Стенд для испытаний секций механизированной крепи

 

Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для горной промышленности. Цель - расширение функциональных возможностей стенда путем обеспечения циклических испытаний с имитацией различных законов распределения нормальных и сдвигающих напряжений. Для этого связь .верхней плиты 1 с верхней площадкой (П) 8 выполнена из стержней 6 и гидроцилиндров 10. Стержни 6 установле - ны параллельно друг другу и щарнирно закреплены своими концами на верхней плите 1 и верхней П 8. Рабочие полости гидроцилиндров 10 сообщены с напорной магистралью посредством мультипликатора и электромагнитного гидрораспределителя с катушкой. Последняя подключена к источнику.тока посредством управляющего реле,связанного с датчиками силы, установленными на одном из стержней, и датчиками деформации. Механизм поворота нижней П 11, на которой укреплены колонны 2, выполнен из цилиндрических шарниров 12. Внешняя обойма шарниров 12 скреплена с нижней П 11 и имеет рычаг 14. От поворота вокруг продольной оси П 11 соединена балкой. Балка имеет консольный рычаг, который посредством гидроцилиндра поворота соединен с рычагом 14. Необходимый угол наклона секции по углу наклона пласта устанавли вается с помощью балки, поворачиваемой гидроцилиндром подъема. 6 ил. & (Л ОО 4 05 00 to /v/v/ / 3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4063313/22-03 (22) 28.04.86 (46) 23.10.87. Бюл. 9 39 (71) Тульский политехнический институт и Институт горного дела им. А.А.Скочинского (72) В.Г.Сальников, С.В.Мамонтов, Ю.Г.Аксенов и В.И.Ануфриев (53) 622.284 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 889864, кл. Е 21 D 23/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 998768, кл. E 21 D 23/00, 1981. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СЕКЦИЙ NEХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ (57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для горной промышленности. Цель — расширение функциональных воэможностей стенда путем обеспечения циклических испытаний с имитацией различных зако. нов распределения нормальных и сдвигающих напряжений. Для этого связь верхней плиты 1 с верхней площадкой (П) 8 выполнена из стержней 6 и гид„,Я0„„134 1 ц11 4 Е 21 D 23/00, G 01 М 19/00 роцилиндров 10. Стержни 6 установле= ны параллельно друг другу и шарнирно закреплены своими концами на верхней плите 1 и верхней П 8. Рабочие полости гидроцилиндров 10 сообщены с напорной магистралью посредством мультипликатора и электромагнитного гидрораспределителя с катушкой. Последняя подключена к источнику тока посредством управляющего реле, связанного с датчиками силы, установленными на одном из стержней, и датчиками деформации. Механизм поворота нижней

П 11, на которой укреплены колонны 2, выполнен из цилиндрических шарниров

12. Внешняя обойма шарниров 12 скреп- а лена с нижней П 11 и имеет рычаг 14.

От поворота вокруг продольной оси П

11 соединена балкой. Балка имеет консольный рычаг, который посредством С гидроцилиндра поворота соединен с рычагом 14. Необходимый угол наклона 2 секции по углу наклона пласта устанавливается с помощью балки, поворачиваемой гидроцилиндром подъема. бил.

1346812

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к разработке средств испытаний и исследований работы секций. механизированной шахтной крепи в условиях, имитирующих естественные.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей стенда путем обеспечения циклических испытаний с имитацией различных законов распределения нормальных и сдвигающих напряжений.

На фиг, 1 показан стенд для испытания секций механизированных крепей, общий вид, на фиг, 2 — разрез А-A на фиг,1 (кинематическая схема поворота стенда по углу наклона пласта); на фиг. 3 — кинематическая схема поворота стенда по восстанию (падению),. на фиг, 4 — гидравлическая схема стен да, на фиг. 5 — блок-схема управления реверсом стенда, на фиг. 6 -- электрическая схема управления реверсом стенда.

Верхняя плита 1 устанавливается на колоннах 2 с возможностью перемещения вдоль них и удерживается на консолях 3 посредством силовых гидроцилиндров 4. На нижней плоскости верхней плиты установлены шаровые опоры 5, g которых заделаны концы стержней 6, вторые концы стержней упираются в шаровые опоры 7, расположенные на плоскости верхней площадки 8. На нижней плоскости верхней площадики 8 укреплена съемная про кладка 9 из материала, близкого по коэффициенту трения к коэффициенту трения стали по углю или вмещающим породам. Верхняя плита 1 и верхняя площадка 8 соединены гидроцилиндрами

10, крепящимися к верхним и нижним опорам соседних стержней 6. Нижняя площадка 11, на которой укреплены колонны 2, с помощью цилиндрических шарниров 12, внешняя обойма 13 которых скреплена с нижней площадкой 11 и имеет жесткий рычаг 14, соединена с закрепленной от поворота вокруг продольной оси балкой 15. Балка 15 посредством цилиндрического шарнира

16 соединена с фундаментом 17, поддерживается гидроцилиндром 18 подъе ма и имеет консольный рычаг 19. Свободные,концы рычагов 14 и 19 соединены гидроцилиндром 20 поворота, имеющим штоковую рабочую полость 21.

