Установка для испытания образцов горных пород

 

Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения - приближение условий испытания образцов к реальны.м условиям работы горных пород под нагрузкой путем осуществления перехода от нагружения сжатием к нагружению изгибом. Для этого на основании 1 параллельно друг другу установлены распределители 4 и 5 давления, симметричные относительно образца З.В гидроцилиндрах (ГЦ) распределителей 4 и 5 расположены механиз- .мы 6 и 7 для послойного нагружения образца и уплотнительные втулки 12 с возможностью осевого перемещения но одной на каждое отверстие 11. На основании 1 размещено приспособление 9 для защемления образца 3. Захваты 2 выполнены в виде опорных площадок. Механизмы 6 и 7 для послойного нагружения образца 2 выполнены в виде наборов ГЦ, штоки 19 которых соединены с захватами 2, а полости сообщены с соответствующими отверстиями 11 и с источником 8 давления. Подщтоковые полости ГЦ распределителей 4 и 5 заполнены рабочей жидкостью и сообщены посредством вентилей 13 и 14 со сливом. Гидроцилиндры механизмов 6 и 7 установлены попарно соосно друг другу. Их рабочие сечения подобраны в соответствии с заданным распределением сжимающей нагрузки . Установка обеспечивает испытание образца послойным сжимающим нагружеппем. При открытых вентилях 13 и 14 в ГЦ механизмов 6 и 7 поочередно поступает дополнительное давление. Попарно противостоящие ГЦ механизмов 6 и 7 создают равные приращения сжимающих нагрузок, разрушающих послойно образец 3. 1 ил: se (Л со ел o

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1357772

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4059248/22-03 (22) 21.04.86 (46) 07.12.87. Бюл. ¹ 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркц ейдерского дела (72) Е. В. Лодус (53) 620.! 73 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1269003, кл. G 01 U 3/10, 1985. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к испытательной технике. Цель изобретения — приближение условий испытания образцов к реальным условиям работы горных пород под нагрузкой путем осу ществления перехода от нагружения сжатием к нагружению изгибом.

Для этого на основании 1 параллельно друг другу установлены распределители 4 и 5 давления, симметричные относительно образца 3. В гидроцилиндрах (ГЦ) распределителей 4 и 5 расположены механизмы 6 и 7 для послойного нагружения образца и уплотнительные втулки 12 с воз(5g) 4 G 01 3 3,!10, /Е 21 С 39100 можностью осевого перемещейия по одной на каждое отверстие 11. На основании 1 размещено приспособление 9 для защемления образца 3. Захваты 2 выполнены в виде опорных площадок. Механизмы 6 и 7 для послойного нагружения образца 2 выполнены в виде наборов ГЦ, штоки 19 которых соединены с захватами 2, а полости сообщены с соответствующими отверстиями 11 и с источником 8 давления.

Подштоковые полости ГЦ распределителей 4 и 5 заполнены рабочей жидкостью и сообщены посредством вентилей 13 и !4 со сливом. Гидроцилпндры механизмов 6 и 7 установлены попарно соосно друг другу. Их рабочие сечения подобраны в соответствии с заданным распределением сжимающей нагрузки. Установка обеспечивает испытание С образца послойным сжимающим нагружснпем. При открытых вентилях 13 и 14 в ГЦ»еханпзмов 6 и 7 поочередно поступает дополнительное давление. Попарно противостоящие ГЦ механизмов 6 и 7 создают равные приращения сжимающих нагрузок, СЛ разрушающих послойно образец 3. 1 ил; 3

Ю

1357772

Изооретение относится к технике испытаний различных материалов, в частностll к установкам лля испытания на прочность образцов горных порол.

Цель изобретения — приближение условий испытания образцов к реальным условиям работы горных порол пол нагрузкой путем осуьцествления перехола от нагружения сжат11ем к нагруженпю изгибом.

