SU756270A1

SU756270A1 - Apparatus for testing chisel cutter for impact-abrasion wear

Info

Publication number: SU756270A1
Application number: SU782597464A
Authority: SU
Inventors: Vladimir Ya Vorotnikov; Leonid A Tatyanchenko; Stanislav V Ivanov
Original assignee: Kursk Polt I
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1980-08-15

Description

620.717 (088.8)620.717 (088.8)

1one

Изобретение относится к технике , испытания материалов в условиях ударно-абразивного изнашивания.The invention relates to techniques, testing materials in terms of impact-abrasive wear.

Известна установка для испытания материалов зубьев шарошек буровых до-5 лот на ударно-абразивный износ в условиях знакопеременного изгиба, содержащая основание, закрепленные на нем стойки, предназначенные для размещения в них испытуемых шарошек, ’θ привод вращения шарошек, узел радиального нагружения, смонтированный на стойках с возможностью свободного перемещения по ним,и взаимодействующий с шарошкой ударник [1^ . 15Known installation for testing materials of the cutting teeth of drill bits up to 5 lots for impact-abrasive wear under alternating bending, containing a base, racks fixed on it, designed to accommodate the test cones, 'θ rotational cutter drive, a radial loading unit mounted on racks with the possibility of free movement on them, and the drummer interacting with the roller cutter [1 ^. 15

Недостатками указанной установки являются необходимость замены формы и размеров наковален при испытании зубьев долот различных типоразмеров, невозможность оценки качества зубьев 20 на абразивную стойкость и качества слоя, наплавленного на калибрующую поверхность зубьев, на прочность и износостойкость.The disadvantages of this installation are the need to replace the shape and size of the anvils when testing the teeth of bits of various sizes, the inability to assess the quality of the teeth 20 on the abrasive resistance and quality of the layer deposited on the calibrating surface of the teeth on the strength and durability.

Целью изобретения является прибли-25 женйе условий испытаний к реальным условиям бурения.The aim of the invention is about-25 female test conditions to real drilling conditions.

Указанная цель достигается тем, что ударник выполнен в виде плоскоступенчатого абразивного круга, взаимо- 30This goal is achieved by the fact that the impactor is made in the form of a plane-step abrasive wheel, mutually 30

22

действующего в процессе испытания с шарошкой, а установка снабжена узлом осевого нагружения.acting in the process of testing with a roller cutter, and the installation is equipped with an axial loading unit.

Нафиг. 1 - показана схема уставов ки, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2,Nafig 1 is a diagram of the regulations; FIG. 2 is the same, side view, in FIG. 3 is a section A-A in FIG. 2,

Установка содержит основание 1, на котором крепятся привод 2, редуктор 3 и стойки 4. Основание 1 кстойки 4 образуют корпус установки. Вал редуктора 3 с помощью муфты 5 соедикен с приводным залом. 6, который с помощью подшипников 7 установлен в гнездах стоек 4. На приводном валу б установлена оправка 8 с образцами 9, которая может перемещаться параллельно оси приводного вала 6 по шпонке 10 или фиксироваться на валу винтом 11. Кро?-5е этого, на приводном залу б собран механизм осевого нагру жения оправки 8 с зубьями (образцами) 9, состоящий из пружин 12 и двух гаекThe installation includes a base 1 on which the drive 2, the gear 3 and the rack 4 are mounted. The base 1 of the rack 4 forms the installation housing. The shaft of the gearbox 3 using coupling 5 connect with the drive room. 6, which with the help of bearings 7 is installed in the sockets of the uprights 4. On the drive shaft, there is a mandrel 8 with specimens 9, which can move parallel to the axis of the drive shaft 6 by key 10 or be fixed on the shaft with a screw 11. Cro? Hall b: assembled axial loading mechanism of mandrel 8 with teeth (samples) 9, consisting of springs 12 and two nuts

13. На осях 14, закрепленных на стойках 4, установлен механизм радиального нагружения, состоящий из рычага 15,. тяг 16 и сменных грузов 17. Усилие от сменных грузов 17 через рычаг 15 передается на ось 18 с установленными: на ней ползунами 19. Ползуны 19, •имеющие вал (фиг. 3), могут свободно13. On axles 14, mounted on racks 4, a radial loading mechanism is installed, consisting of a lever 15 ,. 16 and interchangeable loads 17. The force from interchangeable loads 17 through the lever 15 is transmitted to the axis 18 with the sliders 19 installed on it. The sliders 19, having a shaft (Fig. 3), can freely

33

756270756270

4four

перемещаться в пазах стойки 4. На оси 18 установлена вращающаяся на подшипниках 20 обойма, состоящая из двух поЛуоправок 21, скрепленных болтами 22, с помощью которых закреплен абразивный круг 23, являющийся ударником. Для предотвращения осевого смещения подшипников 20 служит втулка 24 с гайками 25.move in the grooves of the rack 4. On the axis 18 there is mounted a holder rotating on the bearings 20, consisting of two half-blades 21 fastened with bolts 22, with which the abrasive wheel 23 is fixed, which is a drummer. To prevent axial displacement of the bearings 20 serves as a sleeve 24 with nuts 25.

Установка работает следующим образом.The installation works as follows.

