Установка для ударных испытаний материалов

 

Изобретение относится к установ- - кам для ударных испытаний материалов, в частности горных пород и связных грунтов. Оно позволяет расширить технологические возможности установки за счет испытания с регулируемой скоростью перемещения исследуемого образца (ИО) в направлении удара. Для этого установка имеет два ступенчатых af2J (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3876059/22-03 (22) 01,04,85 (46) 15.12.86, Бюл,N - 46 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В.Лодус (53) 620,178,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11- 118517? кл, 0 О! N 3/30, !984

„„Я0„„1276952 A 1 (5!) 4 С 01 1! 3/30// Е 2! С 39/00 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ

МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к установкам для ударных испытаний материалов, в частности горных пород и связных грунтов, Оно позволяет расширить технологические возможности установки за счет испытания с регулируемой скоростью перемещения исследуемого образца (ИО) в направлении удара. Для этого установка имеет два ступенчатых

gg 12 У

1276952 барабана (Б) 3 и 4 с валами 5 и 6, установленными соосно с возможностью вращения. На валах 5 и 6 нанесены резьбы противоположного направления, по которым перемещаются инерционные грузы (ИГ) 7 и 8 и взаимодействуют со стопорами вращения Б 3 и 4, Валы

5 и 6 соединяются втулкой 14 которая взаимодействует через упоры 22 с выступами 23 ИГ 7 и 8. Втулка 14 связана со сбрасываемым грузом I гибкой тягой 15, навитой на нее. Захваты 11 и 12 для ИО 13 имеют связь с грузом

1 в виде зубчатых реек 16, которые

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к установкам для ударных испытаний образцов материалов, преимущественно горных пород и связных грунтов,. 5

Цель изобретения — расширение технологических возможностей установки путем обеспечения испытаний с регулируемой скоростью перемещения образца в направлении удара, 10

На чертеже представлена установка для ударных испытаний материалов..

Установка содержит сбрасываемый гpys 1, вертикально установленные направляющие 2 для груза I, два сту- I5 пенчатых барабана 3 и 4 с валами 5 и

6, установленные на направляющих 2 с возможностью вращения, инерционные грузы 7 и 8, установленные на валах

5 и 6 с возможностью перемещения по 20 резьбам, выполненным на валах 5 и 6 с противоположным направлением нарезки, стопоры вращения ступенчатых барабанов Э и 4, выполненные в виде подпружиненных стержней 9, размещенных в направляющих 2, и закрепленных на валах 5 и 6 шайб 10, в отверстия которых входят стержни 9, взаимодействующие с инерционными грузами 7 и 8, захваты 11 и !2 для образца 13, 30 втулку 14, соединяющую валы 5 и б ступенчатых барабанов 3 и 4 и связанную с сбрасываемым грузом 1 гибкой тягой 15, навитой на поверхность втулки 14, и средство для связи заперемещаются и взаимодействуют с захватами Il и 12, и шестерен 17,18, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16 и Б 19. Они размещаются на осях шестерен 17,18 и соединяются с Б 3 и 4 с помощью дополнительных гибких тяг 20, Регулируя скорости и направления перемещения захватов 11, 12 и изменяя место расположения ИО 13, исследуют механические свойства материала при разных скоростях движения ИО 13, т,е, при разных инерционных силах массы ИО 13, 1 ил. хватов 11,12 со сбрасываемым грузом

1, выполненное B виде зубчатых реек

16, взаимодействующих с захватами 11 и 12, шестерни 17 и 18, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой 16, и барабанов 19, закрепленных на осях шестерен 17 и 18 и соединенных со ступенчатыми барабанами

3 и 4 дополнительными гибкими тягами

20. Под рейками 16 установлены центрирующие шестерни 21, имеющие диаметры, отличные от диаметров шестерен

l7 и 18, и соединенные с барабанами, на которые при необходимости навиваются тяги 20. Втулка 14 имеет упоры

22, взаимодействующие с выступами 23 инерционных грузов 7 и 8. Установка содержит также фиксатор 24 для сбрасываемого груза 1, подъемный механизм сбрасываемого груза 1, состоящий из привода 25, тяги 26, барабана 27 и фиксатора 28 для соединения втулки

14 с валом б.

Установка работает следующим образом.

Фиксатором 24 освобождают сбрасываемый груз 1, который перемещается вниз по направляющим 2. Под действием груза 1 тяга 15 приводит во вращение втулку 14, которая с помощью упоров 22 и выступов 23 вовлекает во вращение инерционные грузы 7 и 8, Последние набирают скорость вращения и перемещаются по резьбам валов 5 и

6 в направлении ступенчатых бараба1276952 нов 3 и 4. При приближении инерционных грузов 7 и 8 к шайбам 10 грузы торцовой поверхностью перемещают стержни 9 и одновременно выступы 23 перемещаются вдоль упоров 22, Наступает момент, когда торцовые поверх,ности грузов 7 и 8 входят в контакт с шайбами 10, При этом стержни 9 выходят иэ отверстий в шайбах 10, а упоры 22 выходят из контакта с выступа!

