Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь-среда

Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь-среда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промышленности . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Стенд содержит станину 1, на которой укреплены нож 2 и опертый на него рычаг (Р) 3, планку (П) 4, опираюш,уюся на острие конца Р 3, и последовательно связанные с вторым концом Р 3 упругую скобу 5 с тензодатчиком 6, тягу 7 с горизонтальным Р 8 и грузом 9. Стенд имеет нижнюю П 10, связанный с ней второй Р 11, шарнирно опертый на станину 1 и имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодатчиками 14, шарнирно связанную с Р 3 и опертую на ограничитель 12 Р 11, траверсу 15 с направляющими 16 и грузом 17, гидроцилиндр 18. Последний связан с траверсой и имеет датчик 19 давления и манометр 20, связанные с гидроцилиндром 18 тягами 21 с тензодатчиками 22 и расположенные на П 4 и 10 пьезодатчиков 23 и 24. Груз 9 устанавливают на Р 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый массой Р 8 и груза 9 относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием предельного усилия на П 4. Заданная на участке нарастающего сопротив- S ления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных юдушек на полках / скоб 5 с учетом соотношения плеч Р 3. Перестановкой указанных подушек достигают увеличение жесткости в 25-30 раз относительно минимальной жесткости. 1 ил. 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5И 4 G 01 М 7 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMVITET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1, К АВТОРСМОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фа.г,,,, (21) 3986058/22-03 (22) 04.! 2.85 (46) 30.06.88. Бюл. № 24 (71) Тульский политехнический институт (72) В. М. Степанов, В. С. Косырихин, А. А. Орлов, С. Н. Сафонов и И. Б. Рогов (53) 620.178.5 (088.8) (56) Кузнецов Г. Н. Моделирование проявлений горного давления, Л.: Недра, 1968, с. 183 — !86. (54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ

КРЕПЪ вЂ” СРЕДА (57) Изобретение относится к горной промышленности. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Стенд содержит станину 1, на которой укреплены нож 2 и опертый на него рычаг (Р) 3, планку (П) 4, опирающуюся на острие конца P 3, и последовательно связанные с вторым концом P 3 упругую скобу 5 с тензодатчиком 6, тягу 7 с горизонтальным

P 8 и грузом 9. Стенд имеет нижнюю П 10, связанный с ней второй P 11, шарнирно

„Л0„„1406457 А1 опертый на станину 1 и имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодатчиками 14, шарнирно связанную с P 3 и опертую на ограничитель 12 P 11, траверсу 15 с направляющими 16 и грузом 17, гидроцилиндр !8. Последний связан с траверсой и имеет датчик 19 давления и манометр 20, связанные с гидроцилиндром 18 тягами 21 с тензодатчиками 22 и расположенные на П 4 и 10 пьезодатчиков 23 и 24. Груз 9 устанавливают на P 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый массой P 8 и груза 9 относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием предельного усилия на П 4. 3аданная на участке нарастающего сопротивления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных подушек на полках скоб 5 с учетом соотношения плеч P 3.

Перестановкой указанных подушек достигают увеличение жесткости в 25 — 30 раз относительно минимальной жесткости. 1 ил.

1406457

10 !

Формула изобретения

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для исследования динамических процессов при моделировании проявлений горного давления.

Цель изобретения —. расширение функ. циональных возможностей стенда.

На чертеже представлена принципиаль,,ная схема стенда для исследования дина; мических процессов в системе крепь — среда.

Стенд для исследования динамических

1 процессов в системе крель — среда содержит станину 1, укрепленный на ней нож 2

; и опертый на последний рычаг 3, планку 4, опирающуюся на острие конца рычага 3, последовательно связанные с вторым концом рычага 3 упругую скобу 5 с тензодатчиком 6, тягу 7, горизонтальный рычаг 8 и груз 9, нижнюю планку 10, связанный с ней второй рычаг !1, шарнирно опертый на станину и имеющий ограничитель 12 хода, стойку 13 с тензодатчиками 14, шарнирно связанную с первым рычагом 3 и опертую на ограничитель

12 хода, траверсу 15 с направляющими 16 и грузом 17, гидроцилиндр 18, связанный с траверсой 15 и имеющий датчик 19 давления и манометр 20, тяги 21 с тензодатчиками 22, связанные с гидроцилиндром !

