Установка для испытания твердых тел при трехосном сжатии

Установка для испытания твердых тел при трехосном сжатии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцыалистических

Республик

<щ728О35 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 160178 (21) 2569974/25-28 рц К>2

G 01 N 3/10 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений

И открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150480 Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 1504,80 (- З) 4 620. 179 (088. 8) (72) Авторы . изобретения

О.A.Áàéêîíóðoâ, М.М.Магауянов и В.А.Мельников

Казахский политехнический институт им. В.И.Ленина (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

ПРИ ТРЕХОСНОМ СЖАТИИ

Изобретение относится к области испытаний, в частности к нагрузочному оборудованию; оно может быть использовано в горном деле, геологии, .строительстве и т.д.

Йзвестна установка для испытания твердых тел при трехмерном напряженном состоянии, включающая источник давления, гидростатические камеры с рабочими полостями, снабженные плунжерами, последовательно соединенными между собой и с поршнем гидравлического пресса (1) °

Недостаток указанной установки состоит в том, что осевое давление в гидростатических камерах создается с помощью гидроцилиндров, а боковое давление — за счет гидростатического сжатия рабочей среды. Установ- Щ ка нуждается во внешнем источнике давления, а также не предусмотрены длительные испытания.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущнос- g5 ти и достигаемому эффекту является установка для испытания твердых .тел при трехосном сжатии, содержащая заполненную рабочей средой гКдростатическую камеру, выполненную 30 внутри с кольцеобразным опорным выступом,крышку,поджимаемую к этому выступу, установленный внутри камеры пуансон, выполненный с возможностью перемещения вдоль продольной оси-и предназначенный для установки испытуемого образца, и привод пуансона (2).

Недостаток известной установки заключается в том, что давление в гидростатической камере создается с помощью сложной злектрогидравлической системы. При этом возникают трудности в обеспечении стабильности создаваемого давления, особенно при длительных испытаниях, а также необходимы внешние источники

° энергии, что приводит к большим энергетическим затратам.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат установки, Цель достигается тем, что гидростатическая камера выполнена герметичной, привод установлен в камере, а установка снабжена диафрагмой с центральным отверстием, размещенной на кольцевом опорном выступе, пятой, взаимодействующей с пуансоном и

4 подпружиненной в направлении его движения, и плунжером, расположенным на выходном валу привода и взаимодействующим с пятой.

На фиг.1 изображена конструктивная схема предлагаемой установки; на фиг.2 — схема подготовки установки к работе; на фиг.3 — тарировочные графики связи между давлением на крышку P и ее перемещением 3. установка для испытания твердых тел содержит заполненную,рабочей средой герметичную гидростатическую камеру 1, выполненную внутри с кольцеобразным опорным выступом 2, крышку 3, поджимаемую к выступу 2 с иомощью прижимных винтов 4 с упорными подшипниками 5, установленный внутри камеры пуансон 6, выполненный с возможностью перемещения вдоль продольной оси. Образец 7 помещен под шаровую опору 8 на пуансон 6.

В камере 1 установлен привод 9.

УСтановка снабжена диафрагмой 10 с центральным отверстием 11, размещенной на кольцевом опорном выступе 2, пятой 12, взаимодействующей с пуансоном 6 и подпружиненной в направлении его движения пружиной 13. Плунжер 14 связан через полумуфту 15 с редуктором 16 привода 9. На пяте 12 и плунжере 14 имеются кольцевые выточки под шарики 17, предназначенные для снижения трения между ними.

Кроме того, установка снабжена индикатором 18 перемещений, на ножке которого имеется головка со сферической выемкой 19,.а также опорой 20, устанавливаемой над камерой при снятой крышке 3.

Установка работает следующим образом.

ПоСле установки образца 7 закру чивают прижимные винты 4. В результате нижняя часть крышки 3 перемещается внутрь камеры 1, при этом пружина 13 сжимается, создавая осевое давление на образец 7, а рабочая среда вытесняется погружаемым обраэцом. Излишки масла выходят через зазор .между крышкой 3 и корпусом камеры 1. При достижении крышкой 3 диафрагмы 10 и ее сжатии выход масла прекращается и начинается рОст бокового давления на образец.

Давление рабочей среды увеличивается пропорционально перемещению крышки.бПросачивание масла из камеры исключается тем, что упругая проКладка работает в условиях объемного сжатия, т.е. чем больше давление рабочей среды, тем сильнее распор упругой прокладки в кольцевом зазоре между нижним торцом крышки и верхним опорным выступом камеры и тем лучше эффект уплотнения. B результате этого обеспечивается стабильность боковбго давления, в течение длительного времени без применения внешних источников давления. 1 арировка установки заключается в следующем

Вначале определяют связь между йеремещенйями крышки 3 относитель»с корпуса камеры 1, заполненной маслом, и внешним усилием при отсутствии пружины .13 и образца 7, а затем устанавливают связь между перемещениями крышки 3 относ ительно корпуса камеры 1 и давлением при наличии пружины и шаблона, заменяющего образец. Первая связь характеризует упругость мембраны

p„=- I (p ), работающей в условиях объемного сжатия, создаваемого маслом. В торая связь g-/(,)характеризует осевое давление на образец. Перед испытанием система осевого нагружения выводится на нулевой уровень, для чего, пользуясь графиком, определяют значение iL, соответствующее той боковой нагрузке, н«. которой предполагается проводить испытания. Индикатор 18 перемещений, на ножке которого имеется головка со сферической выемкой 19, устанавливают над камерой на свободно лежащей опоре 20 при снятой крышке. Нулево" положение индикатора перемещений фиксируется при свободном касании ножки индикатора поверхности мембраны, после чего индикатор устанавливают над опорой с шариком.

Затем, пользуясь приводом 9, пере мещают плунжер 14 до того момента, когда опора с шариком выводит стрелку индикатора на необходимую величину 3 . После этого поднимают систему осевого нагружения на высоту 1о, равную величине сжатия пружины, найденную из тарировочного графика, и обеспечивающую àданную осевую нагрузку на образец.

11алее устанавливают крышку и производят нагружение образца. Измерение деформаций образца осуществляют известными способами.

2Q

40

Формула изобретения

Установка для испытания твердых тел при трехосном сжатии, содержащая заполяенную рабочей средой гидростатическую камеру, выполненную внутри с кольцеобраэным опорным выступом, крышку, поджимаемую к этому выступу, установленный внутри камеры пуансон, выполненный с бО б5

Описываемая установка проста по

5О конструкции, не требует больших затрат на изготовление и значительно снижает энергетические затраты, так как не нуждается во внешних источниках постоянного давле55 ния.

728035

Г

ЦН

Ти

l /3 д

4&2.3

/ возможностью перемещения вдоль продольной оси и предназначенный для установки испытуемого образца, и привод пуансона, о т л и ч а ю щ ая с я. тем, что с целью снижения энергетических затрат установки, гидростатическая камера выполнена герметичной, привод установлен в камере, установка снабжена диафрагмой с центральным отверстием, размещенной на кольцевом опорном выступе, пятой, взаимодействующей с

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 пуансоном и подпружиненной в направлении его движения, и плунжером, расположенным на выходном валу привода и взаимодействующим с пятой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 299754, кл. G 01! L 34/01, 1969.

2. Протодъяконова M.M. Механические свойства горных пород.М., изд. AH СССР, 1963, с.44, рис.7 (прототип).