Установка для исследования энергообмена при совместном нагружении образцов материалов

(51) 5 С О К 3/20//С 01 И НИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бкд,й научигорной о-ис сл слователь еомеханики и/08, 1987 с вилС 0 1.7 11 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ И(21) 4489017/ (22) 041 О 88 (46) 1502,9 1 (71) Всесоезн ский институт маркшейлерско (72) Г,В, Лол (53) 620 174( (56) Лвторско 1," 1441240, кл 8016278 2(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЦОВЛ 11 ИЯ ЭНГР ГООБМЕНА НРИ СОВ 11 ГСТНОИ НЛГРУКЕНИИ ОВРЛЭЦОВ ИАТГРИАЛОВ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исслеповапия эиергообмеиа при совместном нагружении образцов11 ель изобретения - приближение условий испытаний к реальным условиям энсргообмена в наклонных выработках1627895 1 О Установка содержит раму 1 с размещенньпчи на ней механизмами нагружения,включающими червячные колеса 2, 14,взаимодействующие с взаимно перпендикулярными винтами 3, 15 с.гидроцилинпрами их осевого перемещения, полости которых являются эн. ргонаполнителями Захваты для осевого нагружения образцов закреплены на винтах3, 15 и гидроцилиндрах, На колесах2, 14 радиально закреплены захваты22, 23 образца 24, установленные вовтулках 25, 26, на которых перпендикулярно оси последних закрепленыцентральные захваты 29, 30 В полос -тях гидроцилиндров создают давление,характеризующее уровень запасенной Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для исследования онергообмена присовместном нагружении образцовЦель изобретения - приближениеусловий испытаний к реальным условиямэнергообмена в наклонных выработкахпутем обеспечения доформирования изгибом в двух плоскостях,- .На фиг, 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху,Установка содержит раму 1, размещенный на ней нагружающий механизм,включающий червячное колесо 2, взаимодействующий с ним винт 3, приводосевого перемещения винта 3, выполненный в виде гидропилиндра 4, Установпенного на направляющих 5 и сообщенного через аккумулятор 6 и вентили7 и 8 с источником 9 давления, Приэтом полость 10 гидроцилиндра 4 представляет собой энергонакопитель. Наторце винта 3 и обращенном к немуторце гидроцилиндра 4 закреплены захваты 11 и 12 для нагружения образца13 осевой нагрузкой, На раме 1 размещен второй нагружающий механизм, выполненный аналогично первому, включающий червячное колесо 14, взаимодействующий с ним винт 15, пгичемпоследний установлен на раме 1 такимобразом, что его ось перпендикулярна55оси винта 3 первого механизма, Винт15 связан с приводом его осевого перемещения, выполненным в виде гидроцилиндра 16, установленного в направэнергии, При осевом перемещении винтов 3 и 15 образцы деформируются осевой нагрузкой, колеса 2 и 14 поворачиваются, и поворачиваются захвати 22, 23 и 29, 30, деформируя образец 24 изгибом во взаимно перпендикулярных плоскостях. При разрушении одного из образцов запасенная на установке энергия передается на него, Таким образом, установка винтов на ружающих механизмов взаимно перпендикулярно и аналогичным образом центральных захватов для изгиба обеспечивает деформирование изгибом в двух плоскостяхЮ что приближает условия испытаний к реальным условиям энергообмена в наклонных выработках 2 ил,ляющих 17 и сообщенного через аккумулятор 6 и вентили 7 и 8 с источником 9 давления, причем полость 18гидроцилиндра 16 второго нагружающегомеханизма также представляет собойэнергонакопитель, а на торце винта15 и обращенном к нему соответствующем торце гидроцилиндра 16 закреплены соответственно захваты 19 и 20для нагружения образца 21 осевой нагрузкой,Установка снабжена двумя торцовыми захватами 22 и 23 для крепленияконцов изгибающего образца 24. Захваты 21 и 23 установлены в соответствующих втулках 25 и 26, закрепленныхрадиально соответственно на колесе 2первого нагружающего механизма и наколесе 14 второго нагружающего механизма. На втулках 25 и 26 параллельно их осн закреплены упоры 27и 28, на которых жестко закрепленыцентральные захваты для изгиба образца 24, выполненные в виде соответствующих планок 29 и 30, оси которыхперпендикулярны оси соответствующихвтулок 25 и 26 и параллельны осям колес 2 и 4 соответственноУстановка работает следующим образом.Образцы 13, 21 и 24 закрепляютсоотг .тственно в захватах 11, 12 и 19,20 для осевого нагружения и в захватах22 и 23 - для нагружения изгибом, Включают источник 9 давления и через аккумулятор 6 и вентили 7 и 8 создаютв полостях 10 и 18 гидроцилиндров 416 1 В с 5 и 16 давление,. При этом последниеперемещают захваты 11 и 19 с вццтдп3 и 15 в осевых иапрдвлеццях, деформируя образцы 13 и 21 соответственносжатием или растяжением. В результдтеосевого перемещения винтов 3 и 15 поо.