SU1724868A2

SU1724868A2 - Instrument for mechanical test of rocks

Info

Publication number: SU1724868A2
Application number: SU904795118A
Authority: SU
Inventors: Гарри Григорьевич Литвинский; Сергей Александрович Курман
Original assignee: Коммунарский горно-металлургический институт
Priority date: 1990-02-26
Filing date: 1990-02-26
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Использование: определение деформационных и прочностных характеристик образцов горных породу Сущность/изобре- тени : пресс с гидромеханически, приводом , верхней подвижной- и нижней неподвижной плитами, между которыми размещают образец, снабжен подвижным упором верхней плиты, выполненным в виде телескопических резьбовых колец. Внешнее из колец имеет на внутренней и : наружной поверхност х резьбы -противоположного направлени и шкалу с делени ми; При испытани х образец удерживаетс от неконтролируемого во времени деформировани заданным режимом перемещени колец относительно нижней неподвижной плиты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Use: determination of deformation and strength characteristics of rock samples. Essence / image: a press with hydro-mechanical, drive, upper movable and lower fixed plates, between which the specimen is placed, is equipped with a movable stop of the upper plate, made in the form of telescopic threaded rings. The outer of the rings has on the inner and: the outer surface of the thread the opposite direction and scale with divisions; During testing, the sample is kept from uncontrolled in time deformation by a given mode of movement of the rings relative to the lower fixed plate. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

- Изобретение относитс к устройствам дл определени прочностных и деформационных характеристик горных пород и вл етс усовершенствованием. изобретени по авт. св. Мг 641098.- The invention relates to devices for determining the strength and deformation characteristics of rocks and is an improvement. invention by author. St. Mg 641098.

Целью изобретени вл етс повышение информативностил испытаний путем проведени их по заданному закону деформировани .The aim of the invention is to increase the informativeness of the tests by conducting them according to a given law of deformation.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one.

Все узлы прибора собраны на корпусе 1 цилиндрической формы с пр моугольными окнами и кольцевым упором 2. На крышке корпуса 3 расположен ручной винтовой привод гидросистемы, состо щий из поршн А, винта 5с руко тной и гайки 6. Силовой гидроцилиндр 7 прибора образован верхней частью корпуса 1 и содержит основной силовой поршень 8 и телескопически расположенный в нем вспомогательный силовой поршень 9, на котором закреплена верхн плита 10. Нижн плита 11 соедин етс с корпусом 1 резьбой и подвижна относительно корпуса. На верхней 10 и нижней 11 плитах установлены инденторы 12, между которыми располагаетс образец 13. Манометр 14 силоизмерительного устройства соединен с гидросистемой каналом. В верхней части корпуса 1 прибора размещены телескопически расположенные внешнее 15 и внутреннее 16 кольца. Внутреннее кольцо 16 упираетс в плиту 10 и св зано резьбой с внешним кольцом 15, которое может вращатьс в резьбе корпуса 1. Направление обеих резьб противоположное. На внешнем кольце 15 имеютс отверсти 17. в одно из которых вставл етс руко тка 18. На нижнем торце внешнего кольца 15 размещенаAll units of the device are assembled on a cylindrical body 1 with rectangular windows and an annular abutment 2. On the body 3 cover there is a manual screw drive of a hydraulic system consisting of a piston A, a screw 5c of the handle and a nut 6. The power hydraulic cylinder 7 of the device is formed by the upper part of the body 1 and comprises a main power piston 8 and a telescopically located auxiliary power piston 9 on it, on which the upper plate 10 is fixed. The bottom plate 11 is threaded to the housing 1 and is movable relative to the housing. On the top 10 and bottom 11 plates, indenters 12 are installed, between which sample 13 is located. Manometer 14 of the force-measuring device is connected to the hydraulic system by a channel. In the upper part of the housing 1 of the device there are telescopically located outer 15 and inner 16 rings. The inner ring 16 rests on the plate 10 and is threaded to the outer ring 15, which can rotate in the thread of the housing 1. The direction of both threads is opposite. There are holes 17 on the outer ring 15. A handle 18 is inserted into one of which. At the lower end of the outer ring 15 is placed.

