Установка для испытания образцов горных пород в условиях трехосного сжатия

1504564нагрузок с одновременным циклическим пригружением отдельных участков боковой поверхности образца повышенным давлением рабочей среды. Установка содержит основание 1, механизм возвратно-поступательного перемещения в виде эксцентрика 2 с рамкой 20, связанного с приводом вращения 3, гидро- цилиндр 4, два поршня 5, 6, силовую пружину 7, захваты 8 для образца 9. Поршни 5, 6 выполнены с отверстиями 13 и клапанами 14, 15 одностороннего действия. На выходе отверстий установлены патрубки 16. Регулирование соотношения между осевой и боковой нагрузками обеспечивается съемнымштоком 18 и сменной заглушкой 19.Придвижении штока 21 вниз пружина 7сжимается, создавая осевое нагружениеобразца 9, объем полости 12 уменьшается, рабочая среда перетекает поддавлением по патрубкам 16 в полость10 к образцу, создавая его пригружение. Избыточное давление в полости10 вызывает перетекание рабочей средычерез клапаны 14 в полость 11. Входштока 21 в гидроцилиндр 4 повышаетв нем давление рабочей среды, чтоприводит к росту бокового обжатия образца 9. 1 ил.Изобретение относится к испытаниям материалов, в частности к установкам для испытания образцов в условиях трехосного сжатия. 30 50дйя регулирования соотношения между осевой и боковой нагрузками установка снабжена съемным штоком 18, установленным на поршне 6, и сменной заглушкой 19. Механизм возвратно- поступательного перемещения выполнен в виде эксцентрика 2 с рамкой 20. Гидроцилиндр 4 неподвижно закреплен на основании 1. Цель изобретения - приближение условий испытания к забойным путем цик лического изменения осевой и боковой нагрузок с одновременным циклическим пригружением отдельных участков боковой поверхности образца повышенным давлением рабочей среды.На чертеже представлена схема установки, общий вид.Установка соддржит основание 1, эксцентрик 2 механизма воэвратно-поступательного перемещения, свяэанный с приводом 3, гидроцилиндр 4, два поршня 5, 6, силовую пружину 7, захваты 8 для образца 9, размещенные в межпоршневой полости 10, которая сообщается с подпоршневыми полостями 40 11, 12 цилиндра через отверстие 13, Установка снабжена клапанами 14, 15 одностороннего действия и патрубками 16, размещенными в межпоршневой полости 10, которые одними концами45 закреплены на поршнях 5, 6 на выходе отверстий 13, а ца других концах имеют сопла 17, предназначенные для подачи рабочей среды к образцу 9. Установка работает следующим образом.Включают привод 3. Вращение эксцентрика 2 посредством рамки 20 сообщает штоку 21 возвратно-поступательные перемещения.При движении штока 21 вниз (по чертежу) пружина 7 сжимается, и на образце 9 создается нарастающая сжимающая осевая нагрузка. Объем полости 12 при этом уменьшается, что приводит к возрастанию давления жидкости в полости 12 и к перетеканию ее под давлением через отверстия 13 в поршне 6 и по патрубкам 16 в полость 10 к участкам поверхности образца, к которым подведены сопла патрубков. Избыточное давление в полости 10 приводит к перетеканию жидкости в полость 11 через клапаны 14 и отверстия в поршне 5. Вход штока 21 в гидроцилиндр 4 уменьшает его рабочий объем и повышает давление рабочей среды в гидроцнлиндре,что приводит к росту бокового обжатия образца 9. Одновременно шток 18 покидает гидро- цилиндр, поэтому интенсивность роста общего давления в гидроцилиндре определяется соотношением площадей поперечных сечений штоков 18 и 21: интенсивность нарастания боковой нагрузки с ростом осевой нагрузки тем выше, чем больше отношение площади поперечного сечения штока 21 к площади штока 18. Таким образом, при движении штока 21 вниз получают осевое и боковое сжатие образца с дополнительным боковым обжатием отдельных участков его поверхности. При обратном движении штока 21 усилие на пружине 7 (осевое усилие на1504564 осевое отверстие заглушки, силоваяпружина другим концом закреплена надне стакана, клапаны установленына поршнях, в которых выполнены сообщающие межпоршневую полость с подпоршневыми отверстия, на выходекоторых оДними концами закрепленыпатрубки, имеющие на других концахсопла, предназначенные для подачирабочей среды к образцу. Составитель Н. МезенцевТехред Моргентлл Корректор М. Васильева Редактор М. Циткина Заказ 5345/44 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 образец) уменьшается, общее давление в гидроцилиндре и боковое давление на образце также падают, а за счет уменьшения объема полости 11 в ней образуется избыточное давление.и жидкость через отверстия в поршне 5 и по соответствующим патрубкам 1 б поступает к участкам поверхности образца 9. Избыточное давление сбрасы О вается по клапанам 15 в полость 12. Таким образом, эа один цикл нагружения осевой и боковой нагрузками получают двухкратное нагружение участков поверхности образца избыточным давле нием рабочей среды,Величина избыточного давления уве личивается с ростом частоты нагружений, с уменьшением рабочих сечений патрубков и их количества. Соотноше ние между осевой и боковой нагрузками регулируется подбором жесткости пружины 7 и соотношением поперечных сечений штоков 18, 21. Число участков обработки поверхности образца, 25 их расположение по высоте образца и по периметру регулируется количеством и расположением патрубков. Вид твердой фазы и ее количество в рабочей жидкости выбираются в соответствии с 30 составом рабочей жидкости в забое. В ходе опыта регистрируют главные напсряжения и деформации образца и давление и деформации на обрабатываемых участках поверхности, а также35 регистрируют характер разрушения образца, По результатам испытаний определяют энергозатраты на разрушение и характеристики процесса деформации и разрушения.ф о р м у л а изобретенияУстановка для испытания образцов горных пород в условиях трехосного сжатия, содержащая основание, закрепленные на основании привод, механизм возвратно-поступательного перемещения, связанный с приводом,гидроцилиндр, корпус которого имееткрышКу. с центральным отверстием,установленные в корпусе гидроцилиндра два поршня, силовую пружину, однимконцом закрепленную на одном изпоршней, другой поршень имеет шток,проходящий через отверстие в крьппке,конец которого соединен с механизмомвозвратно-поступательного перемещения, и пару захватов для образца,связанных с соответствующими поршнями иразмещенных в корпусе между ними,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью приближения условий испытанияк забойным путем циклического изменения осевой и боковой нагрузок с одновременным циклическим прпгружениемотдельных участков боковой поверхности образца повьппенным давлением рабочей среды, она снабжена вторым штокомзаглушкой с осевым отверстием, клапанами одностороннего действия и патрубками, корпус гидроцилиндра выполнен в виде стакана с центральным отверстием в дне, в котором установлена заглушка, второй шток установленсоосно силовой пружине, одним концомсоединен с поршнем и проходит через