При испытании образцов венцового ряда шарошки долота оправка 8 с образцами 9, имитирующими форму и размеры зубьев долота, фиксируется с помощью винта 11 относительно приводного вала 6. При этом пружина 12 находится в ненагруженном состоянии, и абразивный круг 23 выполнен без выступа. Вращение от привода 2 через редуктор 3 и муфту 5 передается приводному валу 6 и установленной на нем с помощью шпонки 10 оправке 8 с образцами 9, которые взаимодействуют с абразивным кругом 23. В результате этого взаимодействия осуществляется перекатывание образцов по абразивному кругу 23.When testing samples of the crown row of the bit cutter, the mandrel 8 with samples 9 simulating the shape and dimensions of the teeth of the bit is fixed with a screw 11 relative to the drive shaft 6. The spring 12 is in the unloaded condition and the abrasive wheel 23 is made without a protrusion. Rotation from the actuator 2 through the gearbox 3 and the clutch 5 is transmitted to the drive shaft 6 and the mandrel 8 with the samples 9, which interact with the abrasive wheel 23, mounted on it by means of a key 10. As a result of this interaction, the samples roll over the abrasive wheel 23.

При перекатывании образца на образец происходит подъем абразивного круга 23 и оси 18, за счет чего происходит перемещение ползунов 19 по пазам, выполненных в стойках 4. При этом происходит одновременно подъем на некоторую высоту сменных грузов 17, которые через рычаг 15 и тяги 16 связаны с осью 18. При опирании абразивного круга 23 на вершину образца 9 высота подъема грузов 17 и абразивного круга 23 наибольшая. При дальнейшем перекатывании образцов 9 по абразивному кругу 23.происходит его свободное падение за счет того, что запасенная потенциальная энергия грузов 17, связанных через тяги 16 и рычаги 15 с осью 18 и абразивным кругом 23, переходит в кинетическую. При свободном падении абразивный круг « 23 ударяет по набегающему образцу 9, при этом происходит внедрение зерен абразива в тело зуба и он подвергается ударно-абразивному изнашиванию. Кроме этого, за счет сил трения, возникающих при перекатывании образцов 9 по абразивному кругу 23, осущест вляется вращение последнего в подшипниках вокруг оси 18, что приводит к проскальзыванию образцов 9 по абразивному кругу 23 и их дополнительному изнашиванию.When the sample is rolled over to the sample, the abrasive wheel 23 and axis 18 rise, thereby moving the sliders 19 along the grooves made in the racks 4. At the same time, the replacement loads 17 are lifted to a certain height, which are connected with lever 15 and thrust 16 axis 18. When supporting the abrasive wheel 23 to the top of sample 9, the height of the weights 17 and the abrasive wheel 23 is the greatest. With further rolling of samples 9 in the abrasive circle 23. its free fall occurs due to the fact that the stored potential energy of goods 17, connected through thrust 16 and levers 15 to the axis 18 and abrasive circle 23, becomes kinetic. With a free fall, the abrasive circle “23 strikes an oncoming sample 9, in this case, the introduction of abrasive grains into the body of the tooth occurs and it is subjected to impact-abrasive wear. In addition, due to the friction forces arising from rolling the specimens 9 through the abrasive circle 23, the latter is rotated in bearings around the axis 18, which causes the specimens 9 to slip through the abrasive circle 23 and wear them further.

В результате такого взаимодействия образцов 9 с абразивным кругом 23 происходит его разрушение, и его поверхность принимает вид "рейки", что приближает условия испытаний к реальным условиям, наблюдаемым при буре- . нии скважин. Цикличность нагрузки, прикладываемой к образцу 9, приводит к тому, что они подвергаются воздействию знакопеременного изгиба, что позволит оценить их долговечность в условиях ударно-абразивного износа и действия циклически меняющейся нагрузки.As a result of this interaction of samples 9 with an abrasive wheel 23, its destruction occurs, and its surface takes the form of a “slat,” which brings the test conditions closer to the actual conditions observed during a storm. wells. The cyclical nature of the load applied to sample 9 causes them to be subjected to alternating bending, which will allow to evaluate their durability under conditions of impact-abrasive wear and the effect of cyclically varying loads.

При испытании периферийного ряда зубьев шарошек бурового долота абразивный круг 23 выполнен с выступом (фиг. 1), к которому осуществляется прижатие тыльной части образца 9 за счет усилия, создаваемого пружиной 12 при. помощи гаек 13 (винт 18 откручен, что создаёт возможность перемещения оправки 8 с образцами 9 по приводному валу 6, в результате вращения оправки 8 с образцами 9 по приводному валу 6). В результате вращения оправки 8 с образцами 9 происходит их взаимодействие с абразивным кругом 23, как показано выше, . плюс трение тыльной поверхности образца 9 о выступ абразивного круга, что способствует истиранию поверхности .When testing the peripheral row of teeth of the drill bits of the drill bit, the abrasive wheel 23 is made with a protrusion (Fig. 1), to which the back part of the sample 9 is pressed due to the force generated by the spring 12 at. help nuts 13 (screw 18 is loosened, which makes it possible to move the mandrel 8 with samples 9 along the drive shaft 6, as a result of rotation of the mandrel 8 with samples 9 along the drive shaft 6). As a result of the rotation of the mandrel 8 with the samples 9, they interact with the abrasive wheel 23, as shown above,. plus friction on the back surface of sample 9 on the protrusion of the abrasive wheel, which contributes to abrasion of the surface.

Claims

Claim

Installation for testing bits of bits for impact-abrasive wear in alternating bending conditions, containing a base, racks fixed on it, designed to accommodate the test cones in them, rolling rotation drive, radial loading unit mounted on racks with the possibility of free movement on them and the drummer interacting with the roller cutter, in order to bring the test conditions closer to the real ones, the drummer is made in the form of a plane-level abrasive wheel that interacts with the process tests with the roller cutter, and the installation is equipped with a host .osevogo loading.