Файл: Карташов Ю.М. Оборудование для исследования физико-механических свойств горных пород (патентный обзор) [сотрудникам НИИ, проектно-конструкторских и проектных институтов].pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.07.2024

Просмотров: 89

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вод - образец - волновод помещена в охладитель-нагре­ ватель 10. Образец нагревается спиралью 11, а охлаждает­

ся - поступлением хладагента

из сосуда Дюара 12 по

ма­

гистрали 13 в кольцевую щель 14. Темп нагревания

зад а­

ется трансформатором 15, а охлаждения - редуктором

16.

Температура фиксируется термопарой

17. Отличается

уста­

новка применением волноводов

между

образцом и опорами

и повышенной точностью измерений.

 

и

па­

Подробное ознакомление с изобретениями СССР

тентами ряда стран в области лабораторных испытаний

по­

род показывает, что основное

внимание при разработке при­

боров для испытаний уделяется повышению точности

испы­

таний, упрощению методики испытаний

и конструкций

 

при­

боров, а также увеличению объема информации при испыта­ ниях и повышению производительности.

При длительных испытаниях пород большое

внимание

уделено созданию специальных устройств для

длительного

поддержания неизменного во времени давления, упрощению

и

удешевлению испытаний (одновременное испытание

нес­

кольких

образцов, испытание образцов переменного сечения

и

д р .).

При испытаниях пород на релаксацию основной

за ­

дачей является исключение (нля сведение к минимуму) де­ формаций нагружающих устройств для обеспечения необхо­ димой точности испытаний.

Наибольшее число изобретений относится к приборам для исследования свойств пород при объемном сжатии и при длительно действующих нагрузках. Это обусловлено реше­ нием большей части задач горного дела с учетом реологи­ ческих свойств пород и показателей их объемной прочности.

В последнее время в СССР и ряде других стран уделя­

ется большое

внимание усовершенствованию существующих

и разработке

новых конструкций испытательного оборудова­

ния по следующим основным направлениям:

нагружающие устройства для статических испытаний ма­ териалов (где можно пренебречь силами инерции) ;

нагружающие устройства для динамических испытаний материалов (ударное приложение нагрузки, усталостные ис­ пытания, колебания, и др.) ;

устройства для центрирования образцов при испытаниях и способы их закрепления;

системы программного нагружения образцов с регистра­ цией процесса их деформирования;

предохранительные и сигнальные устройства (регистра­ ция момента разрушения образцов, предохранение элемен­ тов испытательного оборудования от различного рода удар­ ных воздействий и т . д . ) .

НАГРУЖАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ И ДИНАМИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД

Основными направлениями в разработке, новых

конструк­

ций нагружающих устройств для статических

испытаний

различных материалов являются создание

малогабаритных

устройств, упрощение конструкций и повышение

рабочего

усилия прессов при неизменных габаритах последних.

Устройство гидравлического пресса [62]

отличается от

Известных тем, что с целью сокращения габаритов и умень­ шения металлоемкости в колоннах выполнены две сквозные продольные и диаметрально противоположно расположенные прорези с брусьями, установленными с возможностью воз­ вратно-поступательного перемещения и соединяющие под­ вижную траверсу с силовыми цилиндрами. На подвижной траверсе 1 (рис. 9, а) жестко' закреплены трубчатые напра­ вляющие колонны 2 с перемещающейся по ним подвижной траверсой 3. Для жесткости верхние торцы колонн связаны между собой рамой 4 с цилиндрическими заточками. Внут­

ри каждой колонны смонтированы штоки 5

с поршнями 6.

Уплотнительные элементы штока - манжеты 7,

регулиро­

вочная гайка 8 и втулка 9 - смонтированы

в

резьбовой

крышке 10. В верхней части колонн выполнены

сквозные

вертикальные прорези 11, в которых установлены брусья 12,

соединяющие ползуны 13 с подвижной траверсой.

Брусья

зафиксированы в ползунах стопорными винтами 14.

В рас­

точки подвижной траверсы запрессованы втулки 15,

кото­

рыми траверса направляется по колоннам. От гидросистемы подается давление в штоковые полости колонн, а поршне­

вые полости соединяются со

сливом.

При этом поршни че­

рез штоки тянут ползуны 13

вниз. Ползуны

соединены

брусьями 12 с подвижной траверсой,

которая опускается по

колоннам вниз, совершая рабочий ход. Давление

от гидро­

системы подается в поршневые полости колонн,

а штоковые

30

полости соединяются со сливом. При этом поршни через штоки толкают ползуны 13 вверх, и они через брусья под­

нимают траверсу по колоннам.

В результате этого

совер­

шается обратный ход.