рачиваются связанные с ццп соответствующие колеса 2 ц 14 вместе с торцовыми захватами 22 и 23, втупкд 1 п 25и 26 и центральньпп захвдтд 1 п 29 ц30, В результате ндгружепе обрдзцд 24изгибом происходит в двух вздимцоперпендикулярных плоскостях, В процессе нагружения аккумулируют энергию5упругой деформации ца установке путемсоздания давления в дккумуляторе 6полостях 10 и 18 гидроцисицлроп 4и 16 прн постепенном росте цдгрузкина образцах 13, 21 и 24, Изгибдопуюнагрузку в каждой плоскост згц 6 дизменяют синхронно с цзмецеццсм осевой нагрузки, для чего используют вентили 7 и 8 в соответствии с прогрдммой нагружеция, Энергию упругой деформации аккумулируют цездцисмо покаждой плоскости изгцбд, для чего создают давление в полостях 10 н 18 гилроцилиндров 4 ц 16 при рдзцых ьпчдльньпс объемах указанных полостс. Объемы запасдемой энергии здлдются объемами энергии упругой дефордини элементов массива горных пород в цдпрдвлении их деформировация вдоль осц выработки и в перпендикулярном ндпрдвлении. При этом учитывают, что объемзапасенной энергии при равных осевыхнагрузках на образцах 13 и 21 возрастает с ростом объема полости зц.ргонакопителя соответствующего гидроцилиндра. В соответствии с изменением40нагрузки в двух плоскостях деЬормирования, характеризующим реальную обстановку, повышают нагрузку и разрушают одни из образцов 13, 21 или 24,4При этом реализуют энергию, накопленную на установке, для чего открываютодин или оба вентиля 7 и 8 и повышаютдавление до разрушения одного из образ.цов, причем в момент разрушения всяэнергия установки, накопленная в аккумуляторе 6, полостях 10 и 18 гидроцилиндров 4 и 16 и на образцах, разрушение которых не наступает, передается на разрушаемый образец, Фиксируют диаграмму разрушения образцаи диаграммы упругого восстановлениянеразрушившихся образцов, а такжепараметры процесса,6 Испьпания проводят при рдзшх у тях изменения ндгрузок по рдзшплоск 1 стял деформировдшя, при рдзихсоотношениях энергии при рдзрупениицд сжимаемых образцдх, чтс регулируется соотцошец;ем цддл.цх объсмовполостей 10 и 12 гдроипил;ро 14 и 16, Ход ндгружецця по рдзш,плоскостям и уровни цдгрузки цд о 6 рдзцдх здддются холом измененя цдгрузок ц их уровнем в конкретной цдклонцой горной вырд 6 отке, рдботд кс 1 торо исследуется Уровни редльцой нагрузки определцптс по измерениямцдгрузок цд злемецтдх крепи ц идк.оццой выработке (цд верхцякс, стскдх,стяжкдх), велцчицд здпдсеццо" зцсргии определяется рдсчетом по измеренным цдгрузкам ц упру и хдрдктеристикдм пород, окруждюх ш,рдботку, Врезультдте исп,тдццй определяют цдиболее вероятный вид рдзрупешя, условия рдзрупения, энерго дтрдты цдрдзруение элементов крепи ц стеноквырдботки ц опредсляют услошц цдгружеция, при которых обеспечипдс тсяцдилучшдя устойчивость вьрдботоки крепи, Испытдция проводят цд обрдзцдх мдтеридло, из которых изготдцлипас тел крель, .ц о 6 рдзио горныхпород, когдд креилше, цдпрцмер,вьполяется только стодп, 6 езверхцякоз и стяжок,Формулд изобретенияУстановка для исследоцдпя эцергообмеца при совместном цдгружепш образцов материалов, солерждщая раму, размещеццьй нд цей цдгруждющнй механизм, включающий червячное колесо, взаимодействующий с ним винт, и привод осевого перемещения винта, связанные с направляющим механизмом две пары захватов для сжатия и растяжения образцов, пару цецтрдльцых зах" ватов для изгиба образца, и энерго- накопитель, связанньп с винтом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью приближения условий к реальным условиям энергообменд в наклонных выработках, установка снабжена вторым нагружающим механизмом, установленным таким образом, что ось его винта перпендикулярна оси винта основного нагружающего механизма, вторым энергонакопителем, связанным с винтом второго нагрузающего механизма, торцовыми захватами для креплепя концов1627895 М 1 б Составитель Г 1, Г 1 атюшинТехрел А Кравчку Реда кто выщк рект ер ни Заказ 333 ВНИИПИ Государствени 1130Тираж 389 Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 1 О иэгибаемого образца, выполненными ввиде радиально установленных на червячных колесах втулок, центральныезахваты для изгиба выполнены в видепланок, закрепленных на червячных ко лесах перпендикулярно оси соответствующих втулок, а захваты каждой парыосевого нагрукения установлены навинте и приводе его осевого перемещения соответственно. гп г 1 1 У 15