Установка для испытания твердых тел при трехосном сжатии Советский патент 1980 года по МПК G01N3/10 

1

Изобретение относится к области испытаний, в частности к нагрузочному оборудованию; оно может быть использовано в горном деле, геологии, строительстве и т.д.

Известна установка для испытания твердых тел при трехмерном напряженном состоянии, включающая источник давления, гидростатически камеры с рабочими полостями, снабжные плунжерами, последовательно соединенными между собой и с поршнем гидравлического пресса 1.

Недостаток указанной установки состоит в том, что осевое давление в гидростатических камерах создает с помощью гидрОцилиндров, а боково давление - за счет гидростатического сжатия рабочей среды. Установ ка нуждается во внешнем источнике давления, а также не предусмотрены длительные испытания.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является установка для испытания твердых .тел при трехосном сжатии, содержащая заполненную рабочей средой гидростатическую камеру, выполненную

внутри с кольцеобразным опорным выступом, крышку , поджимаемую к этому выступу,установленный внутри камеры пуансон,выполненный с возможностью перемещения вдоль продольной оси-и

предназначенный для установки испытуемого образца, и привод пуансона 2 .

Недостаток известной установки заключается в том, что давление в гидростатической камере создается с помощью сложной электрогидравлической системы При этом возникают трудности в обеспечении стабильности создаваемого давления, особенно при длительных испытаниях, а также необходимы внешние источники энергии, что npHBo,iitrr к большим энергетическим затратам.

Целью изобретения является снижение энертетических затрат установки.

Цель достигается тем, что гидростатическая камера выполнена герметичной, привод установле н в камере, а установка снабжена диафрагмой с центральным отверстием, размещенной на кольцевом опорном выступе, пятой взаимодействующей с пуансоном н

подпружиненной в направлении его движения, и плунжером, расположенным на выходномВалу привода и взаимодействующим с пятой.

На фиг Л изображена конструктивная схема предлагаемой установки; на фиг.2 - схема подготовки установки к работе; на фиг.З - тарировочныёграфики связи между давлением на крышку Р и ее перемещением Л .

Установка для испытания твёрдых тел содержит заполненную ,рабочёй средой герметичную гидростатическую

камеру 1, выполненную внутри с кольцеобразным опорньЛм 1зыступом 2, крышку 3, поджимаемую к выступу 2 с помощью прижимных винтов 4 с упорными подшипниками 5, установленный внутри камеры пуансон 6, выполненный с возможностью перемещения вдоль Продольной оси. Образец 7 помещен под шаровую опору 8 на пуансон 6. В камере 1 установлен привод 9.

Установка снабжена диафрагмой 10 с центральным отверстием 11, размещенной на кольцевом опорном выступе 2, пятой 12, взаимодействующей с пуансоном б и подпружиненной в направлении его движения пружиной 13. Плунжер 14 связан через полумуфту 15 с редуктором 16 привода 9. На пяте 12

и плунжере 14 имеются, кольцевые выточки под шарики 17, предназначенные для СНИЖЕНИЯ трения между ними. Кроме того,установка снабжена индикатором 18 перемещений, на ножке которого имеется головка со сферической выемкой 19,-а также опорой 20, устанавливаемой над камерой при снятой крышке 3.

Установка работает следующим i образом.

После установки образца 7 закручивают прижимные винты 4. В результате нижняя часть крышки 3 перемещается внутрь камеры 1, при этом пружина 13 сжимается, создавая осевое давление на образец 7, а рабочая среда вытесняется погружаемым образцом. Излишки масла выходят

Через зазор .междук эышкой 3 и корпусом камеры 1, При достижении крышкой 3 диафрагмы 10 и ее сжатии вькод масла прекращается и начинается PQCT бокового давления на образец. Давление рабочей среды увеличивается пропорционально перемещению крышки. АПросачивание масла из камеры исключается тем, что упругая прокладка работает в условиях объемного сжатия, т.е. чем больше давление рабочей среды, тем сильнее распор упругой прокладки в кольцевом з&зоре между нижним торцом крышки и

верхним опорным выступом камеры и тем лучше эффект уплотнения. В результате этого обеспечивается стабильность бокового давления, в

течение длительного времени без прменения внешних источников давлени

Тарировка установки заключается в сЛёдуюцем. ,

Вначале определяют связь между перемещениями крышки 3 относительн корпуса камеры 1, заполненной маслом, и внешним усилием при отсутствии пружины 13 и образца 7, а затем устанавливают связь между перемещениями крышки 3 относительн

корпуса камеры 1 и давлением при наличии пружины и шаблона, заменяющего образец. Первая связь характеризует упругость мембраны R, f ( Х ); работающей в условиях объемного сжатия, создаваемого маслом. Вторая связь/J /(о)арактеризует осевое давление на образец. Перед испытанием система осевого нагружения выводится на нулевой уровень, для чего, пользуясь графиком, определяют значение Л, соответствующее той боковой нагрузке, НУ которой предполагается проводить испытания. Индикатор 18 перемещений, на ножке которого имеется головка со сферической выемкой 19, устанавливают над камерой на свободно лежащей опоре 20 при снятой крышке. Нулевое положение индикатора перемещений фиксируется при свободном касаний ножки индикатора поверхности мембраны, после чего индикатор устанавливают над опорой с шариком. Затем, пользуясь приводом 9, перемещают плунжер 14 до того момента, когда опора с шариком выводит стрелку индикатора на необходимую величину Дх) . После этого поднимают систему осевого нагружения на высоту Д.о / равную величине сжатия пружины, найденную из тарировоного графика, и обеспечивающую заданную осевую нагрузку на образец. .Цалёе устанавливают крышку и производят нагружение образца. Измерени деформаций образца осуществляют известными способами.

Описываемая установка проста по конструкции, не требует больших затрат на изГотовлёние и значительно снижает энергетические затраты, так как .не нуждается во внешних ,источниках постоянного давления.

Формула изобретения

Установка для испытания твердых тел при трехосном сжатии, содержащая заполненную рабочей средой

гидростатическую камеру, выполненную внутри с кольцеобразным опорном выступом, крышку, поджимаемую к этому выступу, установленный вНутри камеры пуансон, выполненный с