CS245996B1 - Zařízení pro zjištování abrazivních vlastností hornin - Google Patents

Abstract

Zařízení pro zjištování abrazivních vlastností hornin sestává z nástrojového sklíčidla /1/ se zkušebními nástroji /3/, upevněného na svislém hnacím hřídeli /2/ a z podstavné svěry /19/ pro hornino vý vzorek /22/. Účelem je dosáhnout konstantního přítlaku na zkušební ná stroje /3/ výrobně i obslužně jednoduchý mi prostředky, bez použití dynamometru a s ,;ním spojeného servomechanismu. Účelu se dosahuje tím, že svislý hnací hřídel /2/ je suvně uložen v kluzném vodícím ložisku /4/ a opatřen axiálním ložiskem /5/, na které dosedá stěžeji /6/ přítlač ná páka /7/, vzepřená opěrným ložiskem /8/ upevněným na jejím kratším ramenu /9/ o vrchní lyžinu /10/ a zatížená závažím /12/ uspořádaným na jejím delším ramenu /11/. Zařízení je využitelné v oboru výzkumu zemního vrtání a výroby zeměvrtných nástrojů.

Description

Vynález se týká zařízeni pro zjištování abrazivnich vlastností hornin, sestávajícího z nástrojového sklíčidla se zkušebními nástroji, upevněného na svislém hnacím hřídeli a z podstavné svěry pro horninový vzorek, uspořádané pod nástrojovým skličidlem,, Účelem vynálezu je dosáhnout konstantního přítlaku na zkušební nástroje výrobně i obslužně jednoduchými prostředky/ bez použití dynamometru a s nim spojeného servomechanismu_o

Abrazivní vlastnosti hornin se zjištují experimentálně,, Zkušební nástroje, bučí ocelové roubíky excentricky upnuté v nástrojovém skli čidle/nebo ocelový válec, popřípadě silnostěnná ocelová trubka centricky upnutá v nástrojovém sklíčidle, se vtlačují při konstantní rychlosti otáček sklíčidla konstantním přítlakem do vzorku horniny,, Po zvoleném počtu otáček nástrojového sklíčidla, po uplynutí ζ\ζ pleného časového intervalu, se vyjmou zkušební nástroje z nástrojového sklíčidla a zjistí se jejich hmotnostní úbytek, podle kterého se určí stupeň abrazivnosti horniny o

V praxi se namnoze používají pro zjiftbváni abrazivnich vlastností hornin upravené sloupové nebo stojanové vrtačky,, U těchto zařízení však vznikají nekontrolované ztráty sil v převodových soukolích vřeteníku, přenášejících jak rotační, tak posuvný pohyána objímku vrtacího vřetena, v jehož sklíčidle jsou upnuty zkušební nástroje,, Nekontrolovatelné ztráty sil neumožňuji měřit přítlak na zkušební nástroje v jeho zdroji,,

Jsou známá zařízení pro zkoušení opotřeb itelnosti vrtných dlát, která lze použit i reverzibilně pro zjištování abrazivních vlastností hornin [SU 289 183, SU 295 855]_a U těchto zařízeni je přítlak na zkoušený nebo zkušební nástroj vyvozován přímočarými hydraulickými motory, a to buč) zdola tahem za příčník uložený na axiálním Ložisku hnací hřide le,nebo shora na stojící hřídel, přitom rotační pohyb vykonává horninový vzorek,,

Nevýhodou známých zařízení Jsou nekontrolovatelné ztráty přítlačné síly, vznikající třením pístů o válce přímočarých

245 996 hydraulických motorůo Měří-li se přítlačná sila ve zdrojích přítlaků, tj_o v přímočarých hydraulických motorech, jsou zis# kané výsledky zjišťováni abrazivnosti hornin zatíženy chybou, která vzhledem k nekontrolovatelnému koeficientu třeni není korigovate Iná □

Jsou také známá zařízeni pro zkoušeni opotřebiteLnosti vrtných dlát, použitelná i pro zjišťování abrazivních vlastnosti hornin, u nichž je přítlak na .zkoušený nebo zkušební nástroj snímán na nástroji nebo pod vzorkem horniny ÍSU 376 5501,

Gornyj žurnál, 1977, č_o 2, s_o 96 an_DJ_B

Druhý typ známých zařízeni odstraňuje nevýhody prve uvedených, avšak vyžaduje relativně složitý servomechanismus_o Snímač přítlaku, dynamometr, je zpětnovazebně spojen s regulátorem výkonu hydraulického nebo pneumatického přímočarého motoru, který zajišťuje rovnoměrný a konstantní přítlak na zkušební nástroj automatickým korigováním výchylek od zvolené hodnoty□

Servomechán ismus je výrobně složitý, nákladný a náročný na údržbu_Q Při zjišťováni abrazivnosti hornin, kdy vzorky horniny se mění mnohem častěji než při zjišťováni opotřebite lnosti vrtných dlát, je i náročný na obsluhu pro časté nastavování výchozích hodnoto Prodlužují se ztrátové manipulační časy_o

Uvedené nevýhody odtraňuje zařízení pro zjišťováni abrazivnich vlastností hornin s nástrojovým sklíčidlem na svislém hnacím hřídeli podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že svislý hnací hřídel je suvně uložen v kluzném vodicím ložisku a opatřen axiálním ložiskem, na které dosedá stěžeji, přítlačná páka, vzepřená opěrným ložiskem upevněným na jejím kratším ramenu o vrchní li íinu a zatížená závažím uspořádaným na jejím delším ramenu_o

Výměnu zkušebních nástrojů upnutých v nástrojovém sklíčidle usnadňuje zvedací vačka se zvedací pákou, uspořádaná pod nosným kotoučem upevněným na svislém hnacím hřideli_o

