Устройство для разрушения монолитных объектов

Устройство для разрушения монолитных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБЪЕКТОВ, включающее , распорные щеки и распорные приспособле.ння с электронагревательными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за .счет снижения энергоемкости разрушения, распорные приспособления выполнены в виде стержней из предварительно термоциклированного материала с эффектом памяти , установленных между распорными перпендикулярно их продольной оси, и возвратных пружин , шарнирно связанных с распорными ще.кйми. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 (s i > Е 2 I С 3? /04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (2!) 3646019/22-03 (22) 22.09.83 (46) 30.04.85. Бюл. й- 16 (72) В.А.Глущенков,Е.П.Смеляков, А,Н.Дунаев, В.С.Феоктистов и 10.А.Егоров (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (53) 622.234(088.8) (56) I.Авторское свидетельство СССР

В 327327, кл. Е 21 С 37/02,1972.

2. Авторское свидетельство СССР

1I 1048115, кл. Е 21 С 37/02,1982 (прототип).

„„SU „„ДДД3ЩД А (54) (57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ОБЪЕКТОВ, включающее распорные щеки и распорные приспособления с электронагревательными элементами, о т л и ч а ющееся тем, что, сцелью повышения эффективности работы устройства эа . счет снижения энергоемкости разрушения, распорные приспособления выполнены в виде стержней иэ предварительно термоциклированного материала с эффектом памяти формы, установленных между распорными щеками перпендикулярно их продольной оси, и возвратных пружин, шарнирно связанных с распорными щеками.

1153061

2, Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что на внутренних поверхностях распорныхщек иответных торцах стержней соответственно выполнены сферические углубления и выступы.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород (гранитов, мрамора), бетонных фундаментов, добычи штучного камня, раэ- 5 делки их на заготовки и т.п.

Известно клиновое устройство для разрушения горных пород, содержащее распорный клин и. щеки,наружная поверхность которых выполнена 10 с биметаллическими пластинами.Распорное усилие создается за счет нагрева и объемного расширения цилиндрических кольцевых сегментов из биметалла Я .

Недостатками данного устройства являются сложность его конструкции и большой диаметр закладной части.

Это связано с использованием биметаллических пластин, рассчитанных на создание. больших распирающих усилий, в сочетании с клиновым механизмом предварительноFQ нагружения, расположенным непосредственно в шпуре..

Наиболее близким к. изобретению по технической сущности и достига емому результату является устройство для разрушения монолитных объектов, включающее распорные щеки и

30 распорные приспособления с электронагревательными элементами, при этом распорные приспоаобления выполнены из материала со значитель« ным коэффициентом линейного расширения при нагревании 121.

Недостатком известного устройства является повышенная энергоемкость, разрушения. Относительное удлинеННр. стального стержня определяется 40 температурой его нагрева, При повь ю шепни .температуры на 250 С линейное расширение составит около

0,47. Кроме того, в известном устройстве распорное усилие создается

3. Устройство по пп. 1, и 2, о -тл и ч. а ю щ е е с я тем, что сферические углубления распорных щек снабжены теплоизолнрующими проклад-. ками. за счет разности коэффициентов линейного расширения материала распорных приспособлений и материала корпуса щек. Поэтому распорное усилие будет сравнительно невелико.

Цель изобретения — повьппение эффективности работы устройства за счет снижения энергоемкости paspymeния, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для разрушения монолитных объектов, включающем распорные щеки и распорные приспособления с электронагревательными элементами, распорные приспособления выполнены в виде стержней из предварительно термоциклированного материала с эффектом памяти формы установленньгх между распорными щеками перпендикулярно их продольной оси, и возвратных пружин, шарнирно связанных с распорными щеками.

Кроме того, на внутренних поверхностях распорных щек и ответных торцах стержней соответственно выполнены сферические углубления и выступы.

Сферические углубления распорных щек снабжены теплоизолиуующими прокладками.

На фиг.1. схематично изображено предлагаемое. устройство, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1

Устройство содержит две распорные. щеки I, в сферических углублениях которых установлены распорные приспособления 2, выполненные в вице стержней из материала с эф- фектом памяти формы, например из .никелида титана ТН-1 предварительно термоциклированного при напряжении наведения 30 кг/мм . Термо2

115306 2 циклирование производится для придания материалу способности работать циклически. Распорные приспособления

2 снабжены электронагревательными элементами 3, выполненными в виде диэлектрической прокладки, электрической спирали и теплоизолятора (не показаны). Аналогично стержням 2 и чередуясь с ними шарнирно установлены возвратные пружины 4.. Возвратные 10 пружины 4 через щеки 1 вааимодействуют со стержнями 2 и создают в них усилие возврата, которое необходимо для полного восстановления начальной формы стержней 2 в процессе работы, т.е. для значительного увеличения количества рабочих циклов устройства. Величина усилия возврата зависит от напряжения наведения при термоциклировании конкретного 20 образца. Экспериментально установлено, что для стержня из никелида титана ТН-1 термоциклированного при напряжении наведения 30 кг/мм величина усилия возврата должна состав- 25 лять б-?X от величины развиваемого рабочего усилия. В сферических углублениях давильных щек 1 установлены теплоизоляторы 5, выполненные из высокопрочной керамики, например из стеатита ° Шарнирное крепление стержней 2 и возвратных пружин 4 позволяет смещать давильные щеки 1 отно— сительно друг друга в продольном направлении, уменьшая тем самым рас35 .сТоНННр- между ними, Это поэволяеT сВО бодно вводить устройство в шпур и расклинивать его в нем, например, с помощью обычного рычажного механизма (не показано}.

Устройство работает слецующим образом.

В пробуренный в монолите шпур, диаметр которого равен диаметру устройства, в сложенном состоянии сво- 45 бодно вводят устройство и расклинивают его с помощью рычажного механизма, выбирая тем самым зазоры между щеками 1 и стенками шпура. Затем электронагревательные элементы 5 подключают к источнику гока прожплленого напряжения и частоты. Под действием температуры за счет деформационно-силовых свойств предварительно термоциклированного материала с эффектом памяти формы стержня 2 удлиняются и давят через щеки на монолит, т.е. создается распирающее давление. Время разрушения регулируют параметрами электрического тока питающего элемен-. ты 3. После разрушения монолита элементы 3 отключают, при этом происходит охлаждение стержней 2 (например, за счет температуры окружающей среды) с одновременным приложением к ним возвратного усилия or возвратных пружин 4. Стержни 2 возвращаются в исходное состояние.

Особенностью материала с эффектом памяти формы является то,что:в зависимости от системы сплава, химического состава и предшествующей термообработки термоупругие мартенситные превращения (т .е. полное изменение формы) происходят в узком диапазоне температур, причем у некоторых сплавов температура начала превращений лежит ниже комнаткой температуры. Для никелида титана марки TH-1 температуры качала и конца мартенситных превращений соответственно равны 30 и 250 С.

Узкий диапазон рабочих температур материала с эффектом памяти позволяет снизить энергоемкость устройств на его основе.

Деформация превращения (относительное удлинение в процессе обратимого восстановления формы) материала с эф- . фектом nBMRTH В зависимости от ряда факторов составляет в среднеи 6-!2Х т.е. на порядок превосходит возможности обычных материалов при их температурном расширении .

При восстановлении формы материал с эффектом памяти генерирует напряжения, величина которых составляет

500-?00 МПа.

1153061

Составитель О.Попов

Редактор М. Дылын ТехредС.Легеза Корректор E.Cèðoõìâí

Заказ 2467/27 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Филиал П1Ш "11атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4