Установка для испытания образцов на сжатие с контролем скорости деформации образца

(Я)м. Кл. с присоелинением заявки01. и 3 У 08 евеударетюМ кеветет СССР ае делен кзобретениЯ и открцтвЯ(72) Авторы изобретени А, Н. Ставрогин, Е.Д. Певзнер и Б.Г. ТарасоЗна енн1: Лдс," ой г ма х 1 йикн:,:Р,а Трудового Крдсног ельскнй институт гор Всесоюзный орд аучно-нсслепов 71 Заяв маркшейдерского пела(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБРАЗЦОВ НА С КОНТРОЛЕМ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ О ЗЦА Изобретение отно ится к испытательной технике и предназначено пля испытания образцов, горных пород до предела и за пределом прочности в лабораторных условиях.Известна установка пля испытания образцов на сжатие с контролем скорости деформации образца, содержащая силовую раму, нагрузочный гидродомкрат, размещеннюй на силовой раме, систему слеже 10 ния за скоростью деформации образца и систему разгрузки в виде электроклапана, связанную трубопроводом с рабочей полостью нагрузочного гидропомкратаЦ,Недостатком установки является низ 5 кая жесткость нагружающей системы и недостаточное быстродействие систразгрузки. Это вызвано тем, что на ка на образец создается гипродомкратом, в котором при этом запасается20 большой обьем сжатой жидкости, упругая энергия которой с высокой скоростью выделяется при потере несущей способности образцом за пределом прочности, а также тем, что гидродомкрат размещенна силовой раме.Наиболее близкой к предлагаемой потехнической сущности и постигаемомурезультату является установка пля испытания образцов на сжатие с контролем скорости деформации образца, содержащая силовую раму, гидродомкрат, источник давления, источник периодической подачи жидкости к гидродомкрату, нагружаю.ший узел в випе самотормозшнейся клиновой пары, механизм осадки штока гипродомкрата, блок слежения за скоростью деформации и блок разгрузки 2. фНедостатком этой установки являются невысокие производительность и надежность, а также сложность конструкция, обусловленная тем, что при резком уве личении скорости деформации в момент разрушения хрупкого образца сброс нагрузки и, следовательно, замедлениескорости деформации осуществляется перемещением нагружающей клиновой пары в об ратном направлении с помощью разгру3 911208 . 4 зочного гидродплкрата и тем, что в мо трубопроводом 23 с источником 24 давмент разгрузки происходит отключение ления, на трубопроводе 23 установлен пагружающего механизма. вентиль 25.Пель изобретения - повышение произ Установка работает следующим образом. воцительн сти, надежности и упрощение Между нагружаюшими клинями сам конструкции. тормозящейся клиновой лары 3 и рамойПоставленная цель достигается тес, 1 устанавливается образец 2, Параллельчто в установке для испытания образцов но. с ним устанавливается тенэометричесна сжатие с контролем скорости деформа- кий датчик 13 деформации. В полость 21 ции образца, содержащей силовую раму, 1 е. между бандажом 20 и рамой 1 с помо- гидродомкрат, источник давления, .ис- щыо источника 24 давления подается точник периодической подачи жидкости к среда под давлением, в результате чегодродомкрату нагружаюшей узел в уменьшаются размеры рабочего простран 5. виде самотормозящейся клиновой пары, ства рамы 1 . Перекрывается вентиль 2 механизм осадки штока гидродомкрата, 5 Задается определенная скорость деформа- блока слежения за скоростью деформации ции образца 2, определяемая частотой и блок разгрузки, блок разгрузхи выпол- нагружаюших импульсов, подаваемых иснен в виде клапана слива, связанного с . точником 12 в гидродомкрат 7 (электблоком слежения за скоростью деформа- рическая схема, обеспечивающая заданную ции кольцевого бандажа, установленного частоту пульсации насоса на рисунке не3 26ча силовой раме, образующего с ней гер- показана). Между нагружающими пу метичную полость, соединенную с исты- сами блоком слежения производится опником давления и клапаном слива. рос датчика 13 деформации. СкоростьНа фиг, 1 изображена установка для деформации в эти моменты равна нулю. испытания образцов на сжатие с контро-Нагружающий импульс осушествляетлем скорости деформации образца, общий ся в течение десятых долей секунды, вид; на фиг. 2 - схема блока слежения время между импульсами составляет сеза скоростью деформации образца, кунды и минуты. Поэтому практическиУстановка для испытания