Установка для испытания образцов горных пород

(51)4 С 01 0 3/3 ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТРИ ГЙНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВ К АВТОРСНОМУ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД 57) Изоб иям мате установкамтивности ипород приизобретени стани(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики имаркшейдерского дела(56) Авторское свидетельство СССРУ 1330499, кл. 6 01 Б 3/00, 1986. етение относится к испыта иалов и, в частности, к для исследования деформ прочности образцов горных осевом нагружении. Цель я - приближение условий забойным за счет деорми1446533вания части образца при увеличении в торце винта и хвостовика 13 толка- поверхности обнажения нагруженного теля 14, установленного в это отверсучастка как при статическом, так и тие и подпружиненного пружиной 15, циклическом нагружении. Установка выполнены в виде многогранников, а имеет корпус 1, винтовой нагружающий активный захват 6 и толкатель 14 обмеханизм с винтом 2, гайкой 3 и втул- разуют кулачковую пару, При вращении кой 4, привод 5, захваты б и 7 для гайки 11 и втулки 12, обеспечиваемом образца 8. Для увеличения поверхнос- редуктором 16, с различными скоростяти обнажения нагружаемого участка об- ми происходит обуривание участка образца установка снабжена буровой ко- разца под захватом 6. Изменение осеронкой 9, закрепленной на штанге 10, вой нагрузки на образец происходит гайкой 11 и втулкой 12 вращения штан- при вращении гайки 3 и втулки 4 с ги. Для циклического нагружения об- различными скоростями, обеспечиваеразца поверхности осевого отверстия мом редуктором 17, 1 з,п. ф-лы, 1 ил.,.1Изобретение относится к испытательной технике и может быть испольэВвано для исследования деформацион" ных и прочностных свойств образцов горных пород при осевом нагружении.Цель изобретения - приближение условий испытаний к забойным путем деформирования участка цилиндрического образца при увеличении поверхности обнажения, а также расширение функ циональных возможностей установки путем обеспечения как статического, так и циклического нагружения образца.На чертеже представлена схема ус тановки, .общий вид.Установка содержит корпус 1, размещенный в нем винтовой нагружающий механизм с винтом 2, гайкой 3 и втулкой 4, кинетически связанные с приво дом 5 вращения, активный захват 6, взаимодействующий с торцом винта 2 нагружающего механизма, и пассивный захват 7 для образца 8, соединенный с корпусом 1, Установка снабжена бу 25 ровой коронкой 9 со штангой 10, установленными соосно винту 2 нагружаю- щего механизма, гайкой 11 и втулкой 12 вращения штанги, установленными на штанге неподвижно в осевом направ ленин и кинематически связанными с приводом с возможностью вращения с различными скоростями.Гайка нагружающего механизма соединена с приводом 5 с возможностью вращения со скоростью, отличной от 2скорости вращения втулки 4 нагружающего механизма, а между винтом 2 иактивным захватом 6 установлен имеющий хвостовик 13 толкатель 14, поджатый к винту 2 силовой пружиной 15и вращающийся совместно с винтом благодаря хвостовику 13, выполненному,кяк и отверстие з винте, в виде многоугольника,Возможность вращения гайки 11 ивтулки 12 с разными скоростями обеспечивается, например, коническими редуктором 16, а гайки 3 и втулки 4редуктором 17, Приспособления 18 фиксируют положение образца 7 относительно корпуса 1.Установка работает следующим образом.Включают привод 5 и через редукторы 16 и 17 приводят пары гайка 3 -втулка 4 и гайка 11 - втулка 12 вовращение с равными в каждой паре скоростями, Нри этом кулачковая поверхность толкателя 14 обегает кулачковую поверхность на торце активногозахвата 6 и посредством пружины 15производит циклическое нагружениеучастка образца, ограниченного буровой коронкой 9, Для изменения осевойнагрузки на этом участке с помощьюредуктора 17 увеличивают скоростьвращения втулки 4 и винта 2 по отношению к гайке 3. Происходит осевоеперемещение вращающегося винта и пригружение указанного участка образца.Для увеличения поверхности обнажения1446533 Ф о р м у л а изобретения1, Установка для испытания образцов горных пород, содержащая привод,корпус, размещенный в нем винтовой 5нагружающий механизм, гайка которогокинематически связана с приводом, авинт выполнен с осевым отверстием наторце, соосные с винтом активный захват и связанный с ним толкатель схвостовиком, размещенным в отверстиивинта, подпружиненный к торцу последнего, и закрепленный на корпусе пассивный захват, о т л и ч а ю щ а я "с я тем, что, с целью приближенияусловий испытания к забойным за счетдеформирования части образца при увеличении поверхности обнажения нагруженного участка, она снабжена охватывающей часть винта штангой в виде трубы с винтовой нарезкой на внешней поверхности и буровой коронкой на торце, а также кинематически связаннымис приводом дополнительной гайкой, за крепленной на штанге, и двумя втулками, закрепленными одна на винте, другая - на штанге, а гайки и втулки установлены с воэможностью вращения сразличными скоростями.30 2. Установка по и1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюнагружения образца наряду со статическими также и циклическими изменяющимися нагрузками, поверхности осевого отверстия винта и хвостовика толкателя выполнены в виде многогранников, а активный захват и толкательобразуют кулачковую пару. нагружаемого участка, редуктором 16увеличивают скорость вращения втулки12 и штанги 10 по отношению к скорости вращения гайки 11. Происходит осевое перемещение вращающейся штанги сбуровой коронкой 9 и обуривание нагружаемого участка. По мере углубления коронки увеличивается поверхность обнажения участка образца,Участок образца внутри коронки работает при одноосном нагружении. Участок перед коронкой находится в сложном напряженном объемном состоянии,как и в забое. Установка позволяет исследовать деформационные и прочностные свойства породы при различных величинах и скоростях обнажения, при различных. величинах осевой нагрузки во время обуривания нагруженного участка (что аналогично различным величинам опорного давления в забое), при различных пределах и частотах изменения циклической нагрузки. Размеры установки подбирают так, чтобы в сечении участка обуривания располагалось не менее 30 отдельных структурных элементов (зерен) для того, чтобы испытания на одноосное нагружение являлось представительным по структуре. Для большинства горных пород этому условию удовлетворяет площадь сечения участка образца диаметром (30-40) мм. Составитель Н.МезенцевРедактор Л.Зайцева Техред Л,Олийнык Корректор М.Демчик Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 6742/49 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4 /5