УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ПРИ ИСПЫТАНИИ В СТАБИЛОМЕТРЕ

Предлагаемое техническое решение относится к физико-механическим испытаниям материалов, в том числе горных пород, на прочность, а именно к лабораторным установкам для испытания (имитация глубины залегания).
Известно устройство для закрепления образцов в стабилометре при испытании в полевых условиях (Исследование прочностных характеристик горных пород: Учебное пособие / С.Г. Костюк, Н.Т. Бедарев. - Прокопьевск, 2015. - С. 36-38.), содержащее находящийся под воздействием встречных инденторов испытываемый образец, покрытый гидроизолирующим материалом.
Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, обусловленная невозможностью проведения испытаний образцов на разрыв.
Известно устройство для закрепления образца при испытании в стабилометре (патент РФ на полезную модель №184648, МПК Е21С 39/00 (2006.01), опубл. 02.11.2018), содержащее образец, покрытый гидроизолирующим материалом и удержанный встречными инденторами на дополнительных несущих опорах при помощи направляющих штанг, пропущенных сквозь проушины на дополнительных несущих опорах и зафиксированных на торцах гайками, при этом поверхность инденторов на контакте с образцом покрыта клеем.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность действия при высоких временных затратах на подготовку к проведению испытаний в стабилометре на разрыв, связанных с тем, что:
1) несущие опоры, имеющие лунки для установки сферических инденторов, не позволяют проводить испытания образцов горных пород на разрыв с использованием клиновыех инденторов;
2) несущие опоры имеют большой вес, что осложняет установку устройства в сборе с образцом для проведения испытаний в стабилометре;
3) необходимы затраты времени на перемещение поршня рабочего цилиндра стабилометра непосредственно перед испытаниями с целью компенсации изменяющейся толщины образцов в партии.
Технический результат - повышение эффективности действия при снижении временных затрат на подготовку к проведению испытаний в стабилометре.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для закрепления образца при испытании в стабилометре, содержащем образец, покрытый гидроизолирующим материалом и удержанный встречными инденторами в дополнительных несущих опорах при помощи направляющих штанг, пропущенных сквозь проушины на дополнительных несущих опорах и зафиксированных на торцах гайками, при этом поверхность инденторов на контакте с образцом покрыта клеем, согласно заявляемому техническому решению, при подготовке к испытаниям на разрыв дополнительные несущие опоры выполнены пустотелыми, внутренние торцы каждой из них снабжены отверстиями для фиксируемой установки стержней с инденторами клиновой формы, движущимися вдоль направляющих штанг при наличии вспомогательных проушин на их концах, внешние торцы каждой из них снабжены крышками, перемещающимися на заданную высоту по резьбе.
Предлагаемое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено устройство в сборе с подготовленным к испытаниям образцом перед установкой в стабилометр.
Устройство для закрепления образца при испытании в стабилометре содержит образец 1, покрытый гидроизолирующим материалом 2 и удержанный встречными инденторами 3 в отверстиях дополнительных несущих опор 4 при помощи направляющих штанг 5, пропущенных сквозь проушины 6 на дополнительных несущих опорах 4 и зафиксированных на торцах гайками 7, при этом поверхность инденторов 3 на контакте с образцом 1 покрыта клеем 8.
При подготовке к испытаниям на разрыв дополнительные несущие опоры 4 выполнены пустотелыми, внутренние торцы каждой из них снабжены отверстиями 9 для фиксируемой установки стержней 10 с инденторами 3 клиновой формы, движущимися вдоль направляющих штанг 5 при наличии вспомогательных проушин 11 на их концах, внешние торцы каждой из них снабжены крышками 12, перемещающимися на заданную высоту по резьбе 13.
Предлагаемое техническое решение работает следующим образом.
Образцы горных пород, предполагаемые для испытаний, выбурены или извлечены другим образом непосредственно в забоях. В самом общем случае толщина образца 1 варьируется в широком диапазоне. Подготовленный к испытанию образец 1 покрыт гидроизолирующим материалом 2 (например, резиновой пленкой), предохраняющим от проникновения масла в его поры.
При подготовке испытаний на разрыв перед установкой в стабилометр образец 1 предварительно подготовлен таким образом, что оказывается удержанным встречными инденторами 3 на дополнительных несущих опорах 4. При использовании встречных инденторов 3 клиновой формы имеющиеся на них стержни 10 установлены в отверстия 9 на внутренних торцах каждой из дополнительных несущих опор 4. Стержни 10 зафиксированы внутри пустотелых дополнительных несущих опор 4, например, резьбовым соединением или стопорными шайбами.
При сборке устройства, благодаря подвижному сопряжению вспомогательных проушин 11 на концах инденторов 3 клиновой формы и направляющих штанг 5, пропущенных сквозь проушины 6 на дополнительных несущих опорах 4, обеспечено движение вдоль них с совмещением лезвий клиньев и, следовательно, обеспечением тем самым встречного и соосного движения инденторов 3 клиновой формы в процессе последующих испытаний на разрыв. Фиксированием направляющих штанг 5 на торцах гайками 7 обеспечена целостность сборки образца 1 с сопряженными деталями.
Благодаря крышкам 12 внешние торцы каждой из дополнительных несущих опор 4 прикрыты снаружи, одновременно обеспечена возможность перемещающения крышек на заданную высоту по резьбе 13 для компенсации изменяющейся высоты образцов в партии.
Для предотвращения при испытании на разрыв повреждения гидроизолирующего материала 2, покрывающего образец 1, поверхность инденторов 3 на контакте с образцом 1 покрыта клеем 8.
Таким образом, заявляемый технический результат обеспечивается тем, что:
1) дополнительные несущие опоры выполнены пустотелыми, что упрощает сборку и установку образцов совместно с облегченным устройством для проведения испытаний в стабилометре;
2) внутренние торцы каждой из дополнительных пустотелых несущих опор снабжены отверстиями, что позволяет легко устанавливать и фиксировать изнутри стержни с инденторами клиновой формы и тем самым обеспечивает проведение испытаний образцов горных пород на разрыв с их использованием;
3) инденторы клиновой формы движутся вдоль направляющих штанг при наличии вспомогательных проушин на их концах, что также обеспечивает проведение испытаний образцов горных пород на разрыв с их использованием;
4) внешние торцы каждой из дополнительных несущих опор снабжены крышками, перемещающимися на заданную высоту по резьбе, что позволит скомпенсировать изменяющуюся высоту образцов в партии для фиксации их на опорах без перемещения поршня рабочего цилиндра стабилометра, следовательно, снизить временные затраты на подготовку к испытаниям.