 

 

Значительное уменьшение габаритов пресса осуществле­

но в другой конструкции [63],

основными элементами кото­

рой являются полый цилиндр 1

(рис.9, б) с крышкой

2 и

помешенной в нем подушкой 3

из эластичного упругого ма-

а

ход пресса

Рис. 9

31

териала, наполненной газом или жидкостью, опорная

плита

4, рабочие

штоки 5 с нагрузочной плитой 6. Подушка при

увеличении

давления газа или жидкости заходит в

зазор

между опорной плитой и стенками цилиндра, уменьшая по­

тери на трение и сокращая размеры пресса

за

счет

умень­

шения высоты опорной плиты*

и

повышение

Уменьшение расхода рабочей жидкости

к .п .д . пресса обеспечивается в конструкции

[64], в которой

подпоршневая полость вспомогательного цилиндра

пресса

соединена с золотником управления и подпоршневымй по­ лостями рабочего цилиндра дополнительным трубопроводом с установленным в нем клапаном.

Представляют интерес технические решения, направлен­ ные на поддержание в прессахмтостоянных давлений в те­ чение длительного времени. Колонны гидровинтового прес­

са

[65]

жестко связаны со столом

и с

подпружиненной

верхней

траверсой 1

(рис.9, в ), несущей

рабочий цилиндр

2.

Внутри последнего

установлена

гайка

3 с винтовым плу­

нжером 4, который жестко соединен с подвижной травер­ сой 5, установленной в направляющих колоннах 6. В верхних частях колонн установлены пружинные шайбы-амортизаторы

7. Гайка может вращаться и вертикально перемещаться

в

радиальных 8 и опорных верхнем

9 и нижнем 10 подшипни­

ках с пружинным кольцом 11. Во

внутренней стенке рабо­

чего цилиндра предусмотрен кольцевой выступ,

соединен­

ный с магистралью управления цилиндрической

полостью,

в

которой установлен подпружиненный тормозной плунжер 12.

В начале рабочего

движения винтовой плунжер перемеща­

ется вниз,

вращая

гайку. Давление, действующее на торец

плунжера,

держит

тормозной плунжер 12 в нижнем поло­

жении. В момент, когда создано нужное рабочее усилие, в цилиндр прекращается подача рабочей жидкости. За счет упругой деформации всего пресса и шайб-амортизаторов плунжер возвращается обратно, но гайка уже не вращает­ ся, так как застопорена тормозным плунжером,поднявшим­

ся за счет действия пружины. Пружинное

кольцо подшип­

ника утапливается, и нижний фланец гайки

прижимается к

корпусу, усиливая самоторможение. В этом

положении

пресс остается под усилием длительное время с полностью выключенной гидравликой. *

32

Прибор, позволяющий проводить комплексные

испытания

на растяжение с постоянными скоростями изменения

де­

формаций или изменения нагрузки, на ползучесть

и

на ре­

лаксацию [бб] , предназначен для измерения

относительно

больших деформаций образца под действием

сравнительно

малых сил* Отличается прибор расположением тяги

соосно

внутри полого ползуна и жестким соединением с

цилиндри­

ческим кольцом* На станине установлена кольцевая

ем­

кость, в центральном отверстии которой расположен жестко прикрепленный к ползуну цилиндрический баллон для жйдко—

сти. Такое конструктивное решение обеспечивает

возмож­

ность быстрого изменения режима испытания образца.

 

В прессах с механическим приводом вращательное

дви­

жение вала привода преобразуется в поступательное

пере­

мещение траверсы. Для расширения диапазона

скоростей

нагружения этот механизм выполняется в виде

кулачка,

профиль которого соответствует выбранному закону движе­ ния траверсы. Однако сложность изготовления кулачка и его размер ограничивают выбор скорости движения травер­ сы*

С целью получения возможно малых скоростей нагруже­ ния разрабртана гидравлическая система [67] , позволяющая

резко расширить диапазон испытательных скоростей в

сто­

рону малых скоростей нагружения. Испытательный

пресс

содержит гидроцилиндр 1

(рис. 10, а ), шток 2, дроссель 3,

аккумуляторы давления 4,

краны 5, трубопроводы 6,

рабо­

чую жидкость 7, заполняющую весь объем гидросистемы в

статическом состоянии, неподвижную опору 8,

раму 9 и по­

движную опору с основанием 10. При движении

основания

от привода шток, взаимодействуя с жидкостью,

работает

как гидравлическая пружина, значительно уменьшая

ско­

рость перемещения основания до разрушения

испытуемого

образца 11* Когда при перемещении подвижной опоры прес­

са нагрузка начинает

возрастать, рабочая жидкость,

через

которую передается нагрузка на образец,

сжимается

и вы­

тесняется штоком из

цилиндра в аккумуляторы давления*

При этом величина хода цилиндра зависит от сжатия

ра­

бочей жидкости, общего ее объема в аккумуляторах

дав­

ления, регулируемого

открыванием кранов,

по отношению к

объему жидкости, вытесняемой из цилиндра штоком.

33

Смотрите также файлы