Установка для ударных испытаний материалов

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИ 3 И 0, Е 21 С 3 ж 1 СУДАРСТВЕННЦЙ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССР Й И ОТНРЫТИЙ 113 ПЬСТВУ(71) Всесоюзный научский институт горноии маркшейдерского д(56) Авторское свидУ 1293546, кл, С О 1 ЛЯ УДАРНЫХ ИСПЫТАНИЙ относится к испытатен Цель изоалогически-иссле еомеха ель жноси вози ечения возможно ения сжат ериаго уд арным Для э м. АВТОРСН ельство ССС 3301 1985(54) УСТА 110 ВКА МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретени тельной технике расширение техн тей путем обесп ударного разруш испытуемого мат но деФормируемо и боковым обжат ем образца, едварительрастяжением того уста143600 новка имеет два плунжера (П 8 и 10,источник 17 газа с запорным краном16, двухступенчатый .цилиндр 4. П 8меньшего диаметра - включает ограничитель хода 9. В меньыей полости 5цилиндра 4 установлен П 8 и в ней выполнен канал 14 для связи с атмосферой, Полость 6 цилиндра 4 большегодиаметра соединена с источником 1,Установка имеет захваты 11 и 12 дляобразца 13 испытуемого материала, заИзобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для ударных испытаний образцов материалов, преимущественно горных пород,Цель изобретения - расширение технологических возможностей установки путем обеспечения возможности ударно" го разрушения сжатием образца испытуемого материала, предварительно деформированного ударным растяжением и боковым обжатием.На чертеже представлена схема установки для ударных испытаний материалов, 15 Установка содержит основание 1 смонтированные на нем наковальню 2 и вертикальные направляющие 3 с установленным в них сбрасываемым грузом, выполненным в виде двухступенчатого цилиндра 4 с полостью 5 меньшего диаметра и полостью б большего диаметра. На вертикальных направляющих 3 закреплен механизм 7 подъема и фикса ции сбрасываемого груза, В полости 5 меньшего диаметра установлен плунжер 8 с ограничителем 9 хода,а в полости 6 большего диаметра - плунжер 10, один из торцов которого обращен в сторону 30 наковальни 2. На обращенных друг к другу торцах плунжеров 8 и 10 закреплены соответственно захваты 11 и 12 для образца 13 испытуемого материала, В полости 5 меньшего диаметра для свя" зи с атмосферой выполнен канал 14, в котором установлена заглушка 15, а полость 6 большего диаметра соединена через запорный кран 16 с источником крепленные на обращенных друг к другу торцах П 8 и 10, В канале 14 установлена заглушка 15, а в П 8 выполнен канал 18 для соединения полостей5 и 6. Давление на торцы образца 13создается П 8 и 10, а на боковую егоповерхность - газом. Оба эти режимаиспользуются, когда разрушение массива в динамическом режиме происходитпосле резких приращений давления газа.з,п. ф-лы,ил. 17 газа, закрепленным на вертикаль=ных направляющих 3, В плунжере 8 малого диаметра выполнен канал 18 с заглушкой 19, соединяющий полость 5 малого диаметра с полостью 6 большегодиаметра,Установка работает следующим образом,Для выполнения испытаний в режиме,ударного разрушения сжатием образца13 испытуемого материала, предварительно деформированного ударным рас -тяжением с боковым ударным обжатиемгазовой средой, вывертывают заглушку15 из канала 14 связи полости 5 с атмосферой и завертывают заглушку 19 канала 18, Через кран 16 заполняют голость 6 большего диаметра газом изисточника 17, закрывают кран 16 и отсоединяют источник 17 от цилиндра 4.Приводят в действие механизм 7 подъема и фиксации груза и сбрасывают цилиндр 4, При соударепии плунжера 10 снаковальней 2 плунжер 10 вдвигаетсяв полость 6 цилиндра 4 и перемещаетобразец 13 с захватами 1 и 12 и плунжером 8 относительно цилиндра 4, Приэтом в полости 6 возникает давлениезаполняющего ее газа и создается боковое обжатие образца 13 газовой средой. Дацлением газа плунжер 8 выталкивается в направлении движения исоздается растягивающая нагрузка наобразце 13, К моменту касания ограничителем 9 хода торца полости б боковое обжатие и растягивающая нагрузка на образце 13 имеют максимальныесоздается равное давление газовойсредьг, создающее всестороннее обжатие образца 13. После срабатыванияограничителя 