Стенд для моделирования работы породоразрушающих вставок

 

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность работы стенда путем приближения работы инструмента к естественным условиям за счет обеспечения моделирования работы вставок в режиме шарошечного бурения увеличением количества задаваемых режимных параметров работы стенда. Он включает раму 1 с траверсой (Т) и бойком 3 на ее направляюш,их 2, матрицу 8 с фик (Л со О1 о со го -А. ь ,( , , У т,. // ///// // ////y Z/V I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3884350/22-03 (22) 15.04.85 (46) 07.11.87. Бюл. № 41 (71) Московский геолого-разведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А. П. Карпиков, А. Н. Попов, Г. П. Сысоев, А. В. Толмачев и С. В. Иляхин (53) 622.24.051.55 (088.8) (56) Бабенков И. С. и др. Исследование взаимодействия бурового инструмента и породы методом фотоупругости. — М.:

Недра, 1970, с. 71.

Авторское свидетельство СССР № 868391, кл. G O I N 3/30, 1981.

;Я0„„1350321 А1 (Я) 4 Е 21 В 10 50, G Oi N 3/30 (54) СТЕНД ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИХ BCTAВОК (57) Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность работы стенда путем приближения работы инструмента к естественным условиям за счет обеспечения моделирования работы вставок в режиме шарошечного бурения увеличением количества задаваемых режимных параметров работы стенда. Он включает раму 1 с траверсой (Т) и бойком 3 на ее направляющих 2, матрицу 8 с фик1350321 сатором (Ф) 7 ее положения, датчик !Д)

20 силы и лебедку 6. Матрица 8 имеет сквозное осевое ступенчатое отверстие 14 и размещена во внутренней сквозной ступенчатой проточке 9 прямоугольного сечения Ф 7, Он расположен в Т и снабжен крепежными

11 и направляющими 18, 33 плашками, установленными шарнирно на Ф 7 и Т, и рычажным механизмом 22. Последний имеет грузы, упоры 23 и электромагнит 24 со светочувствительными Д 25. В большой ступени отИзобретение относится к горной промыц— ленности, в частности K стендам для моделирования работы породоразруц ающих всгавок в режиме шарошечного бурения, а также для определения эффективности, надежности и работоспособности вставок и для определения их оптимальных форм и геометрических параметров.

Цель изобретения — — повышение эффективности работы стенда путем приближения работы инструмента к естественным условиям за счет обеспечения моделирован,я работы вставок в режиме шарошечного бурения увеличением количества задаваемых режимных параметров работы стенда.

На фиг, показан стенд для моделирования работы породоразрушающих вст— вок, вертикальный р "çðåç; на фиг. 2 -- разрез А — А на фиг. !.

Стенд состоит из рямь, 1 с направляющими 2. на которых ус.гановлен подвижный боек 3. В верхней части рамы 1 закреплен электромагнит 4 и блочки 5, на которых размещен трос лебедки 6., присоединенной к раме l.

На нижней части рамы 1 установлен фиксатор 7 положения матрицы 8, имеющий внутреннюю сквозную ступенчатую проточку

9 прямоугольного сечения, в большой ступени 10 которой раз.мещены подвижные крепежные плашки 11, фиксируемые болтами.

Хвостовик 12 матрицы 8 размещен в меньшей ступени проточки 9 и соединен с матрицей цилиндрическим шарниром 13, а в матрице 8 выцолнено сквозное ступенчатое от верстие 14 в большей ступени 15, которого закрепляются сменные втулки 16 с породоразрушающими вставками 17. Стенд снабжается набором aTv ioK 6, HMe!oL!IH внутренние отверстия различного диаметра состветствующие диаметрам вставок 17, при этом наружный диаметр втулок 16 постоянен. Фиксатор 7 матрицы 8 имеет напрявля,сщие плашки 18, прикрепленные к нему шарС

IQ

2Î

30 ? 5 верстия 14 закреплена втулка 16 с породоразр шакпцей вставкой 17. Блок 28 породы фиксируют относительно рамы 1. Сбрасывают боек 3, пересекающий световой луч между

Д 25, и включается электромагнит 24.

Далее Ф 7 опускается, а вставка 17 внедряется в породу. Приборами фиксируются глубина внедрения, сила удара, статическое усилие груза, передаваемое через механизм 22 на Ф 7. Далее боек 3 поднимается, и измеряется объем лунки выкола в блоке 28. 2 ил.

2 нирно,,!aковаль;!!.о 19 с датчиком 20 силы и выступ 21 с дугообразной говерхностью.

На выступе 21 шарнирно установлен рычажный механизм 22 с грузом Р. Один из кочцов механизма 22 вз-аимодействует с упорами 23 íà pave 1, а друтой опирается на сердечник электромагнита 24, установленного на консоли прикрепленной к раме !. На рам 1 закреплены светочувствительные датчики 25 и устройство 26 для измерения предударной скорости, я также устройство 27 для измерения глубины внедрения вставки в породный блок 28, который фиксируется огносительно рамы 1 домкратами 29 с упорными плашками 30. К раме 1 присоединена траверса 31, в проточкax 32 которой устаноьлены шарнирно направляющие плашки 33 для взаимодействия с плашками 18.

Ме кду траверсой 31 и фиксатором 7 установлены направляющие плашки 34. Плашки

18, ЗЗ и 34 выполнены из материала, имеюи .его í" èìåíüøèé коэффициент трения.

Плашки 18 и 33 имеют регуляторы 35 с шарнирами 36, предназначенными для изменения их положения относительно друг друга, что обеспечивает перемещение фиксатора 7 по наклонной плоскости 37. Кроме того, плашки 18 и 33 соединены шарнирами 38 и

39 с фиксатором 7 и траверсой 31 соответственно. На консоли имеются пазы 38 для регулировки уровня усгяновки электромагнита 24.