8, пьезодатчики 23 и 24, расположенные на планках 4 и 1О.

Исследование динамических процессов в, системе крепь — среда в условиях трудно1 ! обрушиваемых кровель осуществляется слегдующим образом.

Для образования расслоения и последую,щего обрушения пород сверху на консоль модели породного массива по направляющим сбрасывается груз, создающий отрывное, усилие пород одна от другой и ударные ! динамические нагрузки.

Перемещая траверсу 15 можно произвести удар в любом месте защемленной пли1 ты и определить переходные процессы в за.висимости от глубины проникновения за. щемленной плиты вглубь угольного массива.

Таким образом, можно записать напряжения, возникающие в системе крепь — среда, определить коэффициенты концентрации напряжения в данной системе, а также получить все необходимые данные для описания переходных процессов в системе крепь — среда.

С помощью пьезодатчиков 23 и 24 определяются основные динамические параметры в системе крель — среда — скорость нарастания динамической нагрузки на грани. це контакта крепь — среда, время реакции крепи на динамические нагрузки, скорость передачи напряжений и смещений в породном массиве, а с помощью тензодатчиков, 6, 14, 22 — податливость моделируемой, крепи, оценки динамических усилий при расслоении на границе слоя или по Cëoþ.

Давление или смещение кровли выработки воспринимается планкой 4, длина которой равна ширине поперечного сечения модели.

Конфигурация поверхности планки 4, контактирующей с кровлей, может быть разной в зависимости от конструкции и характера расположения верхнего строения моделируемой крепи. На чертеже показаны выступы планки 4, которые могут быть сечениями продольных верхняков, воспроизводящих необходимые форму и площадь поверхностей контакта крепи с кровлей.

С помощью предлагаемого стенда можно воспроизводить в модели работу крепей различных жесткости и несущей способности в режиме нарастающего или постоянного сопротивления. Например моделируемая крепь имеет характеристику нарастающего сопротивления до некоторой предельной нагрузки, после чего крепь переходит на работу в режиме постоянного сопротивления.

При этом задана и жесткость крепи на участке нарастающего сопротивления. Тогда исходя из масштаба модели, ширины ее поперечного сечения и пользуясь условиями подобия, характеристики, заданные для натурных условий, можно пересчитать в соответственные характеристики для условий модели. При этом силовые характеристики рассчитываются на всю ширину модели, поскольку планка 4 устройства воспринимает давление с этого участка модели.

Груз 9 устанавливается на рычаге 8 в таком положении, чтобы момент, создаваемый весом самого рычага и груза относительно опоры на станину 1, равнялся моменту, создаваемому относительно этой же точки усилием, передаваемым через тягу 7 под действием рассчитанного ранее предельного, усилия на планке 4. Заданная на участке нарастающего сопротивления жесткость крепи воспроизводится установкой опорных подушек на полках скобы 5 с учетом соотношения плеч рычага 3. Перестановкой указанных опорных подушек может быть достигнуто увеличение жесткости в 25 — 30 раз относительно минимальной жесткости.

Стенд для исследования динамических процессов в системе крепь — среда, включающий станину, укрепленный на станине нож, и опертый на него рычаг, планку опирающуюся на острие конца рычага, и последовательно связанные с вторым концом рычага упругую скобу с тензодатчиком, тягу с горизонтальным рычагом и грузом, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен нижней планкой, связанным с ней вторым рычагом, шарнирно опертым на станину и имеющим ограничитель хода, стойкой с тензодатчиками, шарнирно связанной с первым рычагом и опертой в ограничитель

1406457

Составитель В. Петрушкин

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 3184//38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 хода второго рычага, траверсой с направляющими и грузом, гидроцилиидром, связанным с траверсой и имеющим датчик давления и манометр, связанными с гидроцилиндром тягами с тензодатчиками и расположенными на планках пьезодатчиками.