Х|X |

ю Yu

0000

оabout

0000

N3N3

измерительна шкала 19 с делени ми дл отсчета перемещений образца 13.measuring scale 19 with divisions for counting the movements of sample 13.

Прибор работает следующим образом .The device works as follows.

Перед испытанием силовой поршень 8 и вспомогательный поршень 9 устанавливают в крайнее верхнее положение. Враща внешнее кольцо 15 руко ткой 18, перемещают его вместе с внутренним кольцом 16 до его упора в плиту 10. Образец 13 устанавли- вают на индентор 12 нижней плиты 11 и вращают плиту 11, поджима верхний торец образца к индентору 12 верхней плиты.Before testing, the power piston 8 and the auxiliary piston 9 are set to their highest position. Rotating the outer ring 15 with the handle 18, move it together with the inner ring 16 until it stops in the plate 10. Sample 13 is mounted on the indenter 12 of the lower plate 11 and rotates the plate 11, pressing the upper end of the sample to the indenter 12 of the upper plate.

Нагрузка создаетс вращением руко тки винтового привода, что вызывает пере- мещение поршн 4. При этом в начальный момент испытаний нагрузку воспринимают образец 13 и кольца 15 и 16, В дальнейшем продольным перемещением внутреннего кольца 16 осуществл ют нагружение образ- ца 13 в режиме заданных деформаций.The load is created by rotating the screw drive handle, which causes the piston 4 to move. At the initial moment of the test, the sample 13 and the rings 15 and 16 are perceived. Subsequently, the sample 13 is loaded by longitudinal displacement of the sample 13 .

Продольное перемещение внутреннего кольца 16 достигаетс с помощью вращени внешнего кольца 15 руко ткой 18 относительно корпуса 1. При вращении кольца 15 оно опускаетс по резьбе корпуса 1. Резьба, св зывающа кольца 15 и 16, выполнена противоположного направлени по отношению к резьбе на корпусе 1. Поэтому внутреннее кольцо 16 также опускаетс (не проворачива сь относительно плиты 10), а нагрузка от плиты 10, воспринимаема ранее кольцами 16 и 15, передаетс на образец 13 в режиме заданного закона деформировани . Нагрузку, прикладывав- мую к образцу 13 в процессе нагружени , контролируют с помощью тензометриче- ских датчиков (не показаны), наклеиваемых на нижний индентор 12 или на боковые стойки корпуса 1, а перемещени образца - по шкале 19, прикрепленной к нижнему торцу кольца 15.The longitudinal movement of the inner ring 16 is achieved by rotating the outer ring 15 with the handle 18 relative to the case 1. When the ring 15 rotates, it is lowered along the threads of the housing 1. The thread connecting the rings 15 and 16 is opposite to the thread on the housing 1. Therefore, the inner ring 16 is also lowered (not rotated relative to the plate 10), and the load from the plate 10, previously perceived by the rings 16 and 15, is transmitted to the sample 13 in the mode of a given deformation law. The load applied to the sample 13 during the loading process is controlled using strain gauges (not shown) pasted on the lower indenter 12 or on the side posts of the housing 1, and the movement of the sample is on a scale 19 attached to the lower end of the ring 15 .

При разрушении образца 13 накопленна в нагружающей системе прибора потенциальна энерги посто нно воспри- нимаетс и сдерживаетс внешним 15 и внутренним 16 кольцами, не дава ей перейти в кинематическую энергию и полностью неконтролируемо разрушить образец.When sample 13 fails, the potential energy accumulated in the loading system of the device is constantly perceived and restrained by the outer 15 and inner 16 rings, not allowing it to pass into kinematic energy and completely uncontrollably destroy the sample.

