(21)4159603/22-03
(22)10.12.86
(46) 30.09,88. Бюл. № 36
(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела
(72)Е.В.Лодус
(53) 620.178.7(088.8)
(56) Авторское свидетельство СССР
№ 1305566, кл. G 01 N 3/34, 1985.
(54) УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
МАТЕРИАЛОВ
(57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обеспечения предварительного ударного нагружения образца, перемещающегося в направлении удара. Установка содержит основание I
22
1(Л
4
to
О5
со
4
05
с вертикальными, направляющими 2, грузовую тележку (Т) 3 с осевым отверстием 4, установленную на направляющих 2 и перемещающуюся по ним. На основании 1 соосно отверстию 4 размещен основной винт (В) 5 с приводом 7 вращения. На Т 3 установлены червячные колеса 6, связанные с В 5, стопор 9 перемещения Т 3 и захвать 16, 17 для образца 18 испытуемого материала. В отверстии 4 установлен дополнительньй В П с возможностью осевого перемещения. С В П связаны дополнительные червячные колеса 2, установленные на 1 3. В отверстии 4 размещены распорные приспособления 15, соединенные с захватами 16, 17. На колесах 6 закреплены ступенчатые барабаны 13. Они кинематически связаны с барабанами 4 колес 12, с обеспечением вращения во
1
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к установкам для ударных испытаний на проч- ность образцов материалов( например, образцов горных пород)о
Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения предварительного ударного нагружения образца, переме щающегося в направлении удара,
На фиг. I показана схема предлага емой установки; на фиг. 2 - распорное приспособление.
Установка содержит основание 1 с вертикальными направляющими 2, грузовую тележку 3, выполненную с осевым отверстием 4 и установленную на направляющих 2 с возможностью перемещения, винт 5, установленный на основании 1 соосно отверстию 4 тележки 3. червячные колеса 6, установленные на тележке 3 и связанные с винтом 5, привод 7 вращения, связанный с винтом 5 посредЬтвом червячной пары 8, стопор 9 перемещения тележки 3 с прк способлением 10 для приведения его в действие,дополнительный винт 11,
встречных направлениях. Образец 18 размещают на торце В П и в исходном положении разрушают перемещающийся образец одиночным ударом при столкновении Б 5 с ударником. Скорость предварительного ударного нагружения определяется скоростью падения Т 3 в режиме с остановкой образца 18 после предварительного удара. Скорость . нагружения при разрушении вторым ударом и скорость нагружения при режимах разрушения одиночным ударом определяются скоростью перемещения В 11 относительно В 5 и задаются скоростью падения Т 3 и подбором диаметров барабанов 13, 14. Использование данной установки позволяет оценивать последствия горных ударов и выбросов, находить эффективные меры к снижению объемов разрушения. 2 ют.
установленньш в отверстии 4 тележки 3 с возможностью осевого перемещения дополнительные червячные колеса 12, установленные на тележке 3 и связанные с дополнительным винтом 11, сту- пен хатые барабаны 13 и 14, закрепленные соответственно на осях червячных колес 6 и 12s распорные приспособления 15,, размещенные в отверстии 4 тележки 3, и захваты 16 и 17 для образца 18, соединенные с распорными приспособлениями 15. Распорные приспособления 15 выполнены в виде дисков 19 с радиальными отверстиями, в которых расположены подпружиненные колодки 20, Ступенчатые барабаны 13 кинематически связаны с ступенчатыми барабанами 14 с обеспечением вращения во встречных направлениях. Винт 11 имеет рукоятку 21 для его вращения, а на обращенных друг к другу торцах винтов 5 и 11 установлены ударники 22, являющиеся также силовыми силокзмерителями,
Установка работает следующим образом.
