Стенд для испытания режущих элементов породоразрушающих инструментов на ударно-абразивное изнашивание

 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания материалов на истирание при скользящем ударно-абразивном изнашивании . Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям работы породоразрушающих инструментов за счет возникновения динамических нагрузок, возможности изменения угла воздействия испытательного образца на абразив и распределения давления последнеИзобретение относится.к испытательной технике, а именно к стендам для испытания материалов на истирание при скользящем ударно-абразивном изнашивании . Известна конструкция стенда для испытания на ударно-абразивное изнашивание, выбранная в качестве прототипа, содержащего основание, установленное на нем устройство с абразивной средой привод его вращения, устройство для смачивания абраго по поверхностям образца Стенд снабжен опорным кольцом 2 установленным внутри кольцевого элемента 6 коаксиально ему. Образцедержатель выполнен в виде водила 13, ось вращения которого совпадает с осью кольцевого элемента, шлицевой пары 14, закрепленной на конце водила, и связанного с ней механизма поворота и фиксации образца 15 Механизм нагружения образца выполнен в виде равномерно размещенных по окружности в кольцевом элементе и подпружиненных относительно него клиновых вставок 3, связанных с ними соответствующих цилиндрических направляющих 4, охваченных пружинами 7 и закрепленных в стенках кольцевого элемента резьбовых втулок5, в которых размещены соответствующие направляющие. Причем оси направляющих расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения водила, под углами к соответствующим нормалям к наружной поверхности кольцевого элемента в точке пересечения с этими осями, равными углам трениямежду соответствующими направляющими и резьбовыми втулками. 3 ил. зивной среды. Образцедержатель и нагружающее устройство. Последнее представляет собой каретку, установленную с возможностью перемещений на стойке, и трех штанг шарнирно закрепленных в виде параллелограмма между собой и кареткой, силового гидроцилиндра для погружения испытуемого образца в аб разивную среду, и пружину установленную с возможностью взаимодепствия с штоком гидроцилиндра и одной из штанг СО С vi va ю сь со ел

СОК13 СОВГТСVÈÕ

СОЦИ АЛИС ТИЧГСКИХ

РЕСПУБЛИК ча G 01 и 3/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4823764/28 (22) 07.05.90 (46) 30.10.92. Бюл. N 40 (71) Ивано-Франковский институт нефти и

Газа (72) Ю.Н, Бугай. Ю.Д. Петрина, Б.О. Борущак, Л.О. Борущак, С.M. Мазурик и Н.В.

Павлыкивская (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1330517, кл. G 01 N 3/ 58, 1987. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РЕЖУЩИХ

ЭЛЕМЕНТОВ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИХ

ИНСТРУМЕНТОВ НА УДАРНО-АБРАЗИВНОЕ ИЗНАШИВАНИЕ (57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания материалов на истирание при скользящем ударно-абразивном изнашивании. Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным условиям работы породоразрушающих инструментов за счет возникновения динамических нагрузок, возможности изменения угла воздействия испытательного образца на абразив и распределения давления последнеИзобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания материалов на истирание при скользящем ударно-абразивном изнашивании.

Известна конструкция стенда для испытания на ударно-абразивное изнашивание, выбранная в качестве прототипа, содержащего основание, установленное на нем устройство с абразивной средой, привод его вращения, устройство для смачивания абра„„50 „, 1772685 А! го Ro поверхностям образца. Стенд снабжен опорным кольцом 2. ус1ановленным внутри кольцевого элемента 6 коаксиально ему. Образцедержатель выполнен в виде водила 13, ось вращения которого совпадает с осью кольцевого элемента, шлицевой пары

14, закрепленной на конце водила, и связанного с ней механизма поворота и фиксации образца 15. Механизм нагружения образца выполнен в виде равномерно размещенных по окружности в кольцевом элементе и подпружиненных относительно него клиновых вставок 3, связанных с ними соответствующих цилиндрических направляющих 4, охваченных пружинами 7 и закрепленных в стенках кольцевого элемента резьбовых втулок 5, в которых размещены соответствующие направляющие. Причем оси направляющих расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения водила, под углами к соответствующим нормалям к наружной поверхности кольцевого элемента в точке пересечения с этими осями, равными углам трения между соответствующими направляющими и резьбовыми втулками. 3 ил. зивной среды, обраэцедержатель и нагружающее устройство.

Последнее представляет собой каретку, установленную с возможностью перемещений на стойке, и трех штанг, шарнирно закрепленных в виде параллелограмма между собой и кареткой. силового гидроцилиндра для погружения испытуемого образца в абразивную среду, и пружину, установленную с возможностью взаимодействия с штоком гидроцилиндра и одной из шганг.

1772685

Недостатком известной конструкции является невозможность регулирования и перераспределения давления абразива по поверхностям испытываемых образцов, а также сложность и дороговизна применяемых узлов, Используемое погружающее устройство позволяет только изменить глубину погружений образцов и в итоге изменять нагрузку на образец, тогда как на практике породоразрушающие ингтрументы работают с различными углами атаки на породу и со значительными перепадами удельных давлений по поверхностям инструмента.

Целью изобретения является приближение условий испытаний к реальным за счет возникновения динамических нагрузок, возможности изменения угла воздействия испытуемого образца на абразив и распределение давления последнего по поверхностям образца.

