Стенд для испытаний секций механизированной крепи

(50 4 Е РЕТЕНИЯ.ТВУ ВИДЕТЕЛЬС АВТОРСНО онтов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(46) 23.10.87, Бюл. 9 39 (71) Тульский политехнический институт и Институт горного дела им. А.А.Скочинского(56) Авторское свидетельство СССР У 889864, кл, Е 21 Э 23/00, 1980.Авторское свидетельство СССР В 998768, кл, Е 21 П 23/00, 1981. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СЕКЦИЙ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ(57) Изобретение относится к испытательной технике, предназначенной для горной промышленности, Цель - расширение функциональных воэможностей стенда путем обеспечения циклических испытаний с имитацией различных зако нов распределения нормальных и сдвигающих напряжений. Для этого связь верхней плиты 1 с верхней площадкой (П) 8 выполнена из стержней 6 и гидроцилиндров 10, Стержни 6 установле=ны параллельно друг другу и шарнирнозакреплены своими концами на верхнейплите 1 и верхней П 8, Рабочие полости гидроцилиндров 10 сообщены с напорной магистралью посредством мультипликатора и электромагнитного гидрораспределителя с катушкой. Последняя подключена к источнику. тока посредством управляющего реле, связанного с датчиками силы, установленными на одном из стержней, и датчикамидеформации. Механизм поворота нижнейП 11, на которой укреплены колонны 2,выполнен из цилиндрических шарниров12. Внешняя обойма шарниров 12 скреп- алена с нижней П 11 и имеет рычаг 14,От поворота вокруг продольной оси П11 соединена балкой. Балка имеет консольный рычаг, который посредством Сгидроцилиндра поворота соединен с рычагом 14. Необходимый угол наклона Бсекции по углу наклона пласта устанавливается с помощью балки, поворачиваемой гидроцилиндром подъема. бил,Изобретение относится к горнойпромьппленности, а именно к разработке средств испытаний и исследованийработы секций. механизированной шахтной крепи в условиях, имитирующихестественные.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейстенда путем обеспечения циклических испытаний с имитацией различных.законов распределения нормальных исдвигающих напряжений,На фиг, 1 показан стенд для испытания секций механизированных крепей,общий вид, на фиг, 2 - разрез А-А нафиг,1 (кинематическая схема поворотастенда по углу наклона пласта); нафиг, 3 - кинематическая схема поворота стенда по восстанию (падению),;на Фиг, 4 - гидравлическая схема стенда, на фиг, 5 - блок-схема управленияреверсом стенда, на Фиг, 6 -. электрическая схема управления реверсомстенда,Верхняя плита 1 устанавливается на колоннах 2 с возможностью перемещения вдоль них и удерживается на консолях 3 посредством силовых гидроцилиндров 4, На нижней плоскости верхней плиты установлены шаровые опоры 5, в которых заделаны концы стержней 6, вторые концы стержней упираются в шаровые опоры 7,. расположенные на плоскости верхней площадки 8. На нижней плоскости верхней площадики 8 укреплена съемная про кладка 9 из материала, близкого по коэффициенту трения к коэффициенту трения стали по углю или вмещающим породам. Верхняя плита 1 и верхняя площадка 8 соединены гидроцилиндрами 10, крепящимися к верхним и нижним опорам соседних стержней б. Нижняя площадка 11, на которой укреплены колонны 2, с помощью цилиндрических шарниров 12, внешняя обойма 13 которых скреплена с нижней площадкой 11 и имеет жесткий рычаг 14, соединена с закрепленной от поворота вокруг продольной оси балкой 15. Балка 15 посредством цилиндрического шарнира 16 соединена с Фундаментом 17, поддерживается гидроцилиндром 18 подъема и имеет консольный рычаг 19. Свободные,концы рычагов 14 и 19 соединены гидроцилиндром 20 поворота, имеющим штоковую рабочую полость 21.Гидронасос 22 соединен посредством510 15 эластичной муфты с электродвигателем (не показаны) и имеет входнойпатрубок 23, соединенный с маслобаком 24. Гидросистема стенда включаетредукционный клапан 25 с регулировочным винтом 26, воздушный радиатор(маслоохладитель) 27, щелевой маслоФильтр 28 регулируемый дроссель 29и электромагнитный гидрораспределитель 30 с катушкой. На выходе электромагнитного гидрораспределителя(электрогидрораспределителя) 30 подключены мультипликатор 31 и силовыегидроцилиндры 4 стенда. Блок управления стендом состоит из датчиков 20 25 30 35 40 45 50 Стенд работает следующим образом.