Маятниковый копер Советский патент 1953 года по МПК G01N3/02 G01N3/06 

Для исследования процесса динамического разрушения горных пород на месте их залегания в естественных условиях известно применение маятниковых копров.

Предлагаемый маятниковый копер отличается от известных тем, что между бойком маятника и исследуемой горной породой свободно помещена пика, расположенная в направляющей, монтированной на той же стойке, что и ось подвеса маятника, с возможностью их взаимного смещения вдоль стойки.

Этим обеспечивается возможность изменения величины ударяющей массы без передачи ударной нагрузки на подшипники маятника.

С целью сохранения неизменного взаимного расположения торца пики и ударной плоскости бойка маятника, ось подвеса маятника расположена в кронштейне, выполненном подвижным в направлении, параллельном перемещению пики, и допускающем смещение на величину внедрения ее в породу после каждого удара.

На фиг. 1 и 2 представлен предлагаемый копер в двух проекциях; на фиг. 3 - разрез по ЛЛ на фиг. 2.

Предлагаемый маятниковый копер выполнен в виде маятника,монтированного на вертикальной стойке, несущей направляющую, в которой свободно помещена пика, расположенная между бойком маятника и исследуемой горной породой.

Ударная часть маятника - боек /, имеющий форму двутавра, соединен двумя парами тяг с двумя ушками. Это соединение может быть выполнено либо жестким (как показано на чертеже), либо разъемным. В последнем случае масса бойка может выбираться различной - в зависимости от исследуемого режима разрушения.

К бойку / прикреплена болтами планка 2, которая при износе может быть заменена другой.

Ушки опираются на горизонтальную ось 5, покоящуюся в двух шарикоподшипниках, установленных во втулке.

Втулка жестко соединена с подающим винтом 4 кронштейна.

служащим для перемещения оси маятника в горизонтальном направлении.

Механизм подачи кронштейна показан отдельно на фиг. 3. При вращении гайки 5 по часовой стрелке (вид со стороны маятника) винт 4, имеющий правую резьбу, выдвигается из гайки наружу и тем самым перемещает ось 3 маятника вперед. В это же время контргайку 6 вращают также по часовой сС,релке, давая винту 4 возможность продвигаться в указанном направлении..После установки винта 4 в требуемое положение контргайку 6 слегка поворачивают против часовой стрелки, чем создается натяг винта и, следовательно, фиксация положения оси маятника. Аналогичным образом винт может быть подан в обратную сторону.

Описанный механизм нодачи кронштейна позволяет всегда иметь центральный удар; после каждого удара по пике ось подвеса маятника передвигается на расстояние, равное величине внедрения пики в породу.

Гайка 5 и контргайка 6 входят в верхпий шаровой шарнир 7, зажимаемый двумя щеками 8 при помощи стяжного болта 9. Шаровой шарнир дает возможность при любом положении стойки в забое направить ось подающего винта под теми или иными углами к плоскости напластования и к груди забоя, обеспечить качание маятника в строго вертикальной плоскости и повернуть маятник вместе с шарниром вокруг вертикальной оси, проходящей через последний, на 180°.

Положение гайки о фиксируется не только контргайкой 6, но и стопорным винтом, нроходящим через тело шарового шарнира. Конец этого винта входит в кольцевую канавку гайки.

Для того, чтобы подающий винт не поворачивался вокруг своей оси, он соединен с шаровым шарниром скользящей шпонкой (на фиг. 3 показан шпоночный паз в подающем винте).

Каждая из щек 8 скреплена с coeдинитejlьнoй планкой 10 зашплинтованным болтом //. Планка 2 закреплена на стойке 12 двумя парами хомутов 13 и болтами 14.

Стойка 12 представляет собой обыкновенный винтовой домкрат. Выдвижной конец ее при установке прибора упирается в кровлю. К стойке приварена плита 15, устанавливаемая на почве. При работе в лабораторных условиях конструкция стойки может быть несколько иной.