На фиг. 1 изображен стенд. общий вид; на фиг. 2 — то же, план; на фиг. 3 — разрез

А — А на фиг,2, Стенд содержит раму 1, установленный на ней узел нагружения состоящий из опор1 ного кольца 2, установленного внутри кольцевого элемента 6 коаксиально ему, образцедержателя, выполненного в виде водила 13, ось вращения которого совпадает с осью кольцевого элемента. шлицевой пары 14, закрепленной на конце водила, и связанного с ней механизма поворота и фиксации образца 15. Механизм нагружения образца выполнен в виде равномерно размещенных по окружности в кольцевом элементе и подпружиненных относительно него клиновых вставок 3, связанных с ними соответствующих цилиндрических направляющих 4, охваченных пружинами 7 и закрепленных в стенках кольцевого элемента резьбовых втулок 5, в которых размещены соответствующие направляющие, причем оси направляющих расположены в плоскости, перпендикулярной оси вращения водила, под углами к соответствующим нормалям к наружной поверхности кольцевого элемента в точке пересечения с этими осями, равными углам трения между соответствующими направляющими и реэьбовыми втулками, Снизу к вставкам 3 винтами 16 крепятся пластины 17, удерживающие абразив 18 от высыпания s прижатом состоянии вставок

3, Емкостью для абразива служит бункер 19, (крепится к раме 1 кронштейном 20), Для засыпки абразива в рабочие полости между вставками 3 и кольцом 2 служит хобот 2!, связанный упором 22 с водилом 13 и вращающийся синхронно с последним. Интенсив30

50 ность подачи абразива регулируют заслонкой 23. Привод вращения испытуемого образца 8 состоит из электродвигателя постоянного тока 9, клиноременной передачи 10, червячного редуктора 11, шпиндельного узла 12, Стенд работает следующим образом.

Образец 8 зажимается механизмом 15 таким образом, чтобы плоскости образца 8 составляли с касательной траекторией движения последнего определенные заданные. углы, а вылет образца задается сдвигом и фиксацией деталей шлицевой пары 14. Таким образом задается угол вдавливания образца 8 в абразив 18 и соотношение давления последнего на внешние и внутренние поверхности клина образца, Образцу 8 и хоботу 21 с помощью водила 13 ссобщается вращение относительно вертикальной оси, При этом образец 8 вдавливается в абразив 18, засыпаемый в рабочую полость из бункера 19, По мере внедрения абразива 8 клиновидные вставки 3 смещаются к периферии узла нагружения вдоль осей направляющих 4, причем положение пластин 17 регулируется винтами 16 так. чтобы при заданном смещении вставок 3 снизу открывался зазор и отработанный абразив высыпался в поддон (на чертеже не показ".но). Под действием пружин 7 вставки 3 возвращаются в среднее положение, зазор закрывается и при следующем цикле испытаний в полость засыпается свежий абразив, Благодаря незакреплен ности абразивной массы и наличию пружин сжатия внедрение испытуемого образца сопровождается динамическими нагрузками в виде ударов и вибраций, что делает условия испытаний более адекватными условиям работы инструмента в процессе эксплуатации.

Частоту вращения водила 13, соответственно скорость движения образца 8 в абразивной массе 18 бесступенчато регулируют двигателем постоянного тока 9; Динамику процесса испытаний регулируют путем изменения степени сжатия и собственной жесткости пружин 7, количества, зернистости и твердости засыпаемого абразива. Путем изменения угла пяоскости контакта клиновых вставок 3 и положения испытуемого образца 8 распределяют давление абразива и, соответственно, степень изнашивания наружной и внутренней поверхностей образца 8 и его режущей кромки. Кроме того, 55 обеспечив свободное взаимное осевое перемещение деталей шлицевой пары 14, можно создать условия равного нагружения противоположных поверхностей образца 8, когда последний будет двигаться по траектории. обеспечивающей равное давление

1772685 на наружную и внутреннюю поверхности образца, Формула изобретения

Стенд для испытания режущих элементов породоразрушающих инстдументов нд ударно-абразивное изнашивание, содержащий раму, установленную на ней с возможHocTbK) относительного вращения кольцевой элемент и образцедержатель, бункер для хранения и подачи абразива в кольцевой элемент, узел нагружения образца сжимающей нагрузкой и приспособление для удаления отработанного абразива, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний „реальным условиям работы породоразрушающих инструментов путем возбуждения на образце динамических нагрузок. имитирующих реальные нагрузки на режущие элементы, и обеспечения возможности измы:ения угла воздействия абразивной средь, на образец, он снабжен о >о„-ным кольцом, услгановленным внутри когьцевого элемента коаксиально ему, образцедержатель выполнен в виде

voäèäà, ось вращения которого совпадает с осью кольцевого элемента, шлицевой пары, закрепленной на конце водила, и связанно5 го с ней механизма поворота и фиксации образца, а механизм нагружения образца выполнен в виде равномерно размещенных

—,î окружности в кольцевом элементе и подпружиненных относительно него клиновых

10 вставок,. связанных с ними соответствующих цилиндрических направляющих, охваченных пружинами и закрепленных в стенках кольцевого элемента резьбовых втулок, в которых размещены соответству15 ющие направляющие, причем оси направля ющих расположены в полости, перпендикулярной оси вращения водила, под углами к соответствующим нормалям к

20 наружной поверхности кольцевого элемента в — î÷êå пересечения с этими осями, равными углам трения между соответствук>щими направляющими и резьбовыми втулками, 25

1772885

Составитель Б. Боро цук

Техред М.Моргентал Корректор Н.Тупица

Редактор

Производственно.издательский комбинат "Патент, r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3840 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5