Установка для испытания образцов материалов на срез

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 1511 4 С 01 И 3/24//Е 21 С 39/00 ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ чФ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ ТЕНИ ЛЬСТВ ытая -реВ 37 нование ижной 2 ка содержит о де устр-во с под3 траверсами.связаны захве пакета контм матриц (М)испытании двумя С нагружаю ты выпол ктирующих тр ненные в ви друг с друг щенными при вмесквозны(21) 4054238/2(54) УСТАНОВКАЦОВ МАТЕРИАЛОВ учно-исследовате ой геомеханики и 8. 8)свидетельство СССР С 01 М 3/24, 1982, ДЛЯ ИСПЬ 1 ТАНИЯ ОБРАЗ НА СРЕЗ(57) Изобре тельной тех приближение альным путе среза образ тям. Устано нагружающее неподвижной ение относится к и ике. Цель изобрет условий испытаний обеспечения послойнога по нескольким плоско343289 гидроцилиндра 5, и насосную станцию 14, сообщенную с полостями гидроцилиндров 5 и 12 и обеспечивающую одинаковую скорость подачи рабочей жидкости в эти полости.Толщина матриц 7 задается толщиной слоев среза образца 10, а количество матриц 7 в пакете задается количеством плоскостей среза, Соотношение рабочих сечений штоковых полостей гидроцилиндров 5 и 12 задается соотношением частот разрушения образца 10 (сливные магистрали не показаны).Установка работает следующим образом.С помощью средства 4 нагружающего устройства перемещением подвижной траверсы 2 деформируют упругие элементы 11. Матрицы 7 при этом удерживаются штоками 6 и 13 от смещений, поэтому нагрузка на образце 10 отсутствует. После достижения заданной деформации упругими элементами 11 перемещение траверсы 2 прекращают и подают рабочук) жидкость от насосной станции 14 в штоковые полости гидро- цилиндров 5 и 12.При перемещениях штоков б и 13 матрицы 7 поочередно выходят из взаимодействия со штоками 6 и 13, Каждая матрица 7, вышедшая иэ взаимодействия со штоком б или 13, смешаетгя относительно соседней матрицы 7, расположенной на штоке б или 13, под действием упругой дефг(р;)алии элемента ми отверстиями 8 и 9, Отверстие 8предназначено для раэмещения образца 10. В отверстии 9 размещен шток6 гидроцилиндра (ГЦ) 5, установленного на основании 1 между траверсами 2 и 3 перпендикулярно направлениюперемещения траверсы 2. Между М 7 итраверсой 2 установлены упругие элементы 1 по числу М 7. Толщина слоевсреза или расстояние между плоскостями среза задается толщиной М 7,кол-во плоскостей среза - кол-вомМ 7 в пакете. Для испытания образцапри различных частотах разрушения Изобретение относится к испытательной технике, к установкам дляиспытаний на срез образцов различныхматериалов, в частности горных пород.Цель изобретения - приближение условий испытаний к реальным путемобеспечения послойного. среза образца по нескольким плоскостям: испытание образца при различных частотахразрушения,На чертеже показана схема установки для испытания образцов материаловна срез.Установка содержит основание 1,нагружающее устройство, включающееподвижную и неподвижную траверсы 2и 3 и средство 4 перемещения подвижной траверсы 2, закрепленное на основании 1, гидроцилиндр 5 со штоком 6,установленный на основании 1 междутраверсами 2, 3 перпендикулярно направлению 00 перемещения подвижнойтраверсы 2, захваты, выполненные ввиде пакета контактирующих друг сдругом матриц 7 с совмещаемыми прииспытаниях двумя сквозными отверстиями 8 и 9, иэ которых отверстие 8предназначено для размещения образца10, во втором отверстии 9 размещеншток 6 гидроцилиндра 5, упругие элементы 11 по числу матриц 7, установленные между матрицами 7 и подвижной траверсой 2, дополнительный гидроцилиндр 12 со штоком 13, установленный на основании 1 соосно штоку 610 15 20 25 30 3.) установка снабжена дополпител 1 ным ГЦ 12 со штоком 13, устаповленным соосно 1 Ц 5. Гоотнг)шение рабочих сечений штоковых полостей ГЦ 5 и ГЦ 12 задается соотношением частот разрушения образцов. Под действием упругой деформации элемента 11, соединенного с М 7, создается на образцесрезавшее усилие, действующее поплоскости контакта с М 7. Штоки 6и 13 перемешаются, и по мере их перемещения поочередно смещаются М 7с послойным разрушением образца срезом.э.