Гидронасос 22 соединен посредством

50 эластичной муфты с электродвигателем (не показаны) и имеет входной патрубок 23, соединенный с маслобаком 24. Гидросистема стенда включает редукционный клапан 25 с регулировоч.ным винтом 26, воздушный радиатор (маслоохладитель) 27, щелевой маслофильтр 28„ регулируемый дроссель 29 и электромагнитный гидрораспределитель 30 с катушкой. На выходе электромагнитного гидрораспределителя ., (электрогидрораспределителя) 30 подключены мультипликатор 31 и силовые гидроцилиндры 4 стенда. Блок управления стендом состоит из датчиков силы, например тензометрического динамометра 32, установленного на одном из стержней 6, датчиков дефор- . маций, например электротензометрического датчика прогибов (перемещений) 33, двухкоординатного самопишущего потенциометра 34, фотореле

35 и блока управления электромагнитным распределителем 30. Каретка 36 двухкоординатного самописца (потенциометра) 34 имеет светонепроницаемую шторку (экран) 37, перемещающуюся вместе с ней. В зависимости от требуемого режима испытания (мягкий или жесткий) на пути движения каретки устанавливаются фотосопротивления

38 и 39 и источники 40 и 41 (попарно) света с направленным лучем. Фотосопротивления 38 и 39 включены в сеточные цепи лампы-триода 42. В катодную цепь этой лампы включено управляющее (поляризованное) реле 43 и омические сопротивления 44 и 45, Мягким режимом называется процесс циклических испытаний при неизменном значении внешней силы (нагрузки),при этом фиксируется изменение величины остаточной деформации, накапливаемой от цикла к циклу, а жестким — такой, при котором неизменной остается величина деформации в течение испытаний, а фиксируется изменение нагрузки, необходимой для поддержания этого уровня деформации.

В анодную цепь лампы 42 включены гасящие сопротивления 46 и 47. Источником тока является выпрямитель 48.

Стенд работает следующим образом.

Верхнюю плиту 1 устанавливают на заданную раздвижность крепи с помощью консолей 3, перемещаемых по колоннам

2. Секцию крепи устанавливают на нижнюю площадку 11 и с помощью силовых ляющей можно формировать каким он требуется по условиям испытаний, меняя жесткость стержней 6 или просто переставляя их, так как верхние шарниры 5 и 7 унифицированы. Если касательная составляющая внешних сил меньше сил трения, возникающих на контакте прокладка 9 — верхняк крепи, 10 проскальзывания секции не происходит, если больше — испытания ведутся с проскальзыванием, что соответствует целому ряду условий эксплуатации. Тензометрический динамометр

32 выдает электрический сигнал,пропорциональный усилию, действующему на секцию, и управляющий перемещением каретки 36 самописца (потенциометра) 34. Максимальное значение усилия выбирается по условиям испытаний и ограничивается на одной координате самописца (потенциометра)

34, положением источник 41 света и фотосопротивления 39, а минимальное

25 значение (в том числе нулевое) — положением источника 40 света и фотосопротивления 38. В процессе формирования первого цикла в момент включения схемы реверса каретка 36 находится в крайнем, например левом по фиг. 6, положении, а шторка 37 перекрывает световой поток от источника 40 к фотосопротивлению 38. При увеличении тока на входе самописца

34, пропорционального усилению на

35 секцию крепи, каретка 36 начинает перемещаться вправо. Когда шторка (экран) 37, расположенная на каретке 36 самописца (потенциометра) 34, 40 закрывает от источника света 41 фотосопротивление 39, сеточные цепи лампы 42 обесточиваются и управляющее (поляризованное) реле 43 переполюсовывается. Контакты реле включены в цепь управления электрогидрораспределителя 30, обеспечивающего реверс мультипликатора 31 и силовых гидроцилиндров 4. Рабочая жидкость начинает поступать в штоковую полость мультипликатора 31 и, вытесняясь из поршневой его полости, перетекать в штоковую полость гидроцилиндра 4.