Так как при нагружении образца 13 внутреннее кольцо 15 не проворачиваетс относительно плиты 10 (движетс поступательно ), то сила трени , между кольцом 16 и плитой 10 не передаетс на руко тку 18, Усилие, прикладываемое к руко тке 18 и необходимое дл вращени кольца 15, будет иметь небольшую величину, если угол наклона резьб, задаваемый их шагом, будет меньше угла трени материала на 5-10%.Since when loading the sample 13, the inner ring 15 does not rotate relative to the plate 10 (moves progressively), the frictional force between the ring 16 and the plate 10 is not transmitted to the handle 18, the force applied to the handle 18 and necessary to rotate the ring 15, will be of small value if the angle of inclination of the threads, given by their pitch, is less than the angle of friction of the material by 5-10%.

Благодар тому, что внешнее кольцо 15 имеет обе резьбы одного и того же шага, при вращении его смещение в 2 раза меньше перемещени плиты 10 и внутреннего кольца 16, тем самым достигаетс увеличение допустимых прибором смещений в запредельной стадии испытаний без чрезмерных размеров обоих колец.Due to the fact that the outer ring 15 has both threads of the same pitch, when rotated, its displacement is 2 times less than the movement of the plate 10 and the inner ring 16, thereby increasing the device-allowed displacements in the transient test stage without excessive dimensions of both rings.

Угол наклона резьб на внешнем кольце 15 меньше угла трени материала на 5-10%, что позвол ет при минимальных усили х на руко тке 18 задавать требуемый режим деформировани образца.The angle of inclination of the threads on the outer ring 15 is less than the friction angle of the material by 5-10%, which allows, with minimum effort on the handle 18, to set the required mode of sample deformation.

Если угол будет больше 10%, резко увеличитс сопротивление вращению внешнего кольца 15, что затруднит, а в некоторых случа х сделает невозможным, проведение испытаний на запредельной стадии деформировани образца 13. С другой стороны, если этот угол выполнить меньше угла трени не в рекомендуемом диапазоне 5-10%, а меньше 5%, то в результате случайных изменений условий контакта на резьбовых соединени х(притирка, улучшенна смазка, повышение температуры и др.) возникает нарушение услови самоторможени резьбы , что вызовет неконтролируемое разрушение образца, а режим заданных его деформаций будет невозможен.If the angle is more than 10%, the resistance of rotation of the outer ring 15 will sharply increase, which makes it difficult, and in some cases impossible, to test the extreme deformation stage of sample 13. On the other hand, if this angle is less than the friction angle not in the recommended range 5-10%, and less than 5%, then as a result of accidental changes in the contact conditions on the threaded connections (grinding, improved lubrication, temperature increase, etc.), there is a violation of the thread self-braking condition, which will cause an uncontrollable discharge. the sample is lost, and the mode of its specified deformations is impossible

Размещение на нижнем торце внешнего кольца 15 измерительной шкалы 19с делени ми , оттарированными дл отсчета перемещений образца 13 при его загруже- нии, достаточно просто решает вопрос контрол загружени образца в режиме заданных деформаций и позвол ет достигнуть высокой точности определени смещений образца (0,001 мм и менее).Placing the outer ring 15 on the lower end of the measuring scale 19 with divisions, tared to count the movements of the sample 13 when it is loaded, simply solves the problem of controlling the loading of the sample in the mode of specified deformations and allows achieving a high accuracy of determining the displacements of the sample (0.001 mm or less ).

Claims

1. Instrument for mechanical testing of rocks by author. St. No. 641098, characterized in that, in order to increase the informativeness of the tests by carrying out them according to a given deformation law, it is equipped with two telescopic rings, the inner ring contacting with a loading piston and connected with the outer ring, which is installed with the possibility of rotation along the thread of the opposite direction inside instrument housing.

2. The device for years. 1, characterized in that the angle of inclination of the two threads of the outer ring is close to the friction angle of the material of the threaded connections, and a measuring scale with a division is arranged at the lower end of the outer ring for counting the movements of the sample.

ЈW

ntt.2