Мобільна установка для визначення опірності порід механічному руйнуванню

Реферат: UA 87625 U UA 87625 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробувальної (вимірювальної) техніки, а конкретніше, до конструкції мобільної установки для визначення (вимірювання) опірності порід механічному руйнуванню методом інструментального індентування і може бути використана як в лабораторних, так і в польових умовах. Відома система випробування на твердість методом вдавлювання (Євразійський Патент № 006837В1, МКВ G06K09/00 Система випробування на твердість методом вдавлювання. Опубл. 28.04.2006). Незважаючи на присутність відеокамери, що несе основний потік оброблюваних даних, система випробування на твердість методом вдавлювання стаціонарна, не забезпечується одновісне навантаження і відсутня термостабілізація і газонасичення досліджуваного зразка. Також відома мобільна установка для визначення характеристик твердості матеріалів шляхом інструментального індентування, яка містить основу з елементами кріплення навантажувального пристрою установки до досліджуваного об'єкта з можливістю пересування по поверхні досліджуваного об'єкта навантажувального пристрою, яка містить корпус, з встановленим в ньому движком, кінематично з'єднаним через пружний елемент з вузлом індентування та індетором, а також блок керування установкою та вимірювальну систему, яка містить блок вимірювання, блок обробки результатів, датчик зусилля, прикладеного до індентора, датчик глибини вдавлювання індентора, які з'єднані з відповідними входами блока вимірювань, вихід якого з'єднаний з відповідними входами блока вимірювання, вихід якого з'єднаний з блоком обробки результатів (Патент України на корисну модель № 57444U, МКВ G01N3/40 Мобільна установка для визначення характеристик міцності матеріалів методом інструментованого індентування РПТ-2. Опубл. 25.02.2011, Бюл. № 4). Недоліки цієї мобільної установки в тому, що вона не забезпечує переміщення досліджуваного зразка і не забезпечується його одновісне навантаження, також відсутня термостабілізація і газонасичення досліджуваного зразка, і датчики зусиль і глибини вдавлювання не забезпечують універсальної передачі даних до комп'ютера, їх властивості занадто залежні від зовнішніх факторів, довго налаштовуються і калібруються, що в цілому негативно позначається на достовірності і точності одержуваних даних. Відсутня можливість моделювання термо-газо-напружених умов для з'ясування граничних і проміжних даних про опірність порід механічному руйнуванню. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення мобільної установки для визначення опірності порід механічному руйнуванню, в якій, за рахунок встановлених блока переміщення і забезпечення одновісним навантаженням, блока термостабілізації і газонасиченості досліджуваного зразка, а також відеореєстратора, який виконує функції датчиків зусиль і глибини вдавлювання індентора, забезпечується - підвищення достовірності і збільшення точності даних про опірність досліджуваних зразків порід механічному руйнуванню у лабораторних і польових умовах. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій мобільній установці для визначення характеристик твердості матеріалів шляхом інструментального індентування, що містить основу з елементами кріплення навантажувального пристрою установки, а також блок управління, згідно з корисною моделлю установка містить блок переміщення і забезпечення одновісного навантаження, блок термостабілізації і газонасиченості досліджуваного зразка, а також відеореєстратор, який виконує функції датчиків зусиль і глибини вдавлювання індентора. Розміщення в мобільній установці блока переміщення і забезпечення одновісного навантаження зразка дозволяє зробити декілька експериментів по визначенню опірності на "незайманих" поверхнях досліджуваних зразків механічному руйнуванню не перевстановлюючи їх, що збільшує достовірність і точність одержуваних даних. При цьому забезпечення одновісного навантаження досліджуваного зразка створює наближені до природних умови, що забезпечує достовірність отриманих даних. Можливість зміни ступеня навантаження забезпечує отримання граничних і проміжних даних про опірності досліджуваних зразків механічному руйнуванню, що в цілому збільшує точність даних про опірність досліджуваних зразків порід. Установка блоків термостабілізації і газонасиченості досліджуваного зразка також забезпечує наближені до природних умови досліджень, що підвищує достовірність проведених вимірювань і дозволяє моделювати температурні і газонасичені умови для отримання граничних і проміжних даних про опірності досліджуваних зразків механічному руйнуванню, що також збільшує точність. Розміщений у мобільній установці відеореєстратор забезпечує визначення зусилля індентора, фіксацію його відбитку на зразку і рівень та напрямок навантаження досліджуваних зразків. Відеореєстратор тарується, настроюється і експлуатується істотно простіше, ніж датчики зусилля, що прикладені до індентора і датчики глибини його вдавлення. 