На чертеже представлена схема установки лля испытания образцов горных порол. 10

Установка солсржит основание 1, захваты 2, выполненные в виде опорных пло1цалок лля нагружения испытуемого образца 3 горной породы, распределители 4 н 5 лавления, закрепленные на основании параллельно друг другу и симметрично относительно образца 3, механизмы 6 il 7 лля послойного нагру>кения ооразца 3, источник 8 давления и приспособление 9 в виле клиновых пар лля зашемления образца 3, установленное на основании 1.,Кажлый 113 распределителей 4 и 5 лавления выполнен в виде гилроцилинлра с плавающим поршнем 10 и отверстиями 11 в корпусе по числу слоев нагружения образца 3 и уплотннтельных втулок 2 по одной на отверстие 11, установленных в полпоршневой полости гидроцилиндра с возможностью осевого перемещения. Подпоргнневые полости распределителей 4 и 5 лавления заполнены рабочей жидкостью и соединены посредством вентилей 13 и 14 со сливом, а налпоршневые полости соединены через вентили 15 и 16 и аккумуляторы 17 лавления с источником 8 давления.

Механизмы 6 и 7 лля послойного нагру>кеHH51 ооразца 3 выпознены в ниле наборов п1лроцилинлров, закрепленных на гилроцилннлрах распрелелптелей 4 и 5 IBB35 ления посредством приспособлений !8, позволяю1цих менять местами п1лроцилннлры .механизмов 6 и 7 в соответствии с заланным распрелеленисм нагрузки на поверхности образца 3. В соответствии с залан- 40 ным распрелелением нагрузки гиЛроцилинЛры чеханизмов 6 и 7 H vl ploI различные плошали рабочих сечений. Штоки 19 гидроц11лнндров механизмов 6 и 7 соединены с захватами 2, а полштоковые полости этих п1лроцнлинлров сообщены с соответствующими отверстиями 11 гилроцилпнлров распре лелнтелей 4 и 5 давления и с источником 8 давления через вентили 20 H 21.

Установка работает следующим образом.

Включают источник 8 лавления и запасают >килкость пол давлением в акку50 муляторах 17. Через вентиль 20 и вентили 21 от источника 8 давления посрелством гнлроцилинлров механизмов 6 и 7 нагружают образец 3 сжимающим усилиеч, распределенным по длине образца 3 в соответствии с плошадями рабочих сечений этих гилроцилиндров. При заполненных полпоршневых полостях гилроцилинлров распрелелителей 4 и 5 и закрытых вентилях

13 и 14 полают лавление в налпоршневые полости этих гилроцилиндров. Величины лавлений в гпдроцилиндрах распределителей 4 и 5 подбираются в соответствии с заданн1ым направлением деформирования образца 3 изгибом. Так, если большее лавление солается B гидроцилинлре распределителя 4, то деформирование образца 3 изгибом будет осуществляться по направлению к гилроцилиндру распределителя 5.

Величинами давления в гидроцилиндрах распределителей 4 и 5 опрелеляется также nocëoHHàÿ пригрузка образца 3 во время леформирования изгибом. Если величины давлений в гилроцилиндрах распределителей

4 и 5 превышают давление в,;идроцилиндрах механизмов 6 и 7, то при изгибе образца 3 изгибаемые слои будут лополннтельно пригружаться сжимаюшей нагрузкой.

При меньшем давлении в гилроцилинлрах распределителей 4 н 5 по сравнению с лавлением в п1лроцилинлрах механизмов

6 и 7 во время изгиба изгибаемые слои будут разгрчжаться от сжимаюшей нагрхзки. Закрывают вентили 2! и открывают вентили 13 и 14. >Килкость из полпоршневых полостей гидроцилинлров распределителей 4 и 5 поступает на слив и поршни 10 перечешаются пол лействием лавления жидкости в надпоршневой полости вдоль осей п1дроцилинлров распрелелителей 4 и 5, поочередно смещают уплотнительные втулки 12 и открывают отверстия 11 для доступа жидкости в гидроцилиндры механизмов 6 и 7. При смешении очередной пары втулок 2 в противостояшие гилронилиндры механизмов 6 и 7 поступает дополнительное давление, приволяшее к лополнительному сжатию образца 3

