Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь-среда

ОП ИЗОБРЕ ТЕЛЬСТВ ВТОРСМовэ С ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Тульский политехнический институт(56) Кузнецов Г. Н. Моделирование проявлений горного давления, Л.: Недра, 1968,с. 183 - 86.(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕКРЕП Ъ - СРЕДА(57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Стендсодержит станину 1, на которой укрепленынож 2 и опертый на него рычаг (Р) 3,планку (П) 4, опирающуюся на остриеконца Р 3, и последовательно связанныес вторым концом Р 3 упругую скобу 5 стензодатчиком 6, тягу 7 с горизонтальнымР 8 и грузом 9. Стенд имеет нижнюю П 10,связанный с ней второй Р 11, шарнирно опертый на станину 1 и имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодатчиками 14, шарнирно связанную с Р 3 и опертую на ограничитель 12 Р 11, траверсу 15 с направляющими 16 и грузом 17, гидро- цилиндр 8. Последний связан с траверсой и имеет датчик 19 давления и манометр 20, связанные с гидроцилиндром 18 тягами 21 с тензодатчиками 22 и расположенные на П 4 и 10 пьезодатчиков 23 и 24. Груз 9 устанавливают на Р 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый массой Р 8 и груза 9 относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием предельного усилия на П 4. Заданная на участке нарастающего сопротив ления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных подушек на полках скоб 5 с учетом соотношения плеч Р 3, ,рПерестановкой указанных подушек достига- %в ют увеличение жесткости в 25 - 30 раз относительно минимальной жесткости. 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 Формула изобретения 5055 Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для исследования динамических процессов при моделировании проявлений горного давления.Цель изобретения - расширение функ.циональных возможностей стенда.На чертеже представлена принципиаль, ,ная схема стенда для исследования дина, мических процессов в системе крепь - среда,Стенд для исследования динамическихпроцессов в системе крель - среда содержит станину 1, укрепленный на ней нож 2 , и опертый на последний рычаг 3, планку 4,опирающуюся на острие конца рычага 3, последовательно связанные с вторым концом рычага 3 упругую скобу 5 с тензодатчиком 6, тягу 7, горизонтальный рычаг 8 и груз 9, нижнюю планку 10, связанный с ней второй рычаг 11, шарнирно опертый на станинуи имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодатчиками 14, шарнирно связанную с первым рычагом 3 и опертую на ограничитель 12 хода, траверсу 15 с направляющими 16 и грузом 17, гидроцилиндр 18, связанный с траверсой 15 и имеющий датчик 19 давления и манометр 20, тяги 21 с тензодатчиками 22, связанные с гидроцилиндром 8, пьезодатчики 23 и 24, расположенные на планках 4 и 10.Исследование динамических процессов в ,системе крепь - среда в условиях трудно обрушиваемых кровель осуществляется следующим образом.Для образования расслоения и последую,щего обрушения пород сверху на консоль модели породного массива по направляющим сбрасывается груз, создающий отрывное , усилие пород одна от другой и ударные динамические нагрузки.Перемещая траверсу 15 можно произвести удар в любом месте защемленной плиты и определить переходные процессы в зависимости от глубины проникновения защемленной плиты вглубь угольного массива.Таким образом, можно записать напряжения, возникающие в системе крепь - среда, определить коэффициенты концентрации напряжения в данной системе, а также получить все необходимые данные для описания переходных процессов в системе крепь - среда.С помощью пьезодатчиков 23 и 24 определяются основные динамические параметры в системе крель - среда - скорость нарастания динамической нагрузки на грани це контакта крепь - среда, время реакциикрепи на динамические нагрузки, скорость передачи напряжений и смещений в породном массиве, а с помощью тензодатчиков, б, 14, 22 - податливость моделируемой , крепи, оценки динамических усилий прирасслоении на границе слоя или по слою.Давление или смещение кровли выработки воспринимается планкой 4, длина которой равна ширине поперечного сечения модели, Конфигурация поверхности планки 4, контак. тирующей с кровлей, может быть разной в зависимости от конструкций и характера расположения верхнего строения моделируемой крепи, На чертеже показаны выступы планки 4, которые могут быть сечениями продольных верхняков, воспроизводящих необходимые форму и площадь поверхностей контакта крепи с кровлей,С помощью предлагаемого стенда можно воспроизводить в модели работу крепей различных жесткости и несущей способности в режиме нарастающего или постоянного сопротивления. Например моделируемая крепь имеет характеристику нарастающего сопротивления до некоторой предельной нагрузки, после чего крепь переходит на работу в режиме постоянного сопротивления. При этом задана и жесткость крепи на участке нарастающего сопротивления. Тогда исходя из масштаба модели, ширины ее поперечного сечения и пользуясь условиями подобия, характеристики, заданные для натурных условий, можно пересчитать в соответственные характеристики для условий модели. При этом силовые характеристики рассчитываются на всю ширину модели, поскольку планка 4 устройства воспринимает давление с этого участка модели. Груз 9 устанавливается на рычаге 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый весом самого рычага и груза относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием рассчитанного ранее предельного,усилия на планке 4. Заданная на участке нарастающего сопротивления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных подушек на полках скобы 5 с учетом соотношения плеч рычага 3,Перестановкой указанных опорных подушек может быть достигнуто увеличение жесткости в 25 - 30 раз относительно минимальной жесткости. Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь - среда, включающий станину, укрепленный на станине нож, и опертый на него рычаг, планку опирающуюся на острие конца рычага, и последовательно связанные с вторым концом рычага упругую скобу с тензодатч иком, тягу с горизонтальным рычагом и грузом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен нижней планкой, связанным с ней вторым рычагом, шарнирно опертым на станину и имеющим ограничитель хода, стойкой с тензодатчиками, шарнирно связанной с первым рычагом и опертой в ограничитель1406457 Составитель В. ПетрушкинРедакторИ.КасардаТехредИ.Верес Корректор И. МускаЗаказ 3 84/38 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4(5Производственно.полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 хода второго рычага, траверсой с направляющими и грузом, гидроцилиидром, связанным с траверсой и имеющим датчик давления и манометр, связанными с гидроцилиндром тягами с тензодатчиками и расположенными на планках пьезодатчиками.