образцов нФ все время образец 2 находится под конт- сжатие с контролем скорости деформа- ролем следящего блока, Устойчивый про ции образца содержит, силовую раму 1, цесс нагружения сохраняется до достижев которой размещены образец 2 и нагру- иия образцом пр пря о азцом 2 предела прочности. Если жаюший узел в виде самотормозяшейся жесткости нагружающего устройства не- клиновой пары 3, закрепленный на рв- достаточно, деформация при разрушении ме 1 корпус 4 с винтом 5, На раме 1 образца 2 поддерживается эа счет накопзакреплен также корпус 6, в котором раз- ленной и раме упругой энергии и между мешен гидродомкрат 7, ме ханиэм осад нагружающими импульсами. ки штока 8 гидродомкрата 7 в виде са- Если величина скорости деформации мотормоэящейся клиновой пары 9. арабо- превысит заранее заданную пороговую чая полость 10 гидродомкрата 7 связа- скорость, подается сигнал на клапан 19 на трубопроводом 1 1 с.источником 1 2 слива который соединяет .полость 21 под (насос-пульсатор) периодической подачи бандажом 20 со сливом. Происходит упжидкости, Блок слежения за скоростью РУгое воспитан вл нИ нУ Рое восстановление внутренних размедеформацйи образца 2 выполнен в виде ров рамы 1, ч црив р гр1 1 что иводит к разгрузке тензометрического датчика 1 3 деформа- , образца 2 и предотвращению динамичесции и связанных последовательно тензо- , .кого разрушения. станции 14, суммирующего устройства 15преобразователя 16 сигналов и системы Величина предварительного сжатия ра управления, причем суммирующее уст- мы 1 выбирается в зависимости от веройство 15 связано с программным уст- личины деформации образца 2 испытываеройством 18. Блок разгрузки выполненй мой породы за пределом прочности. У в виде клацаю 19 слива с электроприво. очень хрупких пород, для которых предназдом (на чертеже не показан), связанно- начена установка, эта величина составля го с блоком слежения (с выходом систе- ет сотые и даже тысячные доли миллиме- мы 17 управления)эаскоростью деформа- ра. Для уменьшения внутренних размеров пии, кольцевого бандажа 20 установлен ф рамы 1 на такую величину давление, по- ного на силовой раме 1, образующего с даваемое под бандаж 20, составит от деней герметичную полость 21, посредств- сятков до нескольких сотен атмосфер вом уплотвевия 22. Полость 21 связана (величина давления зависит также от91120 соотношения наружных и внутренних размеров рамы 1).Для того, чтобы уменьшить объем сливаемой из-под бандажа 20жиакости, что приводит к увеличению быстроаейст- з вия блока разгрузки образца 2, бандаж20 одевается на раму 1 без зазора.Высокое быстродействие блока разгрузки обеспечивается также тем, что разгрузка осуществляется упругими си лами восстановления предварительно сжатой массивной стальной рамы 11.Независимая работа узла нагружения и. блока контроля скорости деформации образца 2 упрощает обе схемы и увели чивает надежность и быстродействие.Сочетание высокой жесткости установки с контролем скорости .деформации образца 2, обладающей высоким быстродействием позволяет исследовать физико механические свойства самых хрупких материалов за пределом несущей способности и ,позволяет получить для них полную диаграмму "напряжение пеформацияф, вклю. чающую цнспадающий участок. 3формула изобретенияУстановка для испытанвя образцов на сжатие с контролем скорости деформа-. 8 6ции образца, содержащая силовую раму,гидродомкрат, источник давления истофйник периодической подачи жидкости и,гиароаомкрату, нагружающий узел в вийесамотормозящейся клиновой пары, меланиэм осадки штока. гидродомкрата, блокслежения за скоростью деформации и блокразгрузки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения производительности, надежности и упрощения конструкции установки, блок разгрузки выполнен в виде клапана слива, связанного с блоком слеже".ния за скоростью деформации, кольцевого бандажа, установленного на снловойраме, образующего с ней герметичную полость, соединенную с источником давлЬния и клапаном слива. Источники информации,принятые во .внимание при акспертизе1. Карташов Ю.М. и др. Методы,аппаратура и результаты исследований:гооных пород в запредельной области деформирования, М., ЦНИЭИуголь, 1978,с. 8-1 1.2, Авторское свидетельство СССР позаявке М 2788657/25-28,кл. 6 01 М 3/081979. (прототип).,113035, Тираж 883 ного ксмитет ний и открыти 35, Раушская дарствезобрете