п. ф-лы. 1 ил.11, соединенного с этой матриией, и создает на образце 10 срезающее уси- лие, действующее по плоСкости контакта матриц 7. По мере перемещения штоков Ь и 13 происходит поочередное смещение матриц 7 с послойным разрушением образца 10 срезом. Частота актов разрушения срезом определяется скоростью перемещения штоксв 6 и 13 и зависит от скорости подачи рабочей жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 5 и 12. Установка осуществляет двухчастотное разрушение, соотношение между частотами разрушения по отдельным плоскостям задано соотношением рабочих сечений штоковых полостей гидроцилиндров 5 и 12. Так, с большей частотой разрушается та часть образца 10, которая поддерживается гидроцилиндром 5, имеющим меньшую площадь рабочего сечения, что при равной скорости подачи рабочей жидкости дает большую скорость перемещения штока 6.Толщина слоев среза или расстояние между плоскостями среза задается толщиной матриц 7, количество плоскостей среза - количеством матриц 7 в пакете.После разрушения образца перемещением траверсы 2 возвращают матрицы 7 с упругими элементами 11 в исходное положение, при котором отверстия в матрицах 7 совмещены. Возвращают штоки 6 и 13 в исходное положение, при котором они размещены в отверстиях 9 матриц 7, и устанавливают новый образец 10. Следующий опыт проводят при новой скорости подачи жидкости в штоковые полости гидроцилиндров 5 и 12, что дает новые частоты разрушения образца 10 при прежнем соотношении частот разрушения на двух участках образца 10. Эксперименты позволяют установить зависимость энергоемкости разрушения от частоты актов разрушения при заданном соотношении частот. Следующую серию опытов проводят при изменении расстояния между плоскостями среза, для чего заменяют матрицы 7 в пакете на другие, отличающиеся толшиной от пре. дыдущих матриц 7. Опыты повторяют и получают зависимость энергоемкости разрушения толщины срезаемого слоя при различных частотах разрушения. Анализ результатов испытаний позволяет определить оптимальные условия510 45 60 55 15 20 25 30 35 ао разрушения данного випа материала,выполняемого с няимеш шими лля данной крупности кусков разрушения знергозатратами,В качестве упругих элементов 11могут использоваться упругие стальные кольца, витые пружины и т.п.элементы, рабочие характеристики которых обеспечивают получение усилии,превьппающих необходимые усилия длясреза образца 10 данного материала. Упругие элементы 11 могут использоваться также в качестве силоизмерительных элементов для определения работы разрушения образца 10 по отдельным сечениям. 11 атрицы 7 имеют форму дисков, на торцовых поверхностях которых вне места расположения отверстий выполнены продольные относительно направления перемещения выступы и ответные им пазы (не показаны) для ориентировки направлений перемещений матриц 7.Изобретение обеспечивает условия испытаний, наиболее полно соответствующие реальным условиям разрушения материалов послойным срезом в горной прсмьнпленности, что достигается возможностью послойного разрушения с регулируемым количеством плоскостей среза, регулируемой частотой актов среза, регулируемой толщиной слоев среза и близкими к реальным скоростям смещения частей образца. Полученные оптимальные по энергозатратам условия послойного разрушения могут использоваться при определении режимов работы добычного механизма в виде рекомендаций на оптимальной скорости вращения барабана комбайна, скорости подачи комбайна вдоль забоя и т,п. Формула изобретения 1. Установка для испытания образцов материалов на срез, содержащая основание, нагружающее устройство с подвижной и неподвижной траверсами, захваты для образца, связанные с нагружающим устройством, и упругие элементы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к реальным путем обеспечения послойного среза образца по нескольким плоскостям, сна снабжена гидро- цилиндром со штоком, установленным на основании между траверсами периен1343289 матриц в пакете - количеством плоскостей среза. Составитель В.ТальвойшТехред Л.Сердюкова Еорректор Л.Пилипенко Редактор С.Патрушева Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 4815/43 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 дикулярно направлению перемещенияподвижной траверсы, захваты выполнены в виде пакета контактирующих другс другом матриц с совмещенными прииспытании двумя сквозными отверстиями, одно из которых предназначенодля размещения образца, во второмразмещен шток гидроцилиндра, приэтом упругие элементы по числу матриц установлены между матрицами иподвижной траверсой, толщина матрицопределяется заданной толщиной послойного среза образца, а количество 2. Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюиспытания образца при различных час 1тотах разрушения, она снабжена дополнительным гидроцнлиндром со штоком,установленным на основании соосно Ю первому гидроцилиндру, а соотношениерабочих сечений штоковых полостейгидроцнлиндров задается соотношениемчастот разрушения образца.