Пика 16 расположена в направляющей, образованной нижним шаровым шарниром 17 с втулкой 18. Последняя скреплена с шаровым шарниром 17 тремя шурупами 19. Нижний шаровой шарнир /7 дает возможность после окончания монтажа прибора в забое расположить ось направляющей параллельно оси подающего винта.

Подвеска направ.ляющей пики независимо от маятника позволяет всегда - даже при изменении величины ударяющей массы - совместить центр удара маятника с серединой площади соприкосновения бойка с пикой и,следовательно, полностью разгрузить подшипники маятника от ударных нагрузок.

Пика 16 имеет хвостовую часть (цилиндрическую), скользящую во втулке 18, и ударную часть той или иной формы. Эти части выполняются либо разъемными (на резьбе), либо свариваются вместе, либо изготовляются из цельного куска металла.

Для фиксации положения маятника, отведенного на ту или иную высоту, служит обыкновенная пружинная защелка.

Циферблат 20 жестко скреплен со втулкой, в которой покоится ось подшипника, и подающим винтом 4. На втулку свободно насажена стрелка. Стрелку устанавливают против того или иного отверстия в циферблате в тех случаях, когда надо последовательно сбрасывать маятник с одной и той

же высоты и заранее отметить требуемый угол подъема маятника.

Регистрирующее приспособление устроено, следующим образом.

К одному из ушек маятника приварена втулка, на которую свободно насажен металлический барабан. Для того, чтобы при качании маятника барабан поворачивался заодно со втулкой, последняя снабжена продольной канавкой, а через тело .барабана -пропускается стопорный винт. Это позволяет передвигать барабан вдоль оси втулки и каждый раз закреплять его в нужном положении.

На боковую поверхность барабана наворачивается и закрепляется миллиметровая бумага.

К подающему винту 4 присоединена державка, в которую вставляется карандаш (или перо). На тупой конец карандаша навешивается небольшой груз, чем обеспечивается карандаша к

Предмет изобретения

1.Маятниковый копер для ис следования процесса динамического разрушения горных пород на месте их залегания в естественных условиях, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения величины ударяющей массы без передачи ударной нагрузки на подшипники маятника, между бойком маятника и исследуемой горной породой свободно помещена пика, расположенная в направляющей, монтированной на той же стойке, что и ось подвеса маятника, с возможностью их взаимного смещения вдоль стойки.

2.Форма выполнения маятникового копра по п. 1, отлибумаге. Нри сбрасывании маятника карандаш прочерчивает по бумаге одну дугу, а при отскоке маятника - другую. Хотя вторая дуга ложится на первую, при последующей обработке записи можно без труда рассмотреть, где карандаш прочертил каждую из дуг. Зная диаметр барабана можно определить, какому углу отскока соответствует длина второй дуги. Наконец, имея углы сбрасывания и отскока, а также знаья положение центра тяжести маятника по формулам, известным из теории маятника, вычисляют энергию, затраченную на разрушение.

Перед каждым новым сбрасыванием маятника барабан с бумаrofi передвигается на небольшое расстояние вдоль втулки. В результате этого дуги,соответствующие разным сбрасываниям, будут ложиться на бумагу параллельными рядами.

чающаяся тем, что, с целью сохранения неизменного взаимного расположения торца пики и ударной плоскости бойка маятника, ось подвеса маятника расположена в кронштейне, выполненном подвижным в направлении, параллельном перемещению пики, и допускающем смещение на величину внедрения ее в породу после каждого удара.

3. В маятниковом копре попп. 1 и 2 применение для фиксации углов сбрасывания и отскока маятника регистрирующего приспособления в виде барабана, укрепленного на маятнике с возможностью осевого перелгещения, и неподвижного карандаша.

Чп iVtTi II /

7%1

Фиг. 1

/

Фиг. 2

V