Устройство для испытания материалов на трение Советский патент 1990 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в лабораториях физико-механических исследований горных пород и других материалов,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки.

На фиг, 1 изображена схема устройства, вид спереди; на фиг, 2 - то же, вид сверху,

Устройство содержит основание 1, установленный на нем на оси 2 маятник размещенный на штанге 3 маятника захват 4 образца 5, захват 6 контробраз- ца 7, узел 8 нагружения образца и контробразца и механизм взаимного перемещения захватов, Устройство снабжено силовой пружиной 10 с натяжным приспособлением 11, закрепленным на основании 1, и ограничителем 12 деформации пружины. Механизм взаимного перемещения захватов выполнен в виде гибкой тяги 9, один конец которой соединен с захватом 6 контробразца 7, дру- гим - с силовой пружиной 10, и блока 13, установленного на оси 2 маятника 3 и огибаемого тягой 9,

Для обеспечения поворота штанги 3 в плоскости, не совпадающей с плос- костью расположения натяжного приспособления 11, блок 13 выполнен в виде втулки, размещенной на оси 2 штанги, и к блоку прикреплены навитые концы 14 и 15 тяги 9, Тяга выполнена в виде стальной ленты и состоит из двух частей 14 и 15, навитых на общей втулке. Штанга 3 соединена с осью 2 кронштейном 16, Ограничитель 1 имеет возможность изменять свое положение на направляющих 17, На конце пружины установлен упор 18, взаимодействующий с ограничителем 12, Узел 8 нагружения выполнен в виде болтов и

5

c

п

5

,. 0

$

50

55

перемещаемой болтами площадки 19, вдоль которой смещается захват 6, На конце штанги установлен груз 20, Лтан- га имеет фиксатор 21 исходного положения.

Устройство работает следующим образом.

Вращением болтов узла 8 нагружения перемещают площадку 19 и поджимают образец 5 и контробразец 7 друг к другу. Вращением винта натяжного приспособления 11 задают начальный натяг пружины 10 в соответствии, например, с уровнем сдвигающей нагрузки, длительно действующий до начала подвижек на слоях пород в шахте. Устанавливают в исходное положение ограничитель 12 путем перемещения его вдоль направляющих 17 с последующим закреплением. Положение ограничителя выбирают так, чтобы иметь заданную предельную деформацию пружины 10, создающую заданную нагрузку перехода от постепенного к ударному росту сдвигающего усилия. Фиксатором 21 освобождают штангу 3 маятника. При повороте штанги тяга 9 деформирует пружину 10, и на захвате 6 появляется постепенно нарастающее сдвигающее усилие, В момент контакта упора 18 и ограничителя 12 перемещение тяги прекращается и дальнейший поворот штанги приводит к резкому увеличению скорости движения контробразца 7 по поверхности образца 5 за счет ударного нарастания сдвигающей нагрузки. Перемещение контробразца 7 вдоль поверхности образца 5 продолжается до полной реализации энергии маятника, Определяют работу, совершенную энергией маятника, по перемещению контробразца вдоль образца, для чего определяют длину пути смещения контробразца по поверхности образца. Следующие опыты проводят при новом положении ограничителя 12, что дает новый уровень нагрузки смещения в момент перехода от плавного к ударному нарастанию нагрузки. Сравнение работ показывает влияние этого показателя на энергопоглощение при трении при одном и том же запасе энергии. Для испытаний при постепенном нарастании сдвигающего усилия с медленной скоростью ограничитель 12 не применяют, при нарастании с ударной скоростью ограничитель 12 в исходном положении штанги уста- д навливают в контакте с упором 18. Опыты проводят при разных усилиях поджа- 1тия образца и контробразца (регулиру- ют узлом 8), при разных запасах энерваний на образцах горных пород могут использоваться при составлении балан- сов энергии вмещающих пород при статических и динамических (типа горных ударов, выбросов) процессах в горной механике.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на трение, содержащее основание, установленный на нем на оси маятник, размещенный на штанге маятника захгии на системе (регулируют весом гру- 5 ват., образца, захват контробразца, узел

за 20), при разных диаграммах плавного нарастания сдвигающего усилия (регулируют начальным натягом пружины и характеристикой ее жесткости).

Использование предлагаемого устройства позволяет исследовать зависимость энергопоглощения при трении от соотношения усилий на статическое нарастание нагрузки сдвига и ударный сдвиг. Переход от статическо го ,. нарастания сдвигающего усилия с медленным перемещением или без перемещения к ударному нарастанию сдвигающих усилий с динамическим перемещением имеет место при подвижках слоев горизонтальных пород, поэтому результаты исследонагружения образца и контробразца и механизм взаимного перемещения захватов, отличающееся тем, что, с цЈлью расширения функциональных воз20 можностей путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки, оно снабжено силовой пружиной с натяжным приспособ25 лением, закрепленным на основании, и ограничителем деформации пружины, механизм взаимного перемещения захватов выполнен в виде блока, установленного на оси, и огибающей его гибкой тяги,

эд одним концом соединенной с захватом контробразца, а другим - с силовой пружиной,

ваний на образцах горных пород могут использоваться при составлении балан- сов энергии вмещающих пород при статических и динамических (типа горных ударов, выбросов) процессах в горной механике.

Формула изобретения

Устройство для испытания материалов на трение, содержащее основание, установленный на нем на оси маятник, размещенный на штанге маятника захват., образца, захват контробразца, узел

нагружения образца и контробразца и механизм взаимного перемещения захватов, отличающееся тем, что, с цЈлью расширения функциональных возможностей путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки, оно снабжено силовой пружиной с натяжным приспособлением, закрепленным на основании, и ограничителем деформации пружины, механизм взаимного перемещения захватов выполнен в виде блока, установленного на оси, и огибающей его гибкой тяги,

одним концом соединенной с захватом контробразца, а другим - с силовой пружиной,

Изобретение предназначено для исследования образцов горных пород и других материалов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем испытания как при постепенном нарастании, так и при переходе от постепенного к ударному нарастанию сдвигающей нагрузки. Устройство, содержащее основание 1 с маятником 3 и захватами 4, 6 соответственно образца 5 и контробразца 7, снабжено силовой пружиной 10 с ограничителем 12 и гибкой тягой 9. При повороте маятника пружина 10 деформируется и создает постепенно нарастающее сдвигающее усилие на поджатых друг к другу образце 5 и контробразце 7. При взаимодействии пружины 10 с упором 18 сдвигающее усилие нарастает динамически. Данное устройство используют при изучении энергопоглощения при подвижках в горных породах. 2 ил.

16

/

&г.2