Установка для испытания стержневых образцов материалов на послойный срез

(71) Всесоюзньпский институт гмаркшейдерского(56) АвторскоеВ 1557478, кл. Бюл. Мф 10научно-исследоваторной геомеханикидела 88)свидетельство СССР С 01 И 3/24, 1988,СЛ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСОУ СИ 1 Я ИС 1 ППАКИ СТЕРЖ 1 АТЕРИЮ 10 В НА ПОСЛОИ(54) УСТАНОВКА ДНЕВЫХ ОБРАЗЦОВ 1НЫЙ СРЕЗ(57) Изобретение относится к установкам для испытания стержневых образцов материалов на послойный срез и позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения испытания не только при постоянных, но и при переменных направлениях реза в плосКости поперечного сечения образца. На основании 1 установлены зах 11 22 ват 2 в виде втулки для образца 3,механизм нагружения в виде резца 1 О,жестко связанного с барабаном 5, механизм осевого перемещения образцаво втулке в виде рейки 6, барабана 5с фрнкционной накладкой 7, предназначенной для периодического взаимодействия с рейкой 6, механизм поворота образца в виде захвата 13, закрепленного на шестерне 18, взаимодействующей с валом-шестерней 17,пары конических колес 14 и 15,и второй фрнкционной накладки 16 на колесе 14, предназначенной для периодического взаимодействия с поверхностью колеса 15,поворота вала-шестерни 17, шестерни 18 с захватом 13 иобразцом 3. Таким образом, изменяютнаправление перемещения резца 10 вплоскости поперечного сечения образца 3, т.е. направление реза. ПереМещение образца во втулке производится рейкой 6. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к испытательной технике, а именно к испытаниям образцов материалов, преимущественно горных пород и грунтов цаУ5 прочность.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей за счет обеспечения испытания це только при постоянных, но и при переменных направлениях реза в плоскости поперечного сечения образца.На фиг,1 представлена схема установки вид сбоку; ца фиг,2 - то же, вид сверху, 15Установка для испытания стержневых образцов материалов цц послойный срез содержит основаниец установленные ца нем захват 2 в виде втулки, предназначенной длц охватывация 20 образца 3, механизм осевого перемещения образца во втулке, включдющий приводной вал 4, соединенный с ццм барабан 5, рейку 6 и фрцкццонцую накладку 7, закрепленную ца барабане 5 25 и предназначенную для периодического взаимодействия с рейкой 6, привод 8 барабана, связанный с приводным валом 4 посредством управляемой муфты 9 сцепления, механизм цагружеция в виде резца 10, жестко связанногоЮс барабаном 5, маховик 11, связанный с приводным валом 4 посредством второй управляемой муфты 12 смеще - ния, соосный первому второй захват 13 для конца образца 3, связанный с концом рейки б механизм вращения образца вокруг своей оси, выполненной в виде двух имекгцил пересекающиеся под пряьа.м углом оси, конических колес 14 и 15, первое из которых (14) закреплено на приводном валу 4, а ось второго колеса (15) параллезьна оси захватов, второй фрикццоццой накладки 16, закрепленной и поверхности первого колеса 1 з и предназначенной для периодического взацмодс;йствия с поверхностью второго колеса 15, прямозубого вала-шсстврцн 17 соединенного с вторым колесом50 15 и установленного соосцо му, и шестерки 18, уст ацовлеццой ца конце рейки 6 соосно ззхвз гам 2 и 13 и жестко связанной с захватом 13. Кроме того, установка снабжена тремя связан.- ными одна с другоц .".оци мскещ шес 55 тернями 19-21, одна и: которых (19) зкреплеця ца конце цццдодцоо вази 4 соосцо ему, вторая 20) свя:.ацв с приводом 8 вращения барабана, третья (21) - с маховиком 11 и установ.лена соосно ему, и двумя дополнительными управляемыми муфтами 22 и 23сцепления, одна из которых (22) установлена между маховиком 11 и третьей конической шестерней (21), а другая (23) - между валом-шестерней 17и соединенным с цим коническим коле-.сом 15.