Установка для механических испытаний материалов, преимущественно горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 00 САР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 15,03.86, Бюл. У. 10 (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е.В. Лодус(56) Испытательная техника, Справочник/Под ред, В.В, Клюева, кн,1. М.: Машиностроение, 1982, с, 40,Авторское свидетельство СССР Иф 55901, кл. С 01 Б 3/08, 1983.(54) УСТАНОВКА ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ГОРНЫХ ПОРОД(57)Изобретение позволяет приблизить условия испытаний к реальным путем обеспечения нагружения образца воз 801218313 А д) 4 С 01 Б 3/08 // Е 21 С 39/00 растающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригруэкой. Установка содержит основание 1 с установленными на нем с возможностью осеного перемещения винтовыми колоннами (ВК) 2, активный 3 и пассивный 4захваты для образца. Формировательнагрузки выполнен в виде двух последовательно установленных винтов (В)6 и 7, соосных захватам 3 и 4, кулачкового механизма, шестерня 8 которого имеет выступы, и червячныхколес (ЧК) 10-15. Оси ЧК. 10-15соединены силовыми пружинами 17 и18 с ВК 2, с которыми В 6 контактирует с помощью ЧК 1 О и 11, а В 7посредством ЧК 12 и 13. При переме.щении ВК 2 в осевом направлении ЧК10-15 перекатываются между ВК 2 иВ 7. Пружина 17, растягиваясь, создает через В б и захват 3 на образ1218313 Зб 35 40 це постепенно увеличивающуюся нагруэку, а пружина 18 через В 7, который взаимодействует головкой 9 свыступом шестерни 8, - циклическую;ригрузку. Начальная нагрузка задается различным по высоте располо 1Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности й установкам для испытания образцов материалов, преимущественно горных пород, на прочность при сжатии,Цель изобретения - приближение условий испытания к реальным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей, циклической пригрузкой.На чертеже .показанаустановка для механических испытаний материалов, преимущественно горных пород.Установка содержит основайие 1 с установленными на нем винтовыми колоннами 2, активный и пассивный захваты 3 и 4 для образца 5, формирователь нагрузки, выполненный в виде двух последовательно установленных винтов 6 и 7, соосных захватам 3 и 4 кулачкового механизма, у которого шестерня 8 имеет кулачковые выступы, взаимодействующие с выступами на головке 9 винта 7, и червячных колес 10-13. Винт 6 червячными колесами 10 и 11 контактирует с колоннами 2, а винт 7 контактирует с колоннами 2 посредством червячных колес 12 и 13. Колеса 14 и 15 установлены между вин том 6 и колоннами 2 для центрирования оси винта 6 с захватами. Все колеса имеют оси, перемещающиеся в направляющих 16 параллельно геометрическим осям колонн и винтов. Оси колес 1 О и 11 соединены с силовыми пружинами 17, концы которых закрепле ны на колоннах 2. Оси колес 12 и 13 также имеют силовые пружины 18, но концы их могут размещаться либо на штифтах 19, установленных на колоннах 2, либо на штифтах 20 или 21,5 1 О 15 20 25 жением штифтов 19 на осях колес иртифтов 20 и 21 на основании. Постепенное повышение нагрузки и пригрузки доводит образец до разрушения.Предельная величина и число цикловпригружения фиксируются. 1 ил. укрепленных на основании 1, либо на осях колес 10 и 11 в зависимости от схемы нагружения. Винт 7 установ лен на шпонке 22 с возможностью только осевого перемещения, а шестерня 8 кинематически связана с при водом 23.Последнийкинематически связан также с неподвижными в осевом направлении шестернями 24, посаженными на резьбе колонн 2. Прокладка 25 устанавливается при необходимости между винтами 6 и 7.Установка работает следующим образом.Для испытания образца 5 в режиме нагружения постоянно увеличивающейся нагрузкой с пропорционально возрастающей по величине циклической пригрузкой установку собирают по схеме, показанной на чертеже, Включают привод 23 и вращают шестерни 8 и 24. При вращении шестерни 24 колонны 2 перемещаются в осевом направлении, в результате чего колеса 10-15 перекатываются между колоннами 2 и винтами 6 и 7; Скорость линейного перемещения осей колес вдоль направа.ляющих 16 вдвое меньше скорости линейного перемещения колонн 2, чтоприводит к растяжению силовых пружин 17 и 18. Усилие от пружины 17через винт 6 и активный захват 3передается на образец 5 и создаетна нем постепенно увеличивающуюсянагрузку, Усилие от пружин 18 передается на винт 7, который с помощью кулачковой шестерни 8 посредством головки 9 совершает возвратно.поступательные перемещения и создает на образце 5 через винт 6 циклическую пригрузку. Характер пригрузки зависит от формы кулачковогомеханизма и может быть динамическим,Заказ 1128/53 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 если кулачковая пара имеет ступенчатую линию разреза, или плавнымпри синусоидальной форме разрезакулачковой пары, Во всех случаяхмежду шестерней 8 и головкой 9 полинии разреза создается зазор, необходимый для полной передачи пригрузки на образец, По мере перемещения колонн 2 растет нагрузка наобразце вследствие растяжения пружин 17 и пригрузка вследствие растяжения пружин 18, причем величинапригрузки пропорциональна ростунагрузки, поскольку расстояние между парами колес 10-11 и 12-13 неизменяется, и приращение длин пружин 17 и 18 одинаковое. При развитии значительных деформаций на образце 5 уменьшается зазор междудеталями 8 и 9, и для обеспеченияработоспособности установки. междувинтами 6 и 7 устанавливают прокладку 25, восстанавливающую величину указанного зазора. Постепенным повышением нагрузки и пригруэки доводят образец до разрушения,фиксируя при этом предельную величину нагрузки и пригрузки и числоциклов пригружения. При испытанииобразца с постоянной по величинепригрузкой ход испытаний остаетсяпрежним с тем отличием, что в исходном состоянии конец пружин 18переносится с штифтов 19 на осиколес 10 и 11. Тогда, при нагружении возрастающей нагрузки величина.пригруэки остается неизменной,поскольку длина пружин 18 не изменяется при перемещении колонн 2,а изменяется только при подъемевинта. На величину пригрузки еуменьшается нагрузка на образец в момент наибольшего растяжения пружин 18,При закреплении концов пружины8 на штифтах 20 и 21, расположен 18313 4ных так, что в исходном состоянииустановки они растягивают пружины,испытания проходят с постепенноуменьшающейся пригрузкой, а при сок 5 ращении длины пружин 18 - в процессеперемещения колес 12 и 13. Различное по высоте расположение штифтов20 и 21 позволяет задавать различныеначальные величины пригрузок.1 О Установка позволяет изменять видпригрузок при испытании одного образца без снятия нагрузки с образца,что осуществляется перестановкой 15 концов пружин 18 на соответствующиештифты формула изобретЕния Ф20 Установка для механических испытаний материалов, преимущественногорных пород, содержащая основание сустановленными на нем винтовыми колоннами, активный и пассивный захва-,ты для образца и формирователь нагрузки с винтом, установленным в основании соосно захватам, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытания к реаль ным путем обеспечения нагружения образца возрастающей нагрузкой с пропорциональной ей циклической пригрузкой, винтовые колонны установленыс возможностью осевого перемещения,а установка снабжена вторым винтом,установленным между первым винтом иактивным захватом, кулачковым механизмом, взаимодействующим со свободным торцом первого винта, и чер вячными коледами, установленнымимежду колоннами и винтами, при этомоси колес соединены силовыми пружинами с колоннами, а для пружин колес первого винта установлены штиф ты на основании и осях колес второговинта.