Способ определения прочности материалов

ВТОРСЙОМУ СВИ ЕЛЬСТ 8 У(54) СПОС МАТЕРИАЛО (57) Изоб делу, Цел точности ширение д риалов. Р щения и в мают отно ОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПВ номуие етение относитсяизобретения - попределения прочноапазона исследуемзрушают материалбрации инструментение мощностей на.г ыш и расатем враринит уте Ппривод ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ вибрации инструмента и на привод вращения инструмента, установленное пЬминимуму энергии разрушения исследуемого материала, Минимум энергии уста,навливают автоматически за счет распределения мощности первичным дифференциальным механизмом на равномерное вращение и привод возбудителя колебаний и суммирования этих движенийна рабочем инструменте, Равномерное иколебательное вращения суммируютсяво вторичной планетарной ступениредуктора. Прочность материала апре;деляют по частоте вращения инструмента или вала вибратора. Оптимальныйрежим динамического разрушения определяется граничным значением времениконтакта инструмента с забоем. 1 э.п.ф-лы, 4 ил.1308705 27-8 мс (точка А, фиг. 2), В первом я случае граничное число соответствует63 об/мин, во втором - 100 об/мин,5Граничное время контакта инструе- мента с забоем определяет оптимальные параметры импульсного воздействия на материалы, импульсы возбудителяколебаний суммируются с равномерным ть 10 вращением бурового става. Время конв такта, определяемое из уравнения двиь жения, зависит от частоты колебаний 1С4 ЕКу ф 15 20 40 Изобретение относится к горному делу и предназначено для определени прочности горных пород, грунтов, строительных и сыпучих материалов.Целью изобретения является повыш ние точности определения прочности и расширение диапазона исследуемых материалов.На фиг. 1 представлена зависимос энергоемкости разрушения от оборото инструмента, на фиг. 2 - зависимост удельного объема разрушения от времени контакта, на фиг3 - зависимость мощности привода от частоты колебаний; на фиг. 4 - зависимость между скоростью бурения и мощностью привода.Способ определения прочности материалов заключается в разрушении материала путем вращения и вибрации инструмента при отношении мощностей на, привод вибрации инструмента и на привод вращения инструмента, устанавливаемом по минимуму энергии разрушения исследуемого материала, ко торый устанавливается автоматически эа счет, например, распределения мощности первичным дифференциальным механизмом на равномерное вращение и привод возбудителя колебаний и суммирования этих движений на рабочем ийструменте. Равномерное и колебательное вращения суммируются во вторичной планетарной ступени редуктора. Прочность материала определяют по частоте вращения инструмента или вала вибропривода.Оптимальный режим динамического разрушения определяется граничным значением времени контакта инструмента с забоем. Это время установлено экспериментально для различных пород (фиг." 1) и имеет явно выраженный минимум удельной энергоемкости разрушения для различных осевых усилий.Время контакта инструмента с забоем для определенного вида разрушающего инструмента, в частности шарошки, пропорционально скорости вращения става, так как здесь динамика процесса разрушения определяется количеством штырей на рабочей поверхности. В доломитизированном известняке граничное время контакта при осевой нагрузке, исключающей поверхностный характер разрушения породы, составляет 12 мс (точка Б, фиг, 2), а при такой же нагрузке для гранита равна где Г - частота колебаний,К/ - коэффициент времени контакта, зависящий от темпа ростаскорости приложения нагрузки в начале и конце путиодногоимпульса,Уравнение контакта инструмента не 25отражает полного процесса импульсно-.го разрушения, так как в нем не участвует второй основной фактор колебаний - амплитуда колебаний. Но амплитуда колебаний в меньшей степени З 0 определяет оптимальные режимы воздействия на материалы и в динамическихвозбудителях колебаний зависит отчастоты (силы инерции. На фиг. 3показаны зависимости скорости бурения, потребляемой мощности возбуди,телем колебаний и вращателем от частоты колебаний в сравнении со скоростью обычного (Ч ) и мощностьюобычного (И) бурения. Мощность, потребляемая на равномерное вращение бурового (И ) става,имеет явно выраженный минимум, а мощность привода возбудителей колебаний 45 (И возрастает практически пропорционально квадрату частоты колебаний.Для пород различной крепости причастоте вращения и = 52 об/мин, ам-плитуде колебаний 2 мм частота коле баний Е = 28 Гц (фиг. 4), мощностьобычного бурения (И), мощность привода равномерного вращения (116) изменяются значительно интенсивнее мощности привода импульсатора (И).55 Физико-механические свойства материалов определяют минимум удельной энергоемкости разрушения от интенсивности динамических воздействий (фиг,1)3 13 Время граничного значения контакта инструмента с забоем для различных материалов различно (фиг. 2), мощности привода равномерного вращения имеют минимум, согласующийся с временем контакта инструмента с забоем, а мощность привода возбудителя колебаний возрастает с увеличением частоты колебаний (фиг. 3). Кроме того, обе эти мощности по различным законам изменяются в функции от крепости пород (фиг, 4). Таким образом, минимум энергоемкости динамического разрушения стабилизирует число оборотов вала привода равномерного вращения и за счет перераспределения мощности в двухпоточном дифференциальном механизме обеспечивает определенную частоту вращения вала вибропривода. Замер например, этой величины частоты вращения определяет прочность материала. 68705 4Формула .изобретенияСпособ определения прочности материалов, включающий разрушение ма 5териала инструментом и замер усилийразрушения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиопределения прочности и расширениядиапазона исследуемых материалбв,разрушение материала производят путемвращения и вибрации инструмента присоотношении мощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращения инструмента, устанавливаемом поминимуму энергии разрушения исследуемого материала, а прочность последнего определяют по частоте вращенияинструмента,2. Способ по п. 1, о тли -ч а ю щ и й с я тем, что отношениемощностей на привод вибрации инструмента и на привод вращения инструмента устанавливается с помощью дифференциального механизма.1368705 б Ц б оеаость ло ММ. фотодьзкона 3 о Фаг 4 Составитель В,Петрушинедактор Л.Гратилло Техред Л.Сердюкова Коррек Шекмар роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Мкгород, ул, Проектна акаэ 281/42 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Мос