Установка работает следующим образом,Включают привод 8 и через муфты9 и 12 вращают вал 4 с колесом 14 ибарабаном 5. При повороте барабанарезец 10 производит срез слоя образца 3, после чего накладка 7 взаимодействует с рейкой 6 и перемещает еев осевом направлении вместе с шестерней 18, захватом 13 и образцом 3.Одновременно накладка 16 взаимодействует с колесом 15 и через муфту 23поворачивает вал-шестерню 17, в результате чего поворачивается шестерня 18 с захватом 13 и образцом 3.Последний совершает осевое перемещение ца заданное расстояние, равноетолщине срезаемого слоя, и поворотца угол, равный углу поворота направления реза, За время поворотарезца изменяют при необходимости скорость вращения вала 4, и новый срезцо новому направлению производят сцовой скоростью среза.Для испытания при неизменном направлении реза выключают муфту 23,после чего шестерня 18 перемещаетсявдоль прямозубого вала-шестерни 17без поворотов. Для исследования энергопоглощения материалом образца выключают муфту 12 и посредством муфт 9 и 22 приводом разгоцяют маховик 11 до заданной скорости вращения, при которой на маховике создается заданный запас энергии Затем выключают муфту 9 и включают муфту 12, после чего послойный срез происходит под действием запасенной маховиком энергии. Испытания проводят как при изменяющемся, так и цри постоянном направлении ре за в плоскости поперечного сечения образца.Тоидцу слоев среза регулируют длицоц накладки 7, величину угла поворота направления реза - длиной накладки 16.1635061 70 Расширение функциональных возможностей установки позволяет исследовать на ней влияние изменения направления реза на параметры разрушения. При исследовании горных пород и грунтов определяют оптимальные углы поворота направления послойного реза, обеспечивающие наименьшие энергозатраты при разрушении. Результаты используют при разработке новых конструкций механизмов разрушения срезом, при выборе оптимальных режимов работы породоразрушающих механизмов. Формула изобретения 1. Установка для испытания стержневых образцов материалов на послойный срез, содержащая основание н установленные на нем захват в виде втулки, предназначенной для охватывания образца, механизм осевого перемещения образца во втулке, включающий приводной вал, соединенный с ннм , барабан, рейку и фрикционную накладку, закрепленную па барабане и предназначенную для периодического взаимодействия с рейкой, привод вращения барабана, связанный с приводным валом посредством управляемой муфты сцепления, механизм нагружения в виде резца, жестко связанного с барабаном, маховик, связанный с приводньвч валом посредством второй управляемой муфты сцепления, н соосный первому второй захват для конца образца, связанньп с концом рейки,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью расширения функциональных 5возможностей путем обеспечения испытания не только при постоянных, нон при переменных направлениях реза вплоскости поперечного сечения образца, она снабжена механизмом вращения в виде двух имеющих пересекающиеся под прямым углом оси коническихколес, первое из которых закреплено на приводном валу, а ось второгопараллельна оси захватов, второй фрикционной накладки закрепленной наповерхности первого колеса и предназначенной для периодического взаимо;,действия с поверхностью второго колеса, соединенного с последним и ус тановленного соосно ему прямоэубоговала-шестерни и шестерни, установленной на конце рейки соосно захватам, предназначенной для взаимодействия с валом-шестерней и жестко свя эанной с вторым захватом.2. Установка по п.1, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена тремя связаннымн одна с другойконическими шестернями, одна из которых закреплена на конце приводного вала соосно ему, вторая связанас приводом вращения барабана, третья -с маховиком и установлена соосно ему,и двумя дополнительными управляеьадми муфтами сцепления, одна иэ которых установлена между маховиком итретьей конической шестерней, а другая - между валом-шестерней н соединенным с ним коническим колесом.