Устройство для определения абразивности горных пород Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБРАЗИВНОСТИ Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств горных пород. Известно устройство для определения абразивности торных пород, снабженное кривошипно-шатунным механизмом, на пол зуне которого закреплен эталонный стержень 1. Недостатком такой установки является необходимость подготовки образца исследуемой породы специальной формы, а также сложность конструкции. Известно также устройство для исследования абразивности угля, использующее све рлильный станок, в шпинделе которого вставлен переходныГй кбнус с закрепленным на нем эталоном, выполненным в виде кольца, а исследуемый образец угля в раздробленном виде помещается в перфорированный стакан с двойными стенками 2. Однако при использовании известного устройства для определения абразивности калийных руд вследствие того, что оси переходного конуса и стакана совмещены, трение эталона с образцом происходит по одной поверхности, что приводит к засалиГОРНЫХ ПОРОД ванию трущихся поверхностей и и.х нагреву. Поэтому в месте контакта эталона с исследуемым образцом образуется расплав, препятствующий обновлению слоев истираемого материала, что приводит к изменению условий истирания и снижает точность определения абразивных свойств исследуемой породы. Кроме того, в тех случаях, когда расплав не образуется, соляная пыль за счет больщей, чем у угля, пластичности запрессовывает отверстия в стенках стакана, что затрудняет вынос продуктов истирания за пределы стакана и не позволяет обновляться слоям испытуемого образца. Цель изобретения - повыщение качества исследований за счет создания благоприятных условий по выносу продуктов истирания и отводу тепла от трущихся поверхностей. Поставленная цель достигается тем, что цилиндрическая часть переходного конуса установлена с эксцентриситетом, величина которого составляет не менее четверти разности между наружным и внутренним диаметрами эталона, при этом частота вращения эталона определяется из соотношения п 4, где п - частота вращения эталона, об/мин; t - время, достаточное для охлаждения поверхности испытуемого образца, с; причем на боковых поверхностях эталона выполнены наклонные пазы. На фиг. 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 - стакан, конус с цилиндром и эталонным кольцом в процессе испытаний, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, при повороте на 180°; на фиг. 4 - эталонное кольцо; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4. Устройство содержит электропривод 1 со шпинделем 2 и вставленным в него переходным конусом 3 с цилиндрической частью 4, в основании которого закреплен эталон 5, выполненный в виде кольца с наклонными пазами 6. На шпинделе установлен груз 7, а на корпусе 8 укреплен стакан 9, заполненный раздробленным образцом 10. В кольцевой ш,ели стакана размеш,ен цилиндр 4 с эталоном 5. Ширина шели стакана по радиусу больше суммарной ширины рабочей поверхности эталона и удвоенной величины эксцентриситета. В процессе испытания привод 1, враш.ая переходный конус 3 с постоянным числом оборотов п, истирает при неизменном на протяжении всего опыта давлении Р эталонное кольцо 5 об образец 10. Во время врашения за счет эксцентриситета между осями стакана 9 и цилиндрической части 4 кольцо 5 попеременно контактирует с поверхностью испытуемого образца 10. Поверхность а образца 10 (фиг. 2) не контактирует с кольцом 5 и поэтому отдает тепло, занесенное при трении, окружающей среде. В то же время часть поверхности в образца 10, находящаяся в контакте с кольцом 5, нагревается от трения. После поворота эталона на 180° (фиг. 3) охладившаяся поверхность а вступает в контакт с кольцом 5, а нагревшаяся поверхность в образца 10 обнажается, что позволяет ей отдавать полученное тепло окружающей среде. При этом для того, чтобы открытая поверхность испытуемой породы успела охладиться, время, за которое эталон совершит пол-оборота и опять вступит в контакт с этой поверхностью, должно быть не меньше времени, необходимого для снятия поверхностной температуры образца, т. е. п f гдеп - частота вращения, об/мин; t - время, достаточное для охлаждения поверхности испытуемого образца, с. Кроме того, с целью улучшения условий охлаждения, истираемые поверхности айв в процессе работы не должны перекрываться эталоном, а для этого величина эксцентриситета должна быть равной половине ширины эталонного кольца. В противном случае поверхность перекрытия будет находиться в постоянном контакте с эталоном и не сможет охлаждаться Образовавшиеся продукты истирания подхватываются наклонными пазами 6 кольца 5 и выносятся через верх стакана 9 наружу, что способствует эффективному обновлению слоев. Применение изобретения улучшает условия обновления слоев истираемого материала за счет снижения поверхностной температуры испытуемого образца и выноса продуктов разрушения, что позволяет увеличить весовой износ эталона и таким образом повысить качество исследований, а также использовать предлагаемое устройство для определения абразивности угля, калийных руд и других горных пород. Формула изобретения Устройство для определения абразивности горных пород, включающее корпус, электропривод со шпинделем, переходной конус с закрепленным на нем эталоном в форме кольца и емкость, выполненную в виде стакана с двойными стенками, отличающееся тем, что, с целью повышения качества исслвг дований, цилиндрическая часть переходного конуса установлена с эксцентриситетом, величина которого составляет не менее четверти разности между наружным и внутренним диаметрами эталона, при этом частота вращения эталона устанавливается из соотношения где п - частота вращения, об/мин; t - время, достаточное для охлаждения поверхности испытуемого образца, с; причем на боковых поверхностях эталона выполнены наклонные пазы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 350960, кл. Е 21 С 39/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 266687, кл.Е 21 С 39/00, 1970. Фиг.

Фиг. 2 /

а