Стенд работает следующим образом.

Перед началом работы устанавлива.от

G.io!! 28 породы Ha n.i! HT n фиксиру;oT e! o относительно рамы 1 домкратами 29 с плащками 30. Затем к траверсе 31 присоединя.от плашки 33, устанавливая их на шарниры

39, и соединяют с регуляторами 35, а к фиксатору 7 присоединяют с помощью шарниров 38 плашки 18 и соединяют их также с регуляторами 35, которые разме:-цены в фиксаторе 7. Потом в большую ступень 5 матрицы 8 запрессовывают

1350321 втулку 16 с вставкой 17 и устанавливают матрицу 8 в меньшей ступени проточки 9 на цилиндрический шарнир 13, при этом матрицу 8 фиксируют подвижными крепежными плашками под углом к горизонтальной поверхности блока 28. После этого устангвливают фиксатор 7 с матрицей 8 в направляющие плашки 33, а затем присоединяют к выступу 21 шарниром рычаг ?2, один конец которого размещают в упорах 23, а другой — на выдвинутом сердечнике электромагнита 24. В процессе установки фиксатора 7 плашки 18 и 33 располагают наклонно (фиг. 1) и регуляторами 35 обеспечивают контакт плашек между собой по рабочим поверхностям 37.

Затем электромагнитом 4 и лебедкой, соединенной с ним, приподнимают боек 3 на заданную вь|соту, при этом электромагнит

24 и светочувствительные датчики 25 отключены. После этого включают устройство для измерения предударной скорости и датчика 25. Затем отключив электромагнит 4 сбрасывают боек 3. При падении ооек 3 пересекает световой луч между светочувствительными датчиками 25, в результате чего включается электромагнит 24, при этом время срабатывания электромагнита подбирается таким образом, что в момент нанесения удара бойком 3 по наковальне 19 сердечник электромагнита 24 выходит из зацепления с рычагом 22. После нанесения удара по наковальне 19 фиксатор 7 перемещается вниз, скользя плашками 18 по плашкам 33 и 34, при этом вставка 17 внедряется в породу, а глубина внедрения фиксируется устройством 27, которое включается в работу только в момент контакта вставки 17 с породой, а скорость соударения — устройством 26. Одновременно, в момент контакта вставки !7 с породой на нее передается статическое усилие от груза P через рычажный механизм 22, рычаг которого поворачивается относительно шарнира в выступе 21 и относительно упоров 23 на раме 1.

Датчик 20 силы, установленный в наковальне 19, позволяет фиксировать силу удара, а датчик силы, установленный в выступе 21, фиксирует статическое усилие, передаваемое грузом P через рычаг 22 на фиксатор 7. После этого боек 2 поднимается вверх, фиксатор 7 и рычаг 22 устанавливаются в исходное положение (фиг. 1), измеряется объем лунки выкола в блоке 28, а блок смещается домкратами 29, например, вправо, и далее цикл повторяется.

Таким образом зная параметры вставки (диаметр, форму рабочей головки, высоту вставки от матрицы до торца рабочей головки и глубину ее заделки в матрице) можно определить рациональную область ее применения, надежность крепления, работоспособность и режимные параметры работы.

Наличие сменных втулок 16 позволяет испь|тывать на стенде вставки различного

5 диаметра, шарнир !3 и плашки !1 обесгечивают, изменение угла а отверстие 14 позволяет выпрессовать втулку 16 с вставкой !

7 из матрицы 8, направляющие плашки 18 и 34, установленнь.е на шарнирах и. имею-!

О щие регуляторы, дают возможность ооеслечить работу вставок 17 в режиме качения (когда рабочая поверхность 37 перпендикулярна) и в режиме качения — скольжения (поверхность 37 наклонна).

Предлагаемая конструкция стенда обладает преимуществами по сравнению с известным стендом, заключающимся в том, что благодаря обеспечению моделирования работы вставок в режиме шарошечного бурения за счет последовательного воздей2О ствия на них ударной и статической нагрузок (наличие рычажного механизма) и за счет ооеспечения работы вставок в режиме удара и удара-резания (наличие подвижного фиксатора с матрицей, траверсы и напраьляющих плашек) на предла Ъ С

- гаемом стенде можно определить оптимальные параметры вставок, предназначенных для армирования шарошек различного диаметра, работаюгцих как в режиме качения, так и в режиме качения-скольжения.

Формула изобретения

5О

Стенд для моделирования работы породоразрушающих вставок, включающий раму с траверсой и с установленным на ее направляющих бойком, матрицу с породоразрушгющей вставкой, датчик силы и лебедку, отличаюи!ийся тем, что, с целью повышения эффективности работы стенда путем приближения работы инструмента к естественным условиям за счет обеспечения моделирования работы вставок в режиме шарошечного бурения увеличением количества задаваемых режимных параметров работы стенда, он снабжен фиксатором положения матрицы, имеющим внутреннюю сквозную ступенчатую проточку прямоугольного сечения и крепежные плашки, направляющими плашками, установленными шарнирно на фиксаторе и на траверсе рамы с возможностью взаимодействия друг с другом, рычажным механизмом, присоединенным шарнирно к фиксатору и имеющим грузы и упоры. и электромагнитом со светочувствительными датчиками, закрепленными на раме, при этом матрица установлена шарнирно в проточке фиксатора и имеет сквозное осевое ступенчатое отверстие, в большой ступени которого закреплена втулка с вставкой, а фиксатор размещен в траверсе рамы.

Составитель A. Хромин

Редактор Н. Бобкова Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 5062/3! Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, 1згушскзя наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4