Верхнюю плиту ф 1 устанавливают на заданную раздвижность крепи с помощью консолей 3, перемещаемых по колоннам 2. Секцию крепи устанавливают на нижнюю площадку 11 и с помощью силовых силы, например тензометрического динамометра 32, установленного на одном из стержней 6, датчиков деформаций, например электротензометрического датчика прогибов (перемещений) 33, двухкоординатного самопишущего потенциометра 34, фотореле 35 и блока управления электромагнитным распределителем 30, Каретка 36 двухкоординатного самописца (потенциометра) 34 имеет светонепроницаемую шторку (экран) 37, перемещающуюся вместе с ней, В зависимости от требуемого режима испытания (мягкий или жесткий) на пути движения каретки устанавливаются фотосопротивления 38 и 39 и источники 40 и 41 (попарно) света с направленным лучем, Фотосопротивления 38 и 39 включены в сеточные цепи лампы-триода 42. В катодную цепь этой лампы включено управляющее (поляризованное) реле 43 и омические сопротивления 44 и 45,Мягким режимом называется процесс циклических испытаний при неизменном значении внешней силы (нагрузки),при этом Фиксируется изменение величины остаточной деформации, накапливаемой от цикла к циклу, а жестким - такой, при котором неизменной остается величина деформации в течение испытаний, а Фиксируется изменение нагрузки, необходимой для поддержания этого уровня деформации.В анодную цепь лампы 42 включены гасящие сопротивления 46 и 47. Источником тока является выпрямитель 48, 1346812цилиндров 4, передающих давление через верхнюю плиту 1, стержни 6 и верхнюю площадку 8, зажимают между верхней 1 и нижней площадками усилием,5предотвращающим ее выпадание при наклоне стенда. Угол наклона стержней6 устанавливают с помощью гидроцилиндров 10, Необходимый угол наклонасекции по углу наклона пласта устанавливают с помощью балки 15, поворачиваемой гидроцилиндром 18 подъемавокруг цилиндрического шарнира 16,закрепленного на фундаменте 17. Дляустановки угла наклона секции попадению (восстанию) пласта в штоковую полость 21 гидроцилиндра 20 поворота подают рабочую жидкость, Усилие передается на свободные концырычагов 14 и 19, Рычаг 14 поворачи Овается вокруг цилиндрического шарнира 12, передавая усилие на его внешнюю обойму 13 и приводя в наклонноеположение нижнюю площадку 11. Управление режимом нагружения производится при помощи электросхемы реверсапривода испытательной установки, Команда поступает от концевых бесконтактных переключателей, входящих всостав фотореле 35 и расположенныхна двухкоординатном самописце (потенциометре) при достижении регулируемым параметром требуемой величины,Испытания могут проводиться как вмягком, так и в жестком режимах. Вслучае проведения испытаний в мягкомрежиме включается гидронасос 22, рабочая жидкость из маслобака 24 посредством трубопровода 23 подается впоршневую полость мультипликатора 31и, вытесняясь из его штоковой полости, поступает в поршневую полость силовых гидроцилиндров 4 стенда. Последние передают усилия на верхнюю.плиту 1 и посредством стержней 6 -на площадку 8, которая создает в элементах секции напряженное состояние,Так как стержни 6 наклонены под определенным наперед заданным углом кплощадке 8, в каждом шарнире 7 создается как нормальная к перекрытиюсекции, так и касательная составляющие, что соответствует работе секциикрепи в шахтных условиях. При этомкасательная составляющая в каждой55точке пропорциональна нормальной,так как определяется углом наклонастержней 6 к верхней плите 8, а закон распределения нормальной составляющей можно формировать каким он требуется по условиям испытаний, меняя жесткость стержней 6 или простопереставляя их, так как верхние шарниры 5 и 7 унифицированы. Если касательная составляющая внешних силменьше сил трения, возникающих на контакте прокладка 9 - верхняк крепи, проскальзывания секции не происходит, если больше - испытания ведутся с проскальзыванием, что соответствует целому ряду условий эксплуатации. Тензометрический динамометр 32 выдает электрический сигнал,пропорциональный усилию, действующему на секцию, и управляющий перемещением каретки 36 самописца (потенциометра) 34. Максимальное значение усилия выбирается по условиям испытаний и ограничивается на одной координате самописца (потенциометра) 34, положением источник 41 света ифотосопротивления 39, а минимальное значение (в том числе нулевое) - положением источника 40 света и фото- сопротивления 38, В процессе формирования первого цикла в момент включения схемы реверса каретка 36 находится в крайнем, например левом пофиг. 