9 хода образец 13 разрушается окончательно сжимающей ударной нагрузкой,Изменяя положение ограничителя 9хода на плунжере 8, изменяют длинухода плунжера 8 до осевого разрушения обраэга 13 сжатием и изменяюттем самым величины предварительногорастягивающего и обжимающего усилий:с ростом хода плунжера 8 укаэанныеусилия возрастают. При выполнениипервого режима торцы образца 13 зажаты в захватах 11 и 12 и боковомуобжатию газом подвергаются толькобоковые поверхности образца 13. Длядоступа газа к торцовым поверхностям образца 13 в захватах 11 и 12высверливают отверстия, а образец 13в захватах 11 и 12 зажимают по частибоковой поверхности. При работе вовтором режиме образец 13 в захватах11 и 12 не зажимают, захваты 11 и 12лишь центрируют полоз;ение образца 13,поэтому обжатие образца 13 газом может быть всесторонним при открытыхторцах образца или боков .ым при закрытых торцах образца когда давление, на торцы образца создается плунжерами 8 и 10, а на боковую поверхностьобразца - газом,1 20 30 35 40 В исходном положении плунжеры 8 и 10 в цилиндре 4 удерживаются трением их уплотнительных колец 20 и 21 о стенки цилиндра 4. Силу удара регулируют высотой сброса ";:г; ндра 4, так же, как и скорость нагружения,Для повышения мощности установки используют дополнител:;ные грузы 1 не пока 14360значения, В момент срабатывания ограничителя 9 хода плунжер 8 прекращает движение и происходит разрушениеобразца 13 энергией падающего цилинд 5ра 4, продолжающего перемещение относительно плунжера 10,Для выполнения испытаний в режиме ударного разрушения сжатием образца 13, предварительно деформиро- . Ованного ударным всесторонним обжатием газовой средой, завертывают заглушку 15 и отвертывают заглушку 19,В остальном работа установки аналогична работе по предыдущему режиму, 5При перемещении плунжера 10 относительно цилиндра 4 в полостях 6 и 5 01 заны), прикрепляемые к гидроцилиндру 4.Технические преимущества предлагаемой установки состоят в следующем,Установка имеет более широкие технологические возможности, чем известные установки ударного нагружениясбрасываемым грузом, Так, установкаобеспечивает испытание при двух новыхдля этих установок режимах - ударного разрушения сжатием после предварительного ударного нагружения растяжением и боковым обжатием и ударногоразрушения после предварительноговсестороннего обжатия, причем обжатиевыполняется в газовой среде без применения установок для создания газовога давления, Оба эти режима имеютбольшой практический интерес в проблеме борьбы с горными ударами и внезапными выбросами, когда разрушениемассива в динамическом режиме происходит после резких. приращений давления газа,Формула из обретения1. Установка для ударных испытаний материалов, содержащая основание) смонтированные на нем наковальню и вертикальные направляющие с установленным в них сбрасываемым грузом в виде цилиндра с плунжером, один иэ торцов которого обращен в сторону наковальни, захваты для образца испытуемого материала и механизм подъема и фиксации сбрасываемого груза, закрепленный на вертикальных направляюгггих, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей установки путем обеспечения возможности ударного оазрушения сжатием образца испытуемого материала, предварительно деформированного ударным растяжением и боковым обжатием, она снабжена дополнительньпг плунжером меньшего диаметра с ограничителем хода и источником газа с запорным краном, при этом цилиндр выполнен двухступенчатьж, а дополнительный плунжер установлен в его полости меньшего диаметра, в которой выполнен канал для связи с атмосфе-. рой, полость цилиндра большего диаметра соединена с источником газа, а эах5 1436001 бваты для образца испытуемого материа" заглушкой, установленной в канале ла закреплены на обращенных друг к связи полости меньшего диаметра цидругу торцах плунжеров, линдра с атмосферой, а в плунжере2. Установка по п.1, о т л и ч а-меньшего диаметра выполнен канал для ю щ а я с я тем, что она снабжена соадинения полостей цилиндра,Составитель Л.Климов Редактор Н.Тупица Техред,М.Моргентал, Корректор С,Шекмар Заказ 5639/42 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4