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

5108 Класс 42 К ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,1 ДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСЗарегистрировано в Государственном бюро последующей рееистраиии изобретений при Госплане СССР В. И. Тимофеев, В. ф. Штамбург Прибор для определения износ при работе в условиях динами Заявлено 25 октября 1936 года з Опубликовано 31 октября 1-1 Ю( е1 Р а твердых сп ческих нагру Л Тп 37 года. 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, при 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 1 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, В целях приближения условий испытаний к естественным условиям работы твердого сплава при бурении скважин материал, подвергаемый ударам, может передвигаться с определенной скоростью, так чтоней 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, Отличающийся 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 бО мм), то фрикционный шкив получает еще принудительное перемещение вдоль конца валика малого червяка при помощи рычага-вилки 49, имеющей отношение плеч 10: б, 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 испытуемыхтвер. дых 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 черезвоздушный буфер-отбойник, изготовленный из отрезка обсадной трубы.Давление в буфере фиксируется манометром, укрепленным в верхнейкрышке.Порода 17 укрепляется на верхнемстоле на войлочной прокладке посредством нажимного кольца 38, притягиваемого гайками 45, навинчиваемыми на болты 35, Породу окружаеткожух 16, препятствующий распылению частиц раздробленной породы ипроникновению на основание 4 воды,подаваемой к наконечнику с твердымсплавом при испытании.На передней стенке рамы установлен выключатель электрического двигателя,Для извлечения породы из кожухаоснование 4 выводится ходовым винтом из-под предварительно приподнятого вибратора. Порода извлекаетсяпри 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 укрепленна длинной стороне рамы. Так же приперемещении основания 4 для извлечения породы необходимо вынуть палец 50 из проушин, приваренныхк раме, и ушка рычага-вилки 49.Для проведения испытаний породаукладывается в кожух, накрываетсякольцом и затягивается гайками.Передвижением основания подводится под ось вибратора наибольшаяили наименьшая окружность рабочейзоны породы. При помощи эксцентрика вводится в соприкосновениефрикционный диск с фрикционнымшкивом, разделенные при передвижении стола.В проушины рамы и ушко рычагавилки вставляется палец, извлеченныйпри перемещении стола для установки породыОправка 24 с твердым сплавом,предварительно взвешенным на аналитических весах, вставляется в хвостовик вибратора и опускается вместес ним до соприкосновения твердогосплава с породой, а на тарелку верх