6, положении, а шторка 37 перекрывает световой поток от источника 40 к фотосопротивлению 38. При увеличении тока на входе самописца 34, пропорционального усилению на секцию крепи, каретка 36 начинает перемещаться вправо. Когда шторка (экран) 37, расположенная на каретке 36 самописца (потенциометра) 34, закрывает от источника света 41 фотосопротивление 39, сеточные цепи лампы 42 обесточиваются и управляющее (поляризованное) реле 43 переполюсовывается. Контакты реле включеныв цепь управления электрогидрораспределителя 30, обеспечивающего реверс мультипликатора 31 и силовых гидроцилиндров 4. Рабочая жидкостьначинает поступать в штоковую полостьмультипликатора 31 и, вытесняясь из поршневой его полости, перетекать в штоковую полость гидроцилиндра 4. Происходит разгрузка секции. Каретка 36 самописца (потенциометра) 34начинает перемещаться в обратную сторону до тех пор, пока шторка (экран) 37 не закроет от источника 40 света фотосопротивление 38, заранее установленное на определенном значениирегулируемого параметра, в рассматриваемом варианте нагрузки на перекрытие, фиксируемой датчиком силы.В момент закрытия от.источника 40света фотосопротивления 38 вновьпроисходит переполюсация поляризованного реле, управляющего электрогидрораспределителем 30, Далее процесс повторяется до заданного количества циклов, Необходимый режим потоку и напряжениям в анодных и сеточных цепях фотореле 35 обеспечивается сопротивлениями 44-47 и выпрямителем 48. Остаточная деформация,характеризующая ресурс секции крепи,фиксируется на второй координатнойоси самописца (потенциометра) 34 взависимости от показаний датчика 33перемещений. Излишнее количество рабочей жидкости перепускается редукционным клапаном 25, настраиваемымна определенное давление регулировочным винтом 26, в воздушный радиатор(маслоохладитель) 27 и сливается вмаслобак 24. Поступающая в электрогидрораспределитель 30 рабочая жидкость очищается щелевым маслофильтром 28. Скорость нагружения крепиопределяется регулируемым дросселем29 и может при необходимости меняться. В случае проведения испытаний вжестком режиме датчики силы 32 и перемещений 33 меняют местами на входеприбора, а для шкал его меняют масштабы,Формула изобретенияСтенд для испытаний секций механизированной крепи, включающий нижнюю площадку, механизм поворота которой содержит шарнир, связанный посредством рычагов с гидроцилиндром поворота, колонны с силовыми гидроцилиндрами, рабочие полости которых сообщеныс напорной магистралью, связанныемежду собой гидроцилиндром верхнююплощадку и верхнюю плиту, последняяиз которых закреплена на штоках силовых гидроцилиндров, датчики силыи датчики деформаций элементов испытываемой крепи, о т л и ч а ю щ и й- О с я тем, что, с целью расширенияего функциональных возможностей путем обеспечения циклических испытанийс имитацией различных законов распределения нормальных и сдвигающих на пряжений, связь верхней плиты с верхней площадкой выполнена из стержней,установленных параллельно друг другуи шарнирно закрепленных одними концами нй нижней плоскости верхней пли-.20 ты, а другими - на верхней площадке,и гидроцилиндров, закрепленных наверхних и нижних концах соседнихстержней, при этом рабочие полостисиловых гидроцилиндров сообщены с 25 напорной магистралью посредствоммультипликатора и электромагнитногогидрораспределителя с катушкой, подключенной к источнику тока посредством управляющего реле, связанного с 30 датчиками силы, установленными наодном из стержней, и датчиками деформации, а механизм поворота нижней площадки выполнен из цилиндрических шарниров с рычагом и балки сконсольным рычагом свободный конецкоторого связан с концом рычага цилиндрического шарнира гидроцилиндромповорота, имеющего рабочую штоковуюполость, при этом балка установлена 40 с возможностью поворота в вертикальной плоскости, параллельной оси цилиндрического шарнира, посредствомгидроцилиндров подъема.1346812 ставитель В.Пономаревхред А.Кравчук дакт орови аз 5106 2/33 Тир ВНИИПИ Госуда по делам изо 13035, Москва, Подписякомитета СССР ственног ретенийЖ, Ра ткрытии кая наб ское предприяти жгород, ул Производственно-поли ректор М,Шар