Hëè снижению сжимаюшей нагрузки, если полволимое давление соответственно больше или меньше давления в этих гидроцилинлрах. Разность лавлений на лвух противостоящих гилроцилиндрах механизмов 6 и 7 создает изгибающую деформацию образца 3

II2 участке длины, контролируемом данной парой п1лроцилинлров. Происходит изгио данного слоя образца 3. При постепенном перемещении поршней 10 осуществляется послойный изгиб образца 3 с разрушением слоев. Скорость послойного разрушения задается скорость1о перемещения поршней

10 в распределителях 4 и 5 давления.

Установка обеспечивает испытание ооразца послойным сжимающим нагружением.

Для этого в аккумуляторах 17 запасается жилкость равного лавления, превышаю1цего давление в гилроцилинлрах механизмов 6 и 7. При открытых вентилях 13 и 14 в гилроцилинлры механизмов 6 и 7 поочерелно поступает дополнительное давление, попарно противостоящие гилроцилинлры чеханизмов 6 и 7 создают равные приращения сжимающих нагрузок, разрушающих послойно образец 3.

Таким образом, в соответствии с реальной моделируемой ситуацией производится послойное деформирование образца 3 изгибом или сжатием по типу леформирования горных пород в натуре. например в шахтных условиях в зоне очистного забоя при переходе от действия сжимающих нагрузок к изгибающим деформациям послойно от одного вила воздействия к другому.

Фор,11у га изобретения

Установка для испытания образцов горных пород, содержащая основание, захваты лля образца, первый механизм для послойного нагружения образца, связанный с захватами, первый распределитель давления, установленный на основании и выполненный в виде гидроцилиндра с плавающим поршнем и отверстиями в корпусе по числу слоев нагрухкения, соединяющими подпоршневую полость гилроцилиндра с механизмом для послойного нагружения образца, и источник давления, соединенный с подпоршневой полостью гидроцилинлра распределителя давления, отличающаяся тем. что. с целью приближения условий испытания образцов к реальным условиям рабогы горных пород пол HHI ðóçêoé путсх1 ос3 HIEñòâëåHHÿ перехода от нагрчжеHIIsl сжатиеч к нагружению изгибоч, она снабжена вторым распрслелителеч давления, установленным на основании параллслыи> первому распрелелителю давления и симметрично отíîcèòåëüíо образца, вторым механизмом для послойного нагружсния образца, уплотнительными втулками, установленными с возможностью осевого переме1це10 ния в гидроцилинлрах обоих распрелслитслей давления по одной лля каждого отверстия. и приспособлением лля защсмления KQHIL;l образца, установленным на основании, захваты выполнены в виде опорных площадок, а механизмы лля послойного нагружения образца выпоlHcíû H виле HHборов гилроцилиндров, штоки которых соединены с захватами, а полости соединены с соответствую1цими отверстиях!0 гидроцliлиндров распрелелителей давления и с исто!ником лавления, при этом полн!токовые полости гилроцилиндров распрелелителей давления заполнены раоочсй жилкосгью и соединеHII посредством вентилей со с,1013(MI, гидроцилиндры механизмов лля послойного нагружения образца установлены попарно

25 соосно, а их рабочие сечения поло15паны в соответствии c:заданным распрелеле:1псм сжичаю1цей нагрузки.

Состави гсан B. I а.п.во!!н

Рслактор B.,ßàíêo Техрвл И. Версс 1хоррiктор B. Гiiðíÿi.

Заказ 5504,40 Тираж 776 1!олписпос

БНИИ(1И Государственного комитста CCC! по лсла3и ивоврсгс..ий и огкрыгии !!3035, Москва, Ж вЂ” -35, Раугвская í Io., л. 4 5

1!роияволствснно-пояпграфииескос прелприятпс. г. Ужгоро.1. 3 с !1росктпая. -1