Установка для испытания образцовпРи TPEXOCHOM СжАТии ТипА Советский патент 1981 года по МПК G01N3/08 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к установкам лля испытания образцов мате риалов в условиях трехосного сжатия типа сГ - . Известна установка для испытания образцов при трехосном сжатии, содержащая силовую раму, рабочую камеру, нагрузочный гидроцилиндр, нагрузочный шток и кольцевой компенсационный гидроцилиндр, связанный с нагрузочным штоком 1 Недостатком установки является не удобство обслуживания, вызванное большим весом нагрузочных элементов Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является установка для испытания образцов при трехосном сж тии типа djidrjdj , содержащая сило вую peiMy, корпус рабочей камеры высокого давления со штоком и динс1мометром, гг-едропривод, гидродомкрат, компенсационный гидроцилиндр, источ ник периодической модели жидкости к гидродомкрату и нагружающий узел в виде самотормозящей клиновой пары Недостаток установки - низкая жесткость нагружающей системы и сло ность конструкции, вызванные тем, что в зоне нагружения находятся компенсационный гидроцилиндр, подвижный стол и динамометр. Цель изобретения - повышение жесткости нагружающей системы и упрощение конструкции установки. Поставленная цель достигается тем, что компенсационный гидроцилиндр установлен между гидродомкратом и гидроприводом, а его рабочая площадь уменьшена по сравнению с площадью штока в рабочей камере в п раз, где п - передаточное отношение самотормозящей клиновой пары. Кроме того, корпус рабочей камеры является одним из клиньев нагружающего узла, а динамометр размещен внутри штока рабочей камеры. На фиг. 1 - изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. i; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. Установка содержит силовую раму 1, корпус 2 рабочей камеры высокого давления со штоком 3. В корпусе 2 камеры размещен образец 4 и нагружающий узел в виде самотормозящей клиновой пары, состоящей из клина 5 и корпуса 2 рабочей камеры, который

является одним иэ клиньев, К силовой раме 1 прикреплен корпус 6 гидропривода, в котором размещен корпус 7 гидродомкрата со штоком 8, компенсационный гидроцилиндр 9 со штоком 10, опорный винт 11 компенсационного гидроцилиндра S, опорный винт 12 гидродомкрата с закрепленной на нем шестерней 13, поводком 14 и гайкой 15. Зубчатая рейка 16 находится в зацеплении с шестерней 13, опираясь на съеммые клинья 17 и 18. В контакте с клином 5 находится выталкиватель 19. Рабочая камера 2 высокого давления связана с компенсационным гидроцилиндром 9 трубопроводом 20. Образец 4 установлен на подпятниках 21, к KOTOptJM присоединяется гидроизоляция. Внутри на шток 3 наклеены тензодатчики 22 динамометра. (Источник периодической подачи жидкости на чертеже не гюказан).

Установка работает следующим образом.

В корпусе 2 камеры высокого давления устанавливается образец 4 с по пятниками 21 и гидроизоля-цией в виде эластичной трубки, которая крепится к подпятникам 21. Корпус 2 камеры закрепляется штоком 3, который одновременно является динамометром,так как в центральном отверстии в нем наклеены тензодатчики 22, и он протарирован по нагрузке.

После этого камера устанавливаетСИ в силовой раме 1 на клин 5. Дно корпуса 2 камеры и клин 5 образуют самотормозящую клиновую пару. В камере 2 от внешнего источника давления создается необходимая величина рабочего давления. При этом в компенсационном гидроцилиндре 9 создается давление той же величины, так как жидкость попадает в него по трубопроводу 20. При пульсирующей подаче рабочей жидкости в корпус 7 гидродомкрата от источника давления во время роста давления корпус 7 гидродомкрата через клин 5 давит на корпус 2 камеры, образец 4, шток 3 и деформирует образец 4. При падении давления в корпусе 7 ги,цродомкрата до нуля, шток 10 компенсационного гидроцилинда 9 под действием давления в нем осаживает шток 8 до соприкосновения а дном корпуса 7 гидродомкрата. Следлукжий нагружающий импульс перемещает корпус 7 гидродомкрата уже из нового исходного положения, поэтому высота столба жидкости в корпусе 7 гидродомкрата остается все время минимальной при любом общем ходе клина 5, что .приводит к резкому увеличению жесткости нагружаквдей системы, а зубчатая рейка 16 через шестерню 13 которая неподвижно соединена с винтом 12, доводит винт 12 до соприкосновения со штоком 8 гнцродомкрата. Поводок 14, свободно закрепленный на винте 12 гайкой 15,, перемещает рейку 16 за шестерней 13. Так как площадь штока 10 компенсационного гидроцилиндра 9 уменьшена по сравнению с площадью штока 3 рабочей камеры в соответствии с передаточным отношением самотормозящей клиновой пары 5 и 2, то при вдвижении штока 3 в корпус 2 рабочей камеры суммарный внутренний объем корпуса 2 рабочей камеры и компенсационного гидроцилиндра 9 остается постоянным, и гидростатическое давление, действующее на образец 4, остается постоянным во время осевого кагружения образца 4. Съемные клинья 17 и 18 служат для быстрого распределения и сцепления рейки 16 с шестерней 13 при большой величине хода клина 5 и для возвращения винта 12 в исходное положение в конце испытания. Вынесение компенсационного гидроцилиндра 9 из рабочего пространствл силовой 1 и размещение его за корпусом 7 гидродомкрата приводит к значительному повышению жесткости нагружающей системы.

Совмещение штока 3 с динамометром также повышает жесткость нагружаквдей системы и упрощает обслуживание динамометра, так как тензодатчики 22 находятся в более благоприятных атмосферных условиях, а не внутри корпуса 2 камеры высокого давления. Трение в уплотнениях практически не влияет на работу динамометра, так как низко расположенные в центральном отверстии тензодатчики 22 находятся вне зоны влияния уплотнений.

Предлагаемая установка позволяет проводить более полное изучение физико-механических свойств наиболее хрупких материалов в объемном напряженном состоянии, уточнить энергоемкость и процессы динамического разрушения горных пород при горных ударах и выбросах, а также в процессе поддержания капитальных выработок. Уточнить паспорта крепления горны х выработок и прогноз горных ударов.

Формула изобретения

1. Установка для испытания образцов при трехосном сжатии типа (У i d содержащая силовую раму, корпус рабочей камеры высокого давления со штоком и динамометром, гидропривод, гидродомкрат, компенсационный гидроцилиндр источник периодической подачи жидкости к гидродомкрату и нагружающий узел в виде самотормозящей клиновой пары, отличающаяся тем, что, с целью повышения жесткости нагружакндей системы и упрощения конструкции установки, ксмпенсационный гидроцилиндр 5 установлен между гидродомкратом и