Устройство для полевых испытаний горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для опредёле ния механических характеристик горных пород, грунтов, в полевых условиях.

Известно устройство для испытания горных пород в полевых ycлOвияx coдepжёщее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пару пуансонов установленных в корпусе перпендикулярно его оси, привод осевого перемещения пуансонов to штангой.

Недостаток устройства состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при регулировании соотношения усилий на пуансонах при нагружении затухающими колебания1у1И нагрузки.

Более близким по конструкции и достигаемому положительному аффекту к предлагаемому является устройство для испытания горных пород в полевых условиях. Устройство содержит цилиндрический корпус для размещения в скважине, пару пуансонов, установленных в корпусе перпендикулярно его оси, привод перемещения пуансонов, шарнирно связанный с пуансонами и включающий штангу, груз, свободно установленный на штанге, пружину, связывающую груз со штангой. Устройство работает при нагружении пуансонов затухающими колебаниями нагрузки, что сближает его с предлагаемым по достигаемому эффекту.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не позволяет регулировать соотношение нагрузок на пуансонах. Нагружение проводится при одинаковых усилиях на пуансонах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения испытаний при регулируемом соотношении усилий, прикладываемых к пуансонам.

Цель достигается тем, что устройство снабжено двуплечим рычагом, плечи которого шарнирно соединены с соответствующими пуансонами, втулкой, подвижно размещенной на рычаге, колесом, на торце которого закреплена втулка перпендикулярно оси вращения, и платформой для перемещения колеса вдоль оси рычага, при этом колесо кинематически связано со штангой.

При такой конструкции устройства соотношение усилий на пуансрнах определяется соотношением плеч рычага, а это соотношение регулируется путем перемещения втулки вдоль рычага. Колесо и втулка необходимы для передачи колебаний нагрузки от движения груза со штангой на рычаг. Этим и достигается поставленная цель.

На чертеже представлена схема установки, общий вид.

Устройство содержит цилиндрический корпус для размещения в скважине 2, пару пуансонов 3, 4, установленных в корпусе перпендикулярно его оси, привод осевого перемещения пуансонов, шарнирно связанный с пуансонами и включающий штангу 5, груз 6, свободно установленный на штанге 5, пружину 7, связывающую груз со штангой.

Устройство снабжено двуплечим рычагом 8, плечи которого шарнирно соединены с соответствующими пуансонами 3, 4, втулкой 9, подвижно размещенной на рычаге, колесом 10, на торцовой поверхности которого закреплена втулка 9 перпендикулярно оси вращения, и платформой 11 для перемещения колеса 10 вдоль оси рычага бГ. Колесо 10 кинематически связано со штангой 6.

Колесо 10 может быть выполнено зубчатым, а на штанге 5 могут быть выполнены зубья на участке 12 для взаимодействия с колесом. Платформа 11 перемещается посредством винта 13 и гайки 14. Усилия на пуансонах регулируются датчиками 15.

Устройство работает следующим образом.

Вращением винта 13 перемещают платформу 11 в положение, при котором создается заданное соотношение плеч рычага 8. Смещают груз 6 вдоль штанги 5 в положение, при котором пружика 7 и колесо 10

создают заданный начальный уровень нагрузки на одном из пуансонов. Освобождают груз, и он под действием пружины 7 совершает возвратно-поступатет.ные перемещения вдоль штанги 5 с затухающей

амплитудой перемещений. Штанга 5 и колесо 10 с втулкой 9 преобразуют эти движения в повороты рычага и в нагружение пуансонов 3 и 4 с соотношением усилий, пропорциональным соотношению плеч рычага 8.

Датчиками 15 регистрируют параметры затухания амплитуды нагрузок и другие параметры испытаний в соответствии с задачами испытаний. Для изменения соотношения нагрузок платформу 11 перемещают в новое

положение и нагружение повторяют.

Использование установки позволит проводить испытания в новых режимах нагружения - при неодинаковом распределении усилий на пуансонах. Это повысит

информативность испытаний.на слоистых горных породах, когда усилия вдавливания пуансонов в отдельные слои необходимо подбирать в соответствии с индивидуальными прочностными свойствами слоев.

Формула изобретения

Устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, пару пуансонов, установленных в корпусе перпендикулярно его оси, привод перемещения пуансонов, шарнирно связанный с пуансонами и включающий штангу, груз, свободно установленный на штанге, пружину, связывающую груз со штангой, о т л и ча ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения испытаний при регулируемом соотношении усилий, прикладываемых к пуансонам, устройство снабжено

двуплечим рычагом, плечи которого шарнирно соединены с соответствующими пуансонами, втулкой, подвижно размещенной на рычаге, колесом, на торце которого закреплена втулка перпендикулярно оси вращения, и платформой для перемещения колеса вдоль оси рычага, при этом колесо кинематически связано со штангой.

- п

Изобретение ртноситсг к испытатель- ной технике и предназначено для определения механических характеристик горных пород, грунтов в полевых условиях. Цель ^ расширение функциональных возможностей гтутем обеспечения испытаний при регулируемом соотношении усилий, прикладываемых к пуансонам (П). Устр-во содержит корпус 1 для размещения в скважине 2 П 3.4, привод перемещения П 3,4 со штангой 5. грузом 6 и пружиной 7. Для испытаний при регулируемом соотношении усилий на П 3.4 устр-во снабжено рычагом 8, втулкой 9, колесом 10 и платформой 11 перемещения колеса вдоль оси корпуса 1. Соотношение усилий на П 3,4 создают перемещением платфьрмы 11 винтом 13 и изменением соотношения плеч рычага 8. Циклическое на- гружение П 3,4 с затуханием амплитуды нагрузки создают посредством перемещений груза 6 вдоль штанги 5 под действием пружины 7 спреобразова>&нием зтих перемещений колесом 10 и втулкой 9с рычагом 8 в осевые перемещения П 3, 4. Используют устр-во при испытаниях в слоистых породах, грунтах. 1 ил.^^И