СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГООБМЕНА ПРИ ТЕХНОГЕННОМ ВНЕДРЕНИИ
BENCH FOR ENERGY EXCHANGE RESEARCH IN CASE OF MAN-MADE IMPLEMENTATION

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям, преимущественно, образцов горных пород.
Известен стенд для исследования энергообмена при техногенном внедрении (патент РФ №1793311, кл. G01N 3/08, 1992), содержащий основание, соосно установленные на нем захваты образца, устройство для нагружения образца осевой механической нагрузкой, механизм для взаимодействия с образцом, платформу для перемещения механизма перпендикулярно оси захватов.
Недостаток стенда состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при постепенном удалении материала образца без снятия механической нагрузки.
Известен стенд для исследования энергообмена при техногенном внедрении (патент РФ №1837200, кл. G01N 3/08, 1993), содержащий основание, соосно установленные на нем захваты образца, устройство для нагружения образца осевой механической нагрузкой, механизм для взаимодействия с образцом, платформу для перемещения механизма перпендикулярно оси захватов.
Недостаток стенда также состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при постепенном удалении материала образца без снятия механической нагрузки.
Известен стенд для исследования энергообмена при техногенном внедрении (патент РФ №2367925, кл. G01N 3/08, 2009), принимаемый за прототип. Стенд содержит основание, соосно установленные на нем захваты образца, устройство для нагружения образца осевой механической нагрузкой, механизм для взаимодействия с образцом, платформу для перемещения механизма вдоль оси захватов, платформу для перемещения механизма в вертикальном направлении перпендикулярно оси захватов и платформу для перемещения механизма в горизонтальном направлении перпендикулярно оси захватов.
Недостаток стенда также состоит в том, что на нем неосуществимы испытания при постепенном удалении материала образца без снятия механической нагрузки. Это не позволяет исследовать энергообмен при техногенном внедрении в горный массив, когда горные машины постепенно вынимают горную массу. Это приводит к перераспределению нагрузок на элементах массива, и при определенных условиях скорость энергоподвода за счет роста напряжений превышает скорость рассеяния энергии, что создает опасные динамические эффекты разрушения. Недостаточные функциональные возможности существующих стендов не позволяют проводить подобные экспериментальные исследования.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей стенда путем обеспечения исследований при постепенном удалении материала образца без снятия механической нагрузки.
Технический результат достигается тем, что стенд для исследования энергообмена при техногенном внедрении, содержащий основание, соосно установленные на нем захваты образца, устройство для нагружения образца осевой механической нагрузкой, механизм для взаимодействия с образцом, платформу для перемещения механизма вдоль оси захватов, платформу для перемещения механизма в вертикальном направлении перпендикулярно оси захватов и платформу для перемещения механизма в горизонтальном направлении перпендикулярно оси захватов, согласно изобретению, механизм для взаимодействия с образцом выполнен фрезерным.
На рис.1 представлена схема стенда, вид сверху (рис.1а) и сбоку (рис.1б).
Стенд для исследования энергообмена при техногенном внедрении содержит основание 1, соосно установленные на нем захваты 2, 3 образца 4, устройство для 5 нагружения образца осевой механической нагрузкой, механизм 6 для взаимодействия с образцом, платформу 7 для перемещения механизма вдоль оси захватов, платформу 8 для перемещения механизма в вертикальном направлении перпендикулярно оси захватов и платформу 9 для перемещения механизма в горизонтальном направлении перпендикулярно оси захватов.
Механизм 6 для взаимодействия с образцом выполнен фрезерным.
Механизм 6 снабжен приводом 10 вращения. Платформы 7, 8, 9 приводятся в движение соответствующими винтовыми устройствами перемещения с рукоятками 11, 12, 13. Устройство 5 нагружения образца выполнено гидравлическим и имеет гидроцилиндр с поршнем и насосной станцией (не показана).
Установка работает следующим образом.
С помощью устройства 5 нагружают образец 4 осевой механической нагрузкой заданной величины. Для механической обработки верхней (по чертежу) поверхности образца 4 установку монтируют по схеме, приведенной на рис.1. Включают привод 9 и приводят в действие фрезерный механизм 6. Вращением рукоятки 12 перемещают платформу 8 вниз в вертикальном направлении перпендикулярно оси захватов, приводят механизм 6 в контакт с поверхностью образца и делают в образце выемку заданной глубины. Вращением рукоятки 11 перемещают платформу 7 вдоль оси захватов и расширяют выемку в образце до заданного размера по длине образца. Для механической обработки нижней (по чертежу) поверхности образца установку монтируют так, чтобы механизм 6 контактировал с нижней (по чертежу) поверхностью образца. Обработка образца проводится аналогичным образом. Для механической обработки боковой (по чертежу) поверхности образца боковую фрезу механизма 6 меняют на торцевую, а для выполнения выемки в образце рукояткой 13 перемещают платформу 9 с механизмом 6 в горизонтальном направлении к поверхности образца перпендикулярно оси захватов. Обработка образца проводится аналогично описанной выше. Перемонтаж установки проводится посредством перемещений платформ 7, 8, 9 без изменения уровня механической нагрузки.
Установка обеспечивает исследования в новых условиях - при постепенном удалении материала образца без снятия механической нагрузки, что расширяет функциональные возможности стендов для исследования энергообмена при техногенном внедрении в горный массив.