Установка для испытания образцов горных пород Советский патент 1988 года по МПК G01N3/32 

/7

i (/

С

4 U О) СЛ

СО 00

вания части образца при увеличении поверхности обнажения нагруженного участка как при статическом, так и циклическом нагружении. Установка имеет корпус 1, винтовой нагружающий механизм с винтом 2, гайкой 3 и втулкой 4, привод 5, захваты 6 и 7 для образца 8. Для увеличения поверхности о.бнажения нагружаемого участка образца установка снабжена буровой коронкой 9, закрепленной на штанге 10, гайкой 1I и втулкой I2 вращения штанги. Для циклического нагружения образца поверхности осевого отверстия

в торце винта и хвостовика 13 толкателя 14, установленного в это отверстие и подпружиненного пружиной 15, выполнены в виде многогранников, а активный захват 6 и толкатель 14 образуют кулачковую пару. При вращении гайки 11 и втулки 12, обеспечиваемом редуктором 16, с различными скоростями происходит обуривание участка образца под захватом 6. Изменение осевой нагрузки на образец происходит при вращении гайки 3 и втулки 4 с различными скоростями, обеспечиваемом редуктором 17. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытаниям материалов и, в частности, к установкам для исследования деформа- тивности и прочности образцов горных пород при осевом нагружении1 Цель изобретения - приближение условий испытания к забойным за счет деформиро

..1

Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь- зввано для исследования деформационных и прочностных свойств образцов горных пород при осезом нагружешш.

Цель изобретений - приближение условий испытаний к забойным путем деформирования участка цилиндрического образца при увеличении поверхности обнажения, а также расширение функ- циональных возможностей установки путем обеспечения как статического, так и циклического нагружения образца.

На чертеже представлена схема ус- тановки, .общий вид.

Установка содержит корпус 1, размещенный в нем винтовой нагружающий механизм с винтом 2, гайкой 3 и втулкой 4, кинетически связанные с приво- дом 5 вращения, активный захват 6, взаимодействующий с торцом винта 2 нагружамцего механизма, и пассивный захват 7 для образца 8, соединенный с корпусом 1. Установка снабжена бу- ровой коронкой 9 со штангой 10, установленными соосно винту 2 нагружающего механизма, гайкой 1I и втулкой 12 вращения штанги, установленными на штанге неподвижно в осевом направлении и кинематически связанными с приводом с возможностью вращения с различными скоростями.

Гайка нагружающего механизма соединена с приводом 5 с возможностью вращения со скоростью, отличной от

:,-

5

10

15

2035

30

скорости вращения втулки 4 нагружающего механизма, а между винтом 2 и активным захватом 6 установлен имеющий хвостовик 13 толкатель 14, поджатый к винту 2 силовой пружиной 15 и вращающийся совместно с винтом благодаря хвостовику 13, выполненному, как и отверстие э винте, в виде многоугольника.

Возможность вращения гайки 11 и втулки 12 с разными скоростями обеспечивается, например, коническими редуктором 16, а гайки 3 и втулки 4 - редуктором 17. Приспособления 18 фиксируют положение образца 7 относительно корпуса 1.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 5 и через редукторы 16 и 17 приводят пары гайка 3 - втулка 4 и гайка 11 - втулка 12 во вращение с равньпчи в каждой паре скоростями. При этом кулачковая поверхность толкателя 14 обегает кулачковую поверхность на торце активного захвата 6 и посрсздством пружины 15 производит циклическое нагружение участка образца, ограниченного буровой коронкой 9. ,Для изменения осевой нагрузки на этом участке с помощью редуктора 17 увеличивают скорость вращения втулки 4 и винта 2 по отношению к гайке 3. Происходит осевое перемещение вращающегося винта и при- гружение указанного участка йбразца. Для увеличения поверхности обнажения

нагружаемого участка, редуктором 16 увеличивают скорость вращения втулки 12 и штанги 10 по отношению к скорости вращения гайки 11. Происходит осевое перемещение вращающейся штанги с буровой коронкой 9 и обуривание нагружаемого участка. По мере углубления коронки увеличивается поверхность обнажения участка образца. Участок образца внутри коронки работает при одноосном нагружении, Участок перед коронкой находится в сложном напряженном объемном состоянии, как и в забое.

Установка позволяет исследовать деформационные и прочностные свойства породы при различных величинах и скоростях обнажения, при различных величинах осевой нагрузки во время обуривания нагруженного участка (что аналогично различным величинам опорного давления в забое), при различных пределах и частотах изменения циклической нагрузки.

Размеры установки подбирают так, чтобы в сечении участка обуривания располагалось не менее 30 отдельных структурных элементов (зерен) для того, чтобы испытания на одноосное наг- ружение являлось представительным по структуре. Для большинства горных пород этому условию удовлетворяет площадь сечения участка образца диаметром (30-40) мм.

0

Формула изобретения 1« Установка для испытания образцов горных пород, содержащая привод, корпус, размещенньй в нем винтовой нагружакяций механизм, гайка которого кинематически связана с приводом, а винт выполнен с осевым отверстием на торце, соосные с винтом активный захват и связанный с ним толкатель с хвостовиком, размещенным в отверстии винта, подпружиненный к торцу последнего, и закрепленный на корпусе пассивный захват, отлич ающая- 5 с я тем, что, с целью приближения условий испытания к забойным за счет дeфop fflpoвaния части образца при увеличении поверхности обнажения нагру- женного участка, она снабжена охватывающей часть винта штангой в виде трубы с винтовой нарезкой на внешней поверхности и буровой коронкой на торце, а также кинематически связанными с приводом дополнительной гайкой, закрепленной на штанге, и двумя втулками, закрепленными одна на винте, другая - на штанге, а гайки и втулки установлены с возможностью вращения с различны ш скоростями.

0

5

0

5