1 UA 87625 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Відеореєстратор дозволяє проводити синхронну і одночасну фіксацію вимірювань та спрощує отримання і обробку інформації, дозволяє з'ясувати граничні і проміжні дані про опірності досліджуваних зразків механічному руйнуванню, що підвищує достовірність і збільшує точність даних. На фіг. 1 зображена схема мобільної установки для визначення опірності порід механічному руйнуванню. Мобільна установка для визначення опірності порід механічному руйнуванню працює наступним чином. Зразок 1 гірської породи, що досліджується на опірність механічному руйнуванню, встановлюється в герметичній камері 2 між двома рухомими герметичними поршнями 3 і 4. З допомогою регулювального гвинта 5 перевіряють хід індентора 6, так, щоб був запас 2-5 мм можливого занурення в зразок 1. Потім, з обох сторін встановлюються теплорозширювальні вкладки 7 та 8, які підбираються під розмір зразка 1. З обох сторін на вкладки 7 і 8 встановлюються поворотні поршні 9 і 10. Вони скріплюються між собою шпильками 11 в термоелементах 12 (на схемі показана одна). До впускного і випускного вентилів 13 і 14 приєднуються газові балони. Включають відеореєстратор 15. Потім включають розігрів теплорозширювальних вкладок 7, 8 і термоелемента 12. У сталому режимі, підтискають гайки 16 шпильок 11. Потім вимикають нагрівання термоелемента 12 і чекають остигання шпильки 11. За рахунок скорочення довжини шпильки 11 в процесі охолодження, створюється потужне зусилля стиснення зразка 1. Процес стиснення контролюється відеореєстратором 15 і, перераховуючи зміщення точок поверхні зразка 1, обчислюється його фактичне навантаження і її фактичний напрямок. Через впускний клапан 13 починають подачу газу, підбурюючи його надлишки через випускний вентиль 14. Довівши тиск газу всередині герметичної камери 2 до заданого значення і, перекривши впускний клапан 13, на випускному вентилі 14 контролюють сталий тиск газонасичення. Після насичення зразка 1 газом починають процес дослідження визначення опірності зразка 1 механічному руйнуванню. Індентор 6 за допомогою регулювального гвинта 5 входить в зразок, а потім поворотними гвинтами 17 здійснюється осьове обертання зразка 1 всередині камери 2. При цьому весь процес фіксується відеореєстратором 15. У "поле зору" відеореєстратора 15 знаходяться: частина штока 18, на якому закріплений індентор, що дозволяє контролювати стиснення частині штока 18 і перерахувати через зміщення його точок фактичне зусилля індентора 6; слід, який залишає індентор 6 на зразку 1, дозволяє визначити контактну міцність, і як наслідок опірності зразка механічному руйнуванню (за допомогою методик комп'ютерного аналізу візуальних даних). Діючи вищеописаним способом, при регулюванні розмірів теплорозширювальних вкладок 7 і 8 шляхом регулювання їх температури, за рахунок регулювання потужності, що подається на кожну вкладку, при цьому, контролюючи фактичні рівень та напрямок навантаження на зразку 1 відеореєстратором 15, а також за рахунок регулювання тиску газу в зразку 1, отримаємо граничні і проміжні дані про опірність досліджуваного зразка 1 механічному руйнуванню для різних умов, максимально наближених до природних. Таким чином, підвищення достовірності і збільшення точності даних про опірність механічному руйнуванню досліджуваних зразків у лабораторних і польових умовах, а також можливість моделювання термо-газо-напружених умов для з'ясування граничних і проміжних даних про опірність досліджуваних зразків механічному руйнуванню, забезпечується пропонованою конструкцією та способом застосування мобільної установки для визначення опірності порід механічному руйнуванню. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Мобільна установка для визначення опірності порід механічному руйнуванню, що містить основу з елементами кріплення навантажувального пристрою установки, а також блок управління установкою та вимірювальну систему, яка відрізняється тим, що установка містить блок переміщення і забезпечення одновісним навантаженням, блок термостабілізації і газонасиченості досліджуваного зразка, а також відеореєстратор, який виконує функції датчиків зусиль і глибини вдавлювання індентора. 2 UA 87625 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3