Центробежная установка для испытания образцов Советский патент 1989 года по МПК G01N3/10 

11

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для испытания образцов, нагруженных осевой силой и боковым давлением

Целью изобретения является расши- рение технологических возможностей путем обеспечения послойного разрушения образца со сбросом давления в разрушаемом слое.

На чертеже представлена конструктивная схема установки.

Центробежная установка для испытания образцов содержит корпус 1, установленный в нем вертикальный вал 2 с приводом 3 вращения и направлякщей 4 перпендикулярной оси вала 2, захваты 5 и 6 для образца 7, нагружающий механизм, выполненный в виде гидроцилиндра 8, установленного на направ- ляющей 4 с возможностью перемещения вдоль нее, с боковым отверстием 9, перекрытым, первым крайним поршнем 10 Полость гидроципиндра 8 заполнена жидкостью и в ней размещены средние

поршни II и 12, число которых СООТ-.

ветствует количеству слоев нагружения образца.7, и второй крайний поршень 13. Захваты 5 и б связаны с крайними поршнями 10 и 13. Средние поршни 11 и 12 выполнены с осевыми отверстиями в которых размещены захваты 14 для крепления боковой поверхности образца 7. Гидроцилиндр 8 закреплен на направляющей 4 фиксатором 15. Центробежный груз 16 связан с первым край- ним поршнем 10, обращенным к валу 2. Второй крайний поршень 13 соединен с направляющей 4.

Сливное боковое отверстие 9 соединено, с резервуаром 17, перемещающимся совместно с гидроцилиндром 8 и служаш1им для заливки межпоршневых полостей жидкостью. Фиксатор 15 выполнен в виде подпружиненного якоря, взаимодействующего с электромагнит - ной катушкой 18.

Установка работает следующим образом.

Включают привод 3, вращающий вал 2 с направляющей 4, повьщ1ая скорость вращения до. заданной. При этом груз 16 нагружает поршень 10 и создает давление в жидкости, заполняющей межпоршневые пространства в гидроцилиндре 8. Образец 7 обжимается давлением жидкости и частично пригружается осе- вым усилием до деформаций, ойределен- ных сжимаемостью жидкости. При дости

0

11

5 п 5

0

5 .

0

5

082

жении заданной боковой нагрузки подают ток в катушку 18, в которую втягивается фиксатор 15, освобождая гидроцилиндр 8. Под действием центробежной силы от собственного веса гидроцилиндр 8 смещается вдоль направляющей 4 на больший радиус вращения и отверстие 9 поочередно сообщает полости гидроцилиндра 8 со сливным резервуаром 17. При соединении очередной полости с резервуаром 17 происходит падение давления жидкости в данной полости, падение боковой нагрузки на данном участке образца 7 и разрушение его на данном участке. В момент сброса давления в полости нагрузка на остальные полости передается через нагружаемый образец 7, а после его разрушения - через осколки разрушения, поэтому разгрузка образца от бокового обжатия при разрушении очередного слоя не происходит, Б ходе опыта регистрируют диаграммы нагружения всех слоев образца 7 и определяют суммарную энергоемкость разрушения.

Величину бокового обжатия регулируют весом груза 16 и скоростью вращения платформы, скорость перемещения зоны разрушения по длине образца - скоростью вращения платформы и весом гидроцилиндра.8, число слоев нагружения и длину слоев - соответствующим количеством и размещением средних поршней 11 и 12. Рабочей жидкостью при испытании горных пород и большинства подобных материалов может служить глицерин, при испытании менее сжимаемых материалов используют ртуть.

Технические преимущества установки состоят в том, что на ней выполняется новый вид послойного нагружения - с разгрузкой разрушаемого слоя от бокового обжатия. Этот вид испытаний позволяет определять энергоемкость послойного нагружения в условиях, соответствуюп1их реальным условиям разрушения при выбросах и горных ударах в массиве горных пород. Результаты этих испытаний могут использоваться при прогнозе возможности выброса или удара,, при оценке объема разрушения при этих явлениях, при выборе эффективных мер профилактики и предотвращения ударов и выбросов, а также при обсуждении общих проблем механики разрушения твердых тел.

Формула изобретения Центробежная установка для испытания образцов, содержащая корпус, установленный в нем вертикальный вал с приводом вращения и с направляющей, перпендикулярной оси вращения вала, нагружающий механизм, выполненный в виде гвдроцилиндра с осью, перпендикулярной оси вращения вала, установленного на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и имеющего боковое отверстие, поршни, один из которых размещен в полости гидроцилиндра и с возможностью перекрытия бокового отверстия, захваты для образца, один из которых связан с порш

нем, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, остальные поршни размещены в полости гидроцилиндра, -а установка снабжена фиксатором положения гидроцилиндра на направляющей, грузом, установленным на направляющей с возможностью перемещения вдоль нее и связанным с первым крайним поршнем, обращенным к валу, второй крайний поршень закреплен неподвижно относительно направляющей, захваты для образца связаны с крайними поршнями, а размещенные между ними средние поршни выполнены с осевыми отверстиями для крепления в них образца.

Изобретение относится к центробежным установкам для испытания образцов, нагруженных осевой силой и боковым давлением. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения послойного разрушения образца с сбросом давления в разрушаемом слое. Гидроцилиндр (ГЦ) 8 установлен на направляющей 4, которая закреплена на валу 2 перпендикулярно его оси. В полости ГЦ 8 размещены поршни 10,11,12 и 13. Первый крайний поршень 10 связан с захватом 5 и грузом 16, установленным на направляющей 4 с возможностью перемещения вдоль нее. Второй крайний поршень 13 связан с захватом 6 и направляющей 4. Средние поршни 11 и 12 выполнены с осевыми отверстиями для крепления боковой поверхности образца 7. ГЦ 8 закреплен на направляющей при помощи фиксатора 15, а первый крайний поршень 10 перекрывает боковое отверстие 9 в корпусе ГЦ 8. При вращении вала 2 груз 16 нагружает поршень 10 и создает боковое давление на образец 7. В заданный момент фиксатор 15 освобождает ГЦ 8, который, смещаясь, поочередно сообщает полости ГЦ 8 со сливным резервуаром 17 через боковое отверстие 9, обеспечивая падение боковой нагрузки при разрушении образца 7. 1 ил.