Výhodou zařízení podle vynálezu je zajištění konstantního přítlaku na zkušební nástroj po celou dobu zkoušky a v každém úseku dráhy zkušebního nástroje_u Přítlak je přitom vyvozován výrobně jednoduchými prostředky, nenáročnými na obsluhu a udrž245 996 bu_o Poněvadž svislý hnací hřídel není v axiálním pohybu zatížen třením, lze přítlak na zkušební nástroje odečítat přímo ve zdroji přítlaku, tj_o na přitlačněpáce bez nepřesností způsobovaných ztrátami třením_Q V určení hodnoty přítlaku se dosahuje jednoduchým zařízením podle vynálezu stejné přesnosti jako u dosavadních zařízeni s dynamometry zapojenými do složitého autoregulačniho elektricko-hydraulického obvodu.

Přiklad zařízení pro zjištováni abrazivnich vlastností hornin, podle vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, kde na obr„ 1 je celé zařízeni ve schematickém nárysu a na -0br_o 2 přítlačná páka v částečném pohledu A z obr_Q 1_O

Součásti zařízeni pro zjištováni abrazivních vlastnosti hornin podle vynálezu je nástrojové sklíčidle 1, ve kterém je upnutý zkušební nástroj 3, a· které je upevněno na svislém hnacím hřídeli 2 uloženém v kluzném vodicím ložídku 4_O Svislý hnací hřídel 2 je opatřen axiálním ložiskem 5, na které dosedá stěžeji 6 přítlačná páka 7 vzepřená opěrným· ložiskem (^upevněným na jejím kratším ramenu 9 o vrchní ližinu 10_o Delší rameno 11 přítlačné páky 7 je opatřeno závažím 12, které je bu3 vyměníteInéfnebo posuvné_Q Na svislém hnacím hřídeli 2 je upevněno ozubené kolo 13 a nosný kotouč- 14_o Ozubené kolo 13 je ve stálém záběru s prodlouženým pastorkem 15 pohonné jednotky 16. Nosný kotouč 14 dosedá v klidové poloze na zvedací vačku 17, ovládanou zvedací pák'ou 18_o Pod nástrojovým sklíčidlem 1 je uspořádána podstaivná svěra 19 se svěrací vačkou 20, ovládanou svěrací pákou 21_ο V podstavné svěře 19 je upnutý horninový vzorek 22_O

Před zahájením zkoušky se stlačí zvedací páka 18 a zvedací vačka 17 vzepřením o nosný kotouč 14 nazvedne svislý hn^cí hřídel 2 s nástrojovým sklíčidlem 1 _o Do nástrojového sklíčidla . ** * se upnou zkušební nástroje 3 a do podstavné svěry 19 pomocí svěrací páky 21 se svěrací vačkou 20 horninový vzorek 22_O Posunem závaží 12 na delším ramenu 11 přítlačné páky_7 .se nastaví zvolená hodnota přítlaku, zvedací páka 18 se vrátí do výchozí polohy a uvede se v činnost pohonná jednotka 1,6. Svislý hnací hřídel 2 rotuje a zkušební nástroje 3 se obrušují o = 4

245 996 horninový vzorek 22° Konstantní přítlak na zkušební nástroje 2 vykonává přítlačná páka 7, jejíž stěžej 6 dosedá na axiální ložisko 5_O Úměrně k abrazi zkušebních nástrojů 3 a horninového vzorku 22 se svislý hnací hřídel 2 za stálé rotace posouvá ve směru podélné osy_D Tření v kluzném vodicím ložisku 4 a tření mezi prodlouženým pastorkem 15 a ozubeným kolem 13 je ve směru posunu svislého hnacího hřídele 2 zcela zanedbatelnéo Delší rameno 11 přítlačné páky 7 mírně klesá a opěrné ložisko 8 se odvaluje po vrchní ližině 10° Po vykonání testovací dráhy zkušebních nástrojů 3 po povrchu horninového vzorku 22, stanovené metodikou testu, se pohonná jednotka 16 zastaví, svislý hnací hřídel 2 zvedací pákou 18 se nazvedne a zkušební nástroje 3 se vyjmou z nástrojového s k l i č i d la lt Podle jejich hmotnostního úbytku se určí abrazivní vlastnosti horninového vzorku 22°

Zařízeni podle vynálezu lze v podstatných detailech modifikovatu Stěžej 6 přítlačné páky 7 může být provedena ve tvaru hrotů nebo místo hrotů může být použito valivých ložisek° Prodloužený pastorek 15 a ozubené kolo 13 mohou být výměnné pro volbu rychlosti otáček svislého hnacího hřídele 2°

Zařízení podle vynálezu je využitelné v oboru výzkumu zemního vrtáni a výroby zeměvrtných nástrojů°

Claims (2)

1« Zařízení pro zjištování abrazivních vlastností hornin^sestávajíci z nástrojového sklíčidla se zkušebními nástroji, upevněného na svislém hnacím hřídeli a z podstavné svěry pro horninový vzorek, uspořádané pod nástrojovým sklíčidlem, vyznačené tím, že svislý hnací hřídel J2J je suvně uložen v kluzném vodicím ložisku } 4f a opatřen axiálním ložiskem I5J, na které dosedá stěžeji l6j přítlačná páka |7|, vzepřená opěrným ložiskem J8| upevněným na jejím kratším ramenu 19 J o vrch ni Ivžinu 110} a zatížené závažím 1121 uspořádaným na jejím delším ramenu } 11 | □

2_O Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že na svislém hnacím hřídeli |2| je upevněn nosný kotouč }14), pod nímž je uspořádána zvedací vačka |17| se zvedací pákou }18| _o