Прибор для определения износа твердых сплавов при работе в условиях динамических нагрузок

Прибор для определения износа твердых сплавов при работе в условиях динамических нагрузок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о 5)987

Класс 42k, 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Государственном бюро последующей рееистраиии изобретений при Госплане СССР

В. И. Тимофеев, В. Ф. Штамбург и П. М. Ростомян.

Прибор для определения износа твердых сплавов р при работе в условиях динамических нагрузок. д.;г„-, Заявлено 25 октября 1936 года за M ТП-1695.

Опубликовано 31 октября 1937 года. ." :160/Е, =-= ==,. Ы

В существующих методах испытаний механических свойств твердых сплавов, производимых для выявления их пригодности к применению в различных отраслях промышленности, обычно отсутствует определение сопротивляемости твердых сплавов динамическим нагрузкам (определение ударной вязкости). Между тем, во многих случаях, в частности, при бурении скважин, твердые сплавы, облицовывающие бурильный инструмент, и ри работе подвергаются, главным образом, воздействию динамических нагрузок, обусловленных скалыванием разбуренной породы и вибрацией колонны бурильных труб. Таким образом, существующие методы статических испытаний, не заключающие в себе всех элементов нагрузок, имеющих место в рабочих условиях, являются недостаточными и не дают возможности исчерпывающего определения пригодности того или иного сплава для целей бурения.

Предлагаемый прибор для определения износа твердых сплавов в условиях динамических нагрузок дает возможность определения этого важнейшего для бурения свойства ударной вязкости твердых сплавов. Кроме того, на предлагаемом приборе имеется возможность попутного определения рациональности формы и размеров сортамента кусковых твердых сплавов, идущих для армировки дол отьев.

В предлагаемом приборе предусмотрено изменение отдельных параметров режима испытаний (нагрузка, частота ударов, линейная скорость относительного перемещения твердого сплава по породе и пр.) в пределах, соответствующих действительным условиям бурения, Предлагаемый прибор дает возможность в лабораторных условиях в короткий срок испытывать на вязкость (ударную хрупкость) твердые сплавы, подвергая образцы их ударам о различные материалы (металл, горные породы и пр.).

Величина силы удара и их частота могут быть регулируемы в широких пределах. B целях приближения условий испытаний к естественным условиям работы твердого сплава при бурении скважин материал, подвергаемый ударам, может передвигаться с определенной скоростью, так что ней части кожуха вибратора накладываются грузы для создания требуемого давления и закрепляются гайкой. Затем немного открывается прецизионный вентиль, пока вибратор не начнет работать с малым числом ударов. После этого включается электрический двигатель и, по достижении столом нормальной скорости вращения, открывается насколько нужно прецизионный вентиль. С указанного момента и засекается время начала испытания.

После определенного времени испытания (согласно методике) одновременно выключается электрический двигатель и закрывается подача воздуха, после чего извлекается наконечник с твердым сплавом и повторно взвешивается.

По потере в весе (и внешнему виду) судят о вязкости (ударной хрупкости) твердого сплава.

Предмет изобретения.

1. Прибор для определения износа твердых сплавов при работе в условиях динамических нагрузок, oTJlHчающийся применением стола, получа ющего вра щательное движение с постоянной окружной скоростью с одновременным радиальным перемещением, с целью подведения непрерывно новых участков помещенного на нем обрабатываемого материала под вибрирующую от пневматического вибратора оправку с испытуемым твердым сплавом.

2. Форма выполнения прибора по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью вращения стола с постоянной окружной скоростью, основание 4 стола устроено передвижным вместе с фрикционным шкивом 10 — 72, сцепленным с фрикционным диском 33, получающим вращение от двигателя, 10 — 12 приходит в зацепление с различными диаметрами фрикционного диска 33, отчего угловая скорость шкива изменяется, Так как необходим ые линейные перемещения стола относительно рамы и фрикционного шкива 10 — 12 относительно диска 33 различны (100 и 60 мм), то фрикционный шкив получает еще принудительное перемещение вдоль конца валика малого червяка при помощи рычага-вилки 49, имеющей отношение плеч 10: 6, Рычаг-вилка имеет возможность поворачиваться на небольшой угол вокруг пальца 50, укрепленного на длинной стороне рамы. Один конец рычага шарнирно укреплен в раме, средняя часть (собственно вилка) соединена с фрикционным шкивом, а другой конец перемещается вместе с основанием 4 при помощи упора 51, укрепленного в основании.

Таким образом, сохраняется постоянная скорость той окружности породы, которая в данный момент подвержена ударам твердого сплава.

На раму опираются приваренные к ней три ноги 52 и 53, верхние концы которых сварены с направляющим цилиндром 48. В последнем свободно перемещается в вертикальном направлении кожух вибратора, состоящий их двух частей — нижней 43 и верхней 42. Сквозь квадратное отверстие, имеющееся в пне нижней части кожуха, вставляются в вибратор хвостовик 30 с оправкой 24, к которой привариваются образцы испытуемыхтвердых сплавов. Верхняя часть кожуха несет на себе тарелку, на которую кладутся грузы 54 и 55, при помощи коих регулируется требуемая сила удара.

Под тарелкой верхней части кожуха вибратора укреплен ниппель, на который надевается подающий воздух шланг. Другой конец шланга надет на ниппель, соединенный с прецизионным вентилем, со шкалой и стрелкой указателя. Вентиль установлен на передней стенке рамы. Вращением вентиля регулируется расход воздуха, а следовательно, и зависящая от него частота ударов. Для сглаживания возможных колебаний давления воздуха воздушная линия соединяется с магистралью не непосредственно, а через воздушный буфер-отбойник, изготовленный из отрезка обсадной трубы.

Давление в буфере фиксируется манометром, укрепленным в верхней крышке.

Порода 17 укрепляется на верхнем столе на войлочной прокладке посредством нажимного кольца 38, притягиваемого гайками 45, навинчиваемыми на болты 35. Породу окружает кожух 16, препятствующий распыле нию частиц раздробленной породы и проникновению на основание 4 воды, подаваемой к наконечнику с твердым сплавом при испытании.

На передней стенке рамы установлен выключатель электрического двигателя.

Для извлечения породы из кожуха основание 4 выводится ходовым винтом из-под предварительно приподнятого вибратора. Порода извлекается при помощи экстрактора. Для выведения фрикционного диска из сцепления с фрикционным шкивом, при передвижении основания 4 для извлечения породы, служит эксцентрик 58, поднимающий конец вилки 37 с противовесом 40; эксцентрик 58 укреплен на длинно" стороне рамы. Так же при перемещении основания 4 для извлечения породы необходимо вынуть палец 50 из проушин, приваренных к раме, и ушка рычага-вилки 49.

Для проведения испытаний порода укладывается B кожух, накрывается кольцом и затягивается гайками.

Передвижением основания подводится под ось вибратора наибольшая или наименьшая окружность рабочей зоны породы. При помощи эксцентрика вводится в соприкосновение фрикционный диск с фрикционным шкивом, разделенные при передвижении стола.

В проушины рамы и ушко рычагавилки вставляется палец, извлеченный при перемещении стола для установки породы.

Оправка 24 с твердым сплавом, предварительно взвешенным на аналитических весах, вставляется в хвостовик вибратора и опускается вместе с ним до соприкосновения твердого сплава с породой, а на тарелку верхК авторскому свидететьству B. П. 7из офеева, В Ф. ХПхамбурга и II. М. Ростомян № 5198?

Тип. «Печатный Труд". Зак. 53-40