Происходит разгрузка секции. Каретка 36 самописца (потенциометра) 34

55 начинает перемещаться в обратную сторону до тех пор, пока шторка (экран)

37 не закроет от источника 40 света фотосопротивление 38, заранее установленное на определенном значении

1346812 цилиндров 4, передающих давление через верхнюю плиту 1, стержни 6 и верх нюю площадку 8, зажимают между верхней 1 и нижней площадками усилием, предотвращающим ее выпадание при наклоне стенда. Угол наклона стержней

6 устанавливают с помощью гидроцилиндров 10, Необходимый угол наклона секции по углу наклона пласта устанавливают с помощью балки 15, поворачиваемой гидроцилиндром t8 подъема вокруг цилиндрического шарнира 16, закрепленного на фундаменте 17. Для установки угла наклона секции по падению (восстанию) пласта в штоковую полость 21 гидроцилиндра 20 поворота подают рабочую жидкость, Усилие передается на свободные концы рычагов 14 и 19. Рычаг 14 поворачивается вокруг цилиндрического шарнира 12, передавая усилие Hà его внешнюю обойму 13 и приводя в наклонное положение нижнюю площадку 11. Управление режимом нагружения производится при помощи электросхемы реверса привода испытательной установки, Команда поступает от концевых бесконтактных переключателей, входящих в состав фотореле 35 и расположенных на двухкоординатном самописце (потенциометре) при достижении регулируемым параметром требуемой величины.

Испытания могут проводиться как в мягком, так и в жестком режимах. В случае проведения испытаний в мягком режиме включается гидронасос 22, рабочая жидкость из маслобака 24 посредством трубопровода 23 подается в поршневую полость мультипликатора 31 и, вытесняясь из его штоковой полости, поступает в поршневую полость силовых гидроцилиндров 4 стенда. Последние передают усилия на верхнюю .плиту 1 и посредством стержней 6— на площадку 8, которая создает в элементах секции напряженное состояние.

Так как стержни 6 наклонены под определенным наперед заданным углом к площадке 8, в каждом шарнире 7 создается как нормальная к перекрытию секции, так и касательная составляющие, что соответствует работе секции крепи в шахтных условиях. При этом касательная составляющая в каждой точке пропорциональна нормальной, так как определяется углом наклона стержней 6 к верхней плите 8, а закон распределения нормальной состав 1346812 регулируемого параметра, в рассматриваемом варианте нагрузки на перекрытие, фиксируемой датчиком силы.

В момент закрытия от.источника 40 света фотосопротивления 38 вновь происходит переполюсация поляризованного реле, управляющего электрогидрораспределителем 30. Далее процесс повторяется до заданного количества циклов, Необходимый режим по току и напряжениям в анодных и сеточных цепях фотореле 35 обеспечивается сопротивлениями 44-47 и выпрямителем 48. Остаточная деформация, характеризующая ресурс секции крепи, фиксируется на второй координатной оси самописца (потенциометра) 34 в зависимости от показаний датчика 33 перемещений. Излишнее количество рабочей жидкости перепускается редукционным клапаном 25> настраиваемым на определенное давление регулировочным винтом 26, в воздушный радиатор (маслоохладитель) 27 и сливается в маслобак 24. Поступающая в электрогидрораспределитель 30 рабочая жидкость очищается щелевым маслофильтром 28. Скорость нагружения крепи определяется регулируемым дросселем

29 и может при необходимости меняться. В случае проведения испытаний в жестком режиме датчики силы 32 и перемещений 33 меняют местами на входе прибора, а для шкал его меняют масштабы. формула изобретения

Стенд для испытаний секций механизированной крепи, включающий нижнюю площадку, механизм поворота которой содержит шарнир, связанный посредст вом рычагов с гидроцилиндром поворота, колонны с силовыми гидроцилиндрами, рабочие полости которых сообщены с напорной магистралью, связанные между собой гидроцилиндром верхнюю площадку и верхнюю плиту, последняя из которых закреплена на штоках силовых гидроцилиндров, датчики силы и датчики деформаций элементов испытываемой крепи, о т л и ч а ю щ и й10 с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения циклических испытаний с имитацией различных законов распределения нормальных и сдвигающих на15 пряжений, связь верхней плиты с верхней площадкой выполнена из стержней, установленных параллельно друг другу и шарнирно закрепленных одними концами нй нижней плоскости верхней пли-.

20 ты, а другими — на верхней площадке, и гидроцилиндров, закрепленных на верхних и нижних концах соседних стержней, при этом рабочие полости силовых гидроцилиндров сообщены с напорной магистралью посредством мультипликатора и электромагнитного гидрораспределителя с катушкой, подключенной к источнику тока посредством управляющего реле, связанного с

30 датчиками силы, установленными на одном из стержней, и датчиками деформации, а механизм поворота нижней площадки выполнен из цилиндрических шарниров с рычагом и балки с консольным рычагом свободный конец которого связан с концом рычага цилиндрического шарнира гидроцилиндром поворота, имеющего рабочую штоковую полость, при этом балка установлена

40 с возможностью поворота в вертикальной плоскости, параллельной оси цилиндрического шарнира, посредством гидроцилиндров подъема.

1346812

1346812

Составитель B.Ïîíîìàðåâà

Редактор А.Ворович Техред А.Кравчук Корректор M.Øàðoøè

Заказ 5106/33 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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