УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
DEVICE FOR DETERMINING ENERGY CONSUMPTION FOR ROCK DESTRUCTION

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для исследования механических свойств горных пород, и может быть использовано для определения энергоемкости разрушения различных по крепости горных пород.
Известны различные устройства для определения энергоемкости разрушения горных пород, одним из которых является [1], представляющее собой копер, в котором на горную породу сбрасывается груз известной массы с известной высоты, а энергоемкость определяется как отношение энергии, затраченной на разрушение, к объему разрушенной породы.
Недостатком устройства [1] является низкая точность при определении энергии на разрушение горной породы.
Наиболее близким к заявляемому является устройство [2], включающее двигатель, счетчик электроэнергии, породоразрушающий инструмент и стакан для помещения образца горной породы, нижняя часть которого выполнена в виде поршня, взаимодействующего с силовым цилиндром, приводимым в движение маслонасосом.
Недостатком устройства [2] является конструктивная сложность, вызванная использованием гидравлической подачи образца горной породы, что требует наличия маслонасоса, системы маслопроводных труб, манометра и гидроцилиндра.
Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции устройства без ухудшения его характеристик, с возможностью реализации устройства на базе токарного станка с незначительной переделкой.
Решение задачи достигается использованием вместо гидравлического цилиндра реечной передачи, реализованной посредством толкателя, с размещенной на нем с двух сторон зубчатой рейкой, шестеренок, барабанов, размещенных с шестеренками на одном валу с каждой стороны, ремней, полиспастов и чашки для размещения груза.
На чертеже изображено предлагаемое устройство для определения энергоемкости разрушения горных пород.
Устройство состоит из двигателя 1, подключенного к сети через счетчик электроэнергии 2 и соединенного с породоразрушающим инструментом 3 через коробку передач 4. Породоразрушающий инструмент 3 при работе устройства взаимодействует с образцом горной породы 5, помещенным в стакан 6, нижняя часть которого выполнена в виде поршня 7. Шток поршня 7 соединен с толкателем 8 через упругий элемент 9, представляющий собой коническую пружину. Толкатель 8 взаимодействует с двумя шестеренками 10, находящимися в эвольвентном зацеплении с двумя зубчатыми рейками 11, размещенными на толкателе. Передача вращательного движения шестеренкам 10 осуществляется посредством ременной передачи, состоящей из четырех силовых ремней 12 и четырех барабанов 13. При этом барабаны 13 размещены на одном валу с каждой шестеренкой 10 по одному с каждой стороны, а каждый из четырех силовых ремней 12 одним концом закреплен на барабане 13, а другим на опоре шестеренки (на чертеже для двух ремней эти точки обозначены как A и B). Перемещение силовых ремней 12 осуществляется под действием четырех полиспастов 14, соединенных четырьмя передаточными ремнями 15 с чашей для груза 16 и позволяющих увеличивать усилие подачи породоразрушающего инструмента, определяемое количеством груза 17.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Испытуемый образец горной породы 5 помещается в стакан 6. Установкой передачи 4 и регулированием количества груза 17 в чашке 16 осуществляется задание скорости вращения породоразрущающего инструмента и величины его подачи на образец. Вычисление энергоемкости разрушения исследуемой горной породы осуществляется после полного разрушения образца 5 посредством деления энергии, затраченной на разрушение, определенной по счетчику электроэнергии 2, на объем разрушенной горной породы.
Источники информации
1. SU 415371, кл. E21C 39/00, 24.06.1974.
2. SU 964165, кл. E21C 39/00, 07.10.1982.