уюся на острие конца Р 3, и последовательно связанные с вторым концом Р 3 упругую скобу 5 с тензодатчиком 6, тягу 7 с горизонтальным Р 8 и грузом 9. Стенд имеет нижнюю П 10, связанный с ней второй Р 11, шарнирно опертый на станину 1 и имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодат- чиками 14, шарнирно связанную с Р 3 и опертую на ограничитель 12 Р 11, траверсу 15 с направляющими 16 и грузом 17, гидроцилиндр 18. Последний связан с траверсой и имеет датчик 19 давления и манометр 20, связанные с гидроцилиндром 18 тягами 21 с тензодатчиками 22 и расположенные на П 4 и 10 пьезодатчиков 23 и 24. Груз 9 устанавливают на Р 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый массой Р 8 и груза 9 относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием предельного усилия на П 4. За- данная на участке нарастающего сопротив- S ления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных юдушек на полках / скоб 5 с учетом соотношения плеч Р 3. Перестановкой указанных подушек достигают увеличение жесткости в 25-30 раз относительно минимальной жесткости. 1 ил. 5