Стенд для испытания режущих элементов породоразрушающих инструментов на ударно-абразивное изнашивание Советский патент 1992 года по МПК G01N3/56 

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 инструменты 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 опорного 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 резьбовыми втулками.

Снизу к вставкам 3 винтами 16 крепятся пластины 17, удерживающие абразив 18 от высыпания в 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 21. связанный упором 22 с вод и л ом 13 и вращающийся синхронно с последним. Интенсивность 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 3

0 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 об5 разца 8 в абразив 18 и соотношение давления последнего на внешние и внутренние поверхности клина образца, Образцу 8 и хоботу 21 с помощью водила 13 сообщается вращение относительно вертикальной

0 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 направ5 ляющих 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 псказа0 но). Под действием пружин 7 вставки 3 возвращаются в среднее положение, зазор закрывается и при следующем цикле испытаний в полость засыпаемся свежий абразив. Благодаря незакрепленности

5 абразивной массы и наличию пружин сжатия внедрение испытуемого образца сопровождается динамическими нагрузками в виде ударов и вибраций, что делает условия испытаний более адекватными условиям ра0 боты инструмента в процессе эксплуатации. Частоту вращения водила 13, соответственно скорость движения образца 8 в абразивной массе 18 бесступенчато регулируют двигателем постоянного тока 9. Динамику

5 процесса испытаний регулируют путем изменения степени сжатия и собственной жесткости пружин 7, количества, зернистости и твердости засыпаемого абразива. Путем изменения угла плоскости контакта клино0 вых 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,

5 обеспечив свободное взаимное осевое перемещение деталей шлицевой пары 14, можно создать условия равного нэгружения противоположных поверхностей образца 8, когда последний будет двигаться по траектории, обеспечивающей равное давление

на наружную и внутреннюю поверхности образца,

Формула изобретения Стенд для испытания режущих элементов породоразрушаюших инструментов на ударно-абразивное изнашивак/е, содержащий раму, установленную на ней с возможностью относительного вращения кольцевой элемент и обрззцедер.жатель, бункер для лранения и подачи абразива в кольцевой элемент, узел нагоужения образца сжимающей нагрузкой и приспособление для удаления отработанного абразива, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний , реальным условиям рзботы псродоразрушающих инструментов путем возбуждения на образце динамических нагрузок, имитирующих реальные нагрузки но речущие элементы, и обеспечения возможности измерения угла воздействия абразивной среды на образец, он снабжен опорным кольцом, установленным внутри кольцевого элемента коаксичль0

5

0

5

но ему, образцедержатель выполнен в виде водила, ось вращения которого совпадаете осью кольцевого элемента, шлицевой пары, закрепленной на конце водила, и связанного с ней механизма поворота и фиксации образца, а механизм нагружения образца выполнен в виде равномерно размещенных по окружности в кольцевом элементе и подпружиненных относительно него клиновых вставок, связанных с ними соответствующих цилиндрических направляющих, охваченных пружинами и закрепленных в стенках кольцевого элемента резьбовых зтулок, в которых размещены соответствующие направляющие, причем оси направляющих расположены в полости, перпендикулярной оси вращения водила, под углами к соответствующим нормалям к наружной поверхности кольцевого элемен- тз в точке пересечения с этими осями, равными углам трениямежду соответствующими направляющими и резьбовыми втулками.

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, рав- ными 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

Ю

J5

Фиг.}

Фиг.З

А-А