Приспособлением 10 приводят в действие стопор 9 и разблокируют червячные колеса 6. Тележка 3 перемещается по направляющим 2 вниз. Колеса 6, взаимодействующие с винтом 5, вращают барабаны 13, а кинематически связанные с ними барабаны 14 вращают колеса 12 во встречном по отношению к колесам 6 направлении. Бра- щение колес 12 вызывает осевое перемещение винта 11 в направлении перемещения тележки 3 и относительно тележки 3. Образец 18 с захватами 16 и
17и распорными приспособлениями 15 перемещается вниз вместе с тележкой
В зависимости от расположения образца 18 по длине отверстия 4 и от скорости перемещения винта 11 относи тельно тележки-3, что определяется выбором диаметров соединяемых ступеней барабанов 13 и 14, возможны еледующие варианты нагружения образца
18ударами.
При размещении образца 18 вблизи торца винта 5 и сравнительно медленной скорости перемещения винта 11 относительно тележки 3 первый удар наносится по образцу 18 при столкновеНИИ его с торцом винта 5. При этом перемещение образца 18 прекращается. Окончательное разрушение образца 18 производится ударником 22 винта 11.
При раз мещении образца 18 вблизи торца винта 11 и при сравнительно высокой скорости перемещения винта 11 относительно тележки 3 первый уда наносится ударником 22 а торце винта 11. Прк зтом образец 8 ц перемещающийся со скоростью падения тележ- ки 3, получает дополнительное ускорение и направлении перемещения. Окончательное разрушение наступает при столкновении с ударником 22 на торце винта 5. Так выполняются ис- пытания с обеспечением предварительного ударного нагружения перемещающегося образца 18.
При размещении образца 18 в ис-.
ходком положении на торце винта 5 разрушение получают одиночным ударом неподвижного образца- при нанесении удара винтом 11.
При размещении образца 18 на торце винта 11 в исходном положении получают разрушение перемещающегося образца одиночным ударом при столкновении с ударником 22 винта 5,
0
5
0
5 0
5 0 5
0
Скорость предварительного ударного нагр ткения определяется скоростью падения тележки 3 в режиме с остановкой образца 18 после предварительного удара и скоростью движения винта 11 относительно тележки 3 при дополнительном ускорении образца 18 после предварительного удара. Скорость нагружения при разрушении вторым ударом и скорость нагружения при режимах разрушения одиночным ударом определяется скоростью перемещения винта 11 относительно винта 5 и задается скоростью падения тележки 3 и подбором диаметров барабанов 13 и 14.
После разрушения образца 18 стопорят колеса 6 от вращения, включают привод 7 и вращением винта 5 возвращают тележку 3 в исходное положение. Вращением винта 11 с помощью рукоятки 21 возвращают винт II в исходное положение. Для установки нового образца удаляют винт 1I из отверстия 4 тележки 3.
Установка позволяет выполнять ударное разрушени е образца с нанесением предварительного удара по перемещающемуся образцу. При этом пред- варительньй удар может прекратить движение образца или ускорить его движение, как это наблюдается при реальном разрушении сталкивающихся объектов, в частности, горных пород, разрушение которых происходит по такой схеме при горных ударах и внезапных выбросах. Возможность исследования роли предварительного ударного нагружения в окончательном разрушении горных пород позволяет более точно оценивать последствия горных ударов и выбросов, наблюдать и находить наиболее зффективные меры к снижению объемов разрушения при этих явлениях.
Формула изобретения
Установка для ударных испытаний материалов, содержащая основание с вертикальными направляющими, грузовую тележку, выполненную с осевым отверстием и установленную на направляющих с возможностью перемещения, винт с приводом вращения, установленный на основании соосно отверстию грузовой тележки, червячные колеса, установленные на тележке и связанные с винтом, стопор перемещения тележки и зах5
ваты для образца испытуемого материала, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения предварительного ударного нагру- Жения образца, перемещающегося в направлении удара, она снабжена дополнительным винтом, установленным в отверстии грузовой тележки с возмож- костью Осевого перемещения, дополнительными червячными колесами, уста
Фиг. 2
новленными на тележке и связанными с дополнительным винтом, распорными приспособлениями, размещенными в отверстии тележки и соединенными с захватами, и ступенчатыми барабанами, закрепленными на осях червячных колес, при этом ступенчатые барабаны ocHOBHfcix червячных колес кинематически связаны с барабанами дополнительных колес с обеспечением вращения во встречных направлениях.
19 16
