Стенд для нагружения образцов горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

1

Изобретение относится к технике стендовых испытаний механических свойств горных пород и других твердых материалов.

Известны стенды для нагружения образцов твердых пород, включающие нагружающее устройство, активный и пассивный захваты, регистрирующее устройство, и датчик, выход которого соединен с регистрирующим устройством 0.

Недостатком таких стендов является отсутствие механизма измерения амплитуды смещения активного захвата, что снижает точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является стенд для нагружения твердых материалов, включающий корпус, нагружающее устройство в виде возбудителя осевых переменных нагрузок с штоком, нагружаемый образец, установленный в пассивном и активном захватах с сферическими шарнирами, датчики поперечных ускорений активного захвата и регистрирующую аппаратуру f2j.

Недостатком таких стендов являются большие величины поперечных составляющих виброускорений, что снижает точность измерений.

Цель изобретения - повышение точ,ности результатов усталостных испытаний за счет снижения величин поперечных составляющих виброускорений возбудителя осевых нагрузок.

Поставленная цель достигается тем, что стенд для нагружения образцов

5 твердых материалов, включающий корпус, нагружающее устройство в виде

возбудителя осевых переменных нагрузок с штоком, нагружаемый образец, установленный в пассивном и активном захватах с сферическими шарнирами, датчики поперечных ускорений активного захвата и регистрирующая аппаратура, снабжен двумя последовательно со3 ,9 единенными червячными парами с смещенными осями их колес, при этом каж дый червяк снабжен фиксатором, один из которых жестко соединен с корпусо стенда, а другой жестко связан с па сивным захватом, центр сферического шарнира Kbtoporo смещен относительн оси его червячного колеса. Кроме того, фиксаторы выполнены виде хомутов, охватывающие червячны колеса. На фиг.1 показана кинематическая схема стенда для нагружения образцо твердых материалов, общий вид; на фиг,2 - механизм червячных пар, общ вид; на фиг.З - сечение А-А на фиг. Стенд для нагружения образцов тв дых материалов включает нагружаемый образец 1, установленный в пассивно 2 и активном 3 захватах, которые имеют сферические шарниры и 5. Между пассивным захватом 3 и кор пусом 6 стенда расположен механизм ,червячных пар, осуществляющий наклон оси образца на угол Л относительно оси сферического шарнира 5 захвата 3. Механизм че эвячных пар содержит две последовательно соединенные чер вячные пары, червячные колеса 7 которых имеют эксцентриситет е. Оба червячные колеса выполнены как одно целое. ФиЛатор 8 червяка 9 соединен с пассивным захватом 2; а фиксатор 11 червяка 10 жестко связан й корпусом 6 стенда, при этом оба фиксатора выполнены в виде хомутов, охватывающих венцы b червячных колес с радиальными прорезями с у стяжных болтов 12. Центр шарнира f расположен эксцентрично относительно оси цилиндрической поверхности b в фиксаторе 8 подвижного червяка 9. К активному захвату 3 жестко присоеди нены датчики 13 поперечных виброускорений, расположенные равномерно по окружности на рав.нрм расстоянии от оси образца 1, а к боковой повер ности образца 1 - датчики деформации It. Датчики 13 и Н подсоединены к регистрирующей аппаратуре 15. Установка работает следующим образом. Возбудитель 1б Неременных нагрузок через шток 17 генерирует виброускорение с амплитудным значением а , направленные под углом of. к рабочему направлению (к оси образца на фиг.1) с составляющими рабочему направлению и а, в поперечном направлении. С целью исключения поперечной составляющей виброускорений Яу , образец 1 поворачивают относительно центра шарнира 5 до совпадения его оси с направлением вектора виброускорений а (на угол oiна фиг.1), для чего ослабляют шарниры 5 и стяжные болты 12. При переменном вращении червяков (цилиндрические поверхности b венцов червячных колес вместе с цилиндрическими поверхностями в фиксаторах 8 и 11 в этом случае будут служить подшипниками скольжения), наклоняют ось образца 1 в направлении угла сИ , считанного с регистрирующего устройства 15, затягивают шарниры 5 и болты 12, включают возбудитель 1б пе ременных нагрузок и считывают с регистрирующей аппаратуры новые значе-. ния а)«. поперечной составляющей виброускорений. Регулировку ведут до исключения поперечной составляющей виброускоре-ний а . Применение предложенного устройства позволяет упростить, удешевить исследования, а также повысить точность измерений. Формула изобретения 1. Стенд для нагружения образцов горных пород, включающий корпус, нагружающее устройство в виде возбудителя осевых переменных нагрузок по штокам, нагружаемый образец, установленный в пассивном и активном захватах со сферическими шарнирами, датчики поперечных ускорений активного захвата и регистрирующую аппаратуру, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результатов испытаний за счет снижения величин поперечных составлякмцих виброускорений возбудителя осевых нагрузок, он снабжен двумя последовательно соединенными червячными парами со смещенными осями их колес, при этом каждый червяк снабжен фиксатором, один из которых жестко соедине1н с корпусом, а другой жестко связан с пассивным захватом, центр сферического шарнира

которого смещен относительно оси его червячного колеса.

2. Стенд ПОП.1, отличающийся тем, что, фиксаторы выполнены в виде хомутов, охватывающих червячные колеса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ff , кл.С 01 М 7/00, 1961.

2.Авторское свидетельство СССР № i 66425, кл.С 01 N 3/38, 1975 (прототип).

е

фа2.2.

А-А