О ми 23, С этого момента валы 5 и 6 приводятся во вращение инерционными грузами 7 и 8, груз 1 достигает основания установки и прекращает движение. Валы 5 и 6 приводят во враще15 ние ступенчатые барабаны 3 и 4, которые наматывают на себя тяги 20 и вращают барабаны 19 и соединенные с ними шестерни 17 и 18. Скорости вращения шестерен 17 и 18 зависят от того, на какую ступень барабана 3 и 4 навивается соединенная с ним тяга 20, а направление вращения шестерен 17 и 18 зависит от направления навивки тяги 20 на барабан 19 шестерни. Для изображенного на чертеже случая шестерня 17 вращается против часовой стрелки с меньшей скоростью, чем шестерня 18, вращающаяся по часовой стрелке, Вращающиеся шестерни

17 и 18 приводят в движение зубчатые рейки 16, движение которых будет встречным и с различными скоростями, а именно рейка с захватом 11 будет иметь меньшую скорость, чем рейка с 3S захватом 12, Образец 13, перемещающийся со скоростью захвата !1, встречает приближающийся к нему захват 12, деформируется и разрушается со скоростью нагружения ударной нагрузкой, 40 равной сумме скоростей движения захватов 11 и 12. Работа разрушения образца 13 определяется по изменению скоростей вращения инерционных грузов

7 и 8 с учетом их массы, присоеди- 45 ненных вращающихся масс, диаметров ступеней барабанов 3 и 4, с которыми соединены тяги 20. Регистрируется степень дробления материала образца

13, другие параметры его разрушения. 50

Затем приводят установку в исходное состояние, для чего фиксатором 28 соединяют втулку 14 с валом 6, включают привод 25 и с помощью тяги 26 вращают барабан 27 и вал 6. Втулка 1455 навивает на себя тягу 15 и поднимает груз 1 до срабатывания фиксатора 24.

Удаляют упоры 22, и обратным вращениел» инерционных грузов 7 и 8 возвращают их в исходное положение, после чего возвращают упоры 22 в гнезда на втулке 14. Удаляют фиксатор 28, а стержни 9 вводят в отверстия в шайбах 10. Рейки 16 возвращают в исходное положение, навивая тяги 20 на барабаны шестерен 17 и 18, и на этом подготовка установки заканчивается.

Второй опыт проводят также с той pasницей, что образец 13 в исходном состоянии размещают на захвате 12, В этом случае образец 13 нагружается с такой же, как и в предыдущем опыте, скоростью ударной нагрузки, но перемещается уже со скоростью захвата

12. Отличие в опытах состоит только в том, что образец 13 перед ударами перемещается с различной собственной скоростью в направлении удара, и поэтому ответственность за различие в результатах опыта ложится на инерционные силы массы образца 13. Установка может быть собрана так, что в исходном состоянии захваты 11 и 12 находятся на расстоянии, равном длине образца 13, а обе рейки 16 перемещаются в одном направлении, причем скорость рейки с захватом, перемещающимся впереди, меньше скорости рейки с отстающим захватом. В этом случае скорость движения образца 13 направлена вдоль направления нанесения удара. Если в исходном состоянии один из упоров 22 удален, то при работе установки захват, взаимодействующий с инерционным грузом с отсутствующим

I упором, остается неподвижным к моменту разрушения образца. Таким образом, регулируя скорости и направления перемещения захватов 11 и 12 и изменяя место расположения образцов 13, исследуют механические свойства материала при различных скоростях движения образцов, т.е, при различных инерционных силах массы образца. Изменение скоростей перемещения захватов осуществляется использованием различных ступеней барабанов 3 и 4, шестерен

17 и 18 различных диаметров, сбрасыванием грузов 1 различных весов, различной массой инерционных грузов 7 и 8, различной высотой падения сбрасываемого груза 1. Регулировка высоты падения производится раз— мещением подставок различной вы— срты под основание сбрасываемого груза.

1276952

Составитель В.Тальвойш

Редактор В.Ковтун Техред А.Кравчук Корректор О.ЛУговаЯ

Заказ 6659/35

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3O35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4

Формула изобретения

Установка для ударных испытаний материалов, содержащая сбрасываемый груз, вертикально установленные направляющие для груза, ступенчатый барабан с валом, установленный с возможностью вращения и связанный со сбрасываемым грузом посредством гиб- 10 кой тяги, захваты для образца и средство для связи захватов с грузом, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей установки путем обеспече- 15 ния испытаний с регулируемой скоростью перемещения образца в направлении удара, она снабжена дополнительным ступенчатым барабаном с валом, установленным с возможностью вращения 20 соосно первому ступенчатому барабану, инерционными грузами, установленными на валах ступенчатых барабанов с возможностью перемещения по реэьбам, выполненным на валах с противоположными направлениями нарезки, стопорами вращения ступенчатых барабанов, взаимодействующими с инерционными грузами, и соединяющей валы ступенчатых барабанов втулкой, которая контактирует посредством упоров с инерционными грузами и связана со сбрасываемым грузом гибкой тягой, навитой на ее поверхности, при этом средство для связи захватов с сбрасываемым грузом выполнено в виде двух зубчатых реек, установленных с воэможностью перемещения и взаимодействующих с захватами, шестерен, каждая из которых сцеплена с соответствующей рейкой, и барабанов, закрепленных на осях шестерен и соединенных со ступенчатыми барабанами посредством дополнительных гибких тяг, I