Устройство для испытания образцов горных пород в полевых условиях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9321 аю а 1) 511 4 Е 21 С 39/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 г С ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е. В. Лодус(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД ВПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ, содержащее крепежные головки для закрепления на образце,кольца, взаимодействующие с крепежнымиголовками, и центрирующие цилиндрические направляющие для колец, отличаюиееся тем, что, с целью повышения производительности и достоверности испытаний за счет нагружения одного образца длительно действующими растягивающими и сжимающими усилиями различной величины, оно снабжено силовой пружиной, охватывающей цилиндрические направляющие, и рычагами, установленными на кольцах в радиальных направлениях по винтовой линии и взаимодействующих с витками пружины, при этом кольца установлены с возможностью вращения относительно осей крепежных головок и имеют фиксаторы положения, направление навивки пружины совпадает с винтовой линией расположения рычагов, а количество пар головок и колец соответствует требуемому количеству участков нагружения образца.1239321 Составитель В. Тальвойш Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор М. Самборская Заказ 3369/30 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Изобретение относится к устройствам для испытания образцов горных пород и других материалов на длительную и кратковременную прочность при одноосном напряженном состоянии.Цель изобретения - повышение производительности и достоверности испытаний за счет нагружения одного образца длительно действующими растягивающими и сжимающими усилиями различной величины.На чертеже показана схема устройства для испытания образцов горных пород в полевых условиях.Устройство содержит крепежные головки 1, закрепленные на образце 2, кольца 3, каждое из которых имеет цилиндрический выступ, входящий в паз, образованный поверхностями головки 1 и гайки 4, центрирующие цилиндрические направляющие 5 для колец 3, рычаги 6, установленные на наружной поверхности колец 3 в радиальных направлениях по винтовой линии, и силовую пружину 7, охватывающую направляющие 5 и взаимодействующую с рычагами 6, причем рычаги 6, закрепленные на каждом из колец 3, расположены в пределах одного витка пружины 7, направление навивки которой совпадает с винтовой линией расположения рычагов 6, Кольца 3 установлены с возможностью поворота вокруг осей головок 1 и имеют фиксаторы 8 положения, в качестве которых используется в каждом кольце 3 один из рычагов 6. Направляющие 5 имеют отверстия 9 для обеспечения доступа окружающей среды к поверхности образца 2, Число пар головка - кольцо соответствует требуемому количеству участков нагружения образца 2, Устройство содержит также приспособления (не показаны) для регистрации усилий и деформации образца,Устройство работает следующим образом.Поочередным вращением колец 3 относительно головок 1 и пружины 7 в соответствующих направлениях поочередно деформируют пружину 7 на участках между кольцами. При вращении против часовой стрелки второго снизу (по чертежу) кольца 3 относительно неподвижного нижнего кольца пружина 7 на участке между этими кольцами увеличивает количество своих витков и сжимается,что создает растягивающую нагрузку на образце 2 на участке между этими кольцами. При вращении последующего кольца в противоположном направлении получают растяжение пружины 7, появлениесжимающих усилий на образце 2 на участкемежду соответствующими кольцами. Действуя таким образом, пружинуприводят всостояние, при котором на заданных участках длины образца 2 действуют заданныепо величине и знаку осевые нагрузки. После этого фиксаторами 8 стопорят кольца 3относительно головок 1, и с этого моментаобразец 2 подвергается длительному воздействию постоянных заданных усилий. При разрушении образца на одном из участковиспытания на остальных участках продолжаются после соответствующей корректировки уровней нагрузки. Постоянство нагрузки в процессе опыта с развитием деформаций образца обеспечивается упругой энергией пружины 7. В процессе опыта регистрируются деформации ползучести образца.При кратковременных испытаниях образца 220 вращением соседних колец 3 в противоположных направлениях производят нагружение образца до разрушения на данномучастке, после чего переходят к вращениюследующей пары колец 3 в других взаимно противоположных направлениях и определяют предел прочности при нагрузкепротивоположного знака.Сборка устройства производится в следующем порядке.При снятых рычагах 6 закрепляют головки 1 с кольцами 3 и направляющими 5 наиспытуемом образце 2. Устанавливают пружину 7 соосно образцу с кольцами 3 имежду витками пружины 7 вводят рычаги 6 в;резьбовые отверстия на кольцах, после чегоприступ,ают к нагружению образца предла, гаемым способом. Для определения усилийможет производиться измерение расстояниймежду витками пружины на соответствующем участке, а величину нагрузки вычисляютпо измеренному расстоянию между виткамии известной характеристике жесткости пру 40 жины,Устройство позволяет производить одновременное нагружение одного образца длительными или кратковременными нагрузкамиразличной величины и различных знаков,при этом обеспечивает доступ к торцовым по 5 верхностям образца и поддержание условийна поверхности образца на уровне параметров окружающей среды.