一種聚晶金剛石複合片抗衝擊性能檢測設備的製作方法

2023-05-08 01:33:19 1

本實用新型屬於超硬材料領域，具體涉及一種聚晶金剛石複合片抗衝擊性能檢測設備。

背景技術：

PDC(聚晶金剛石複合片)作為切削工具,被廣泛地應用於油氣鑽井作業中。在鑽井過程中,由於軸向力和水平切削力的聯合作用、鑽具與孔壁的摩擦、鑽杆柱的彎曲、孔底不平及殘留巖粉、鑽機振動等因素的影響,使得鑽頭上的PDC受到極大的衝擊力。PDC抗衝擊性能反映了複合片的韌性和粘結強度,是一綜合性指標,也是決定其使用效果好壞的關鍵所在。

潛孔鑽頭用球齒聚晶金剛石複合片在工作過程中承受高頻次衝擊，其抗衝擊性能要求更高。目前，專門針對球頭複合片抗衝擊檢測而設計的檢測機器不是很多，並且存在以下不足：（1）一般的檢測機檢測方法比較單一，不能對球頭複合片進行多角度性能檢測；（2）一般檢測機的衝擊刀刃採用整體化結構，磨損快，刀刃作為易損件，更換批次較高且刀刃費用較高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種針對球頭形聚晶金剛石複合片進行抗衝擊性能檢測的檢測設備，用以解決上述技術問題 。

本實用新型採用的技術方案是：一種聚晶金剛石複合片抗衝擊性能檢測設備，包括底座、支架、裝夾定位裝置、擺錘衝擊裝置、動力傳送裝置和掛擺錘裝置；所述的裝夾定位裝置安裝在底座上；所述的擺錘衝擊裝置設置在裝夾定位裝置的上方；所述的動力傳送裝置固定在支架上；所述的擺錘衝擊裝置的一端通過壓緊螺栓固定在動力傳送裝置上，另一端可與裝夾定位裝置上的被測樣品接觸；所述的掛擺錘裝置設置在動力傳送裝置上方,用於固定擺錘衝擊裝置。

進一步，所述的裝夾定位裝置包括水平夾具、垂直夾具和切向夾具，並通過內六角螺栓固定在底座上。

進一步，所述的擺錘衝擊裝置包括擺錘、搖臂、掛鈎和螺孔，所述的搖臂的兩端分別為擺錘和螺孔，掛鈎設置在搖臂的中部。

進一步，所述的擺錘包括定位銷、固定螺栓、固定塊、左固定板、右固定板和衝擊刀刃；所述的衝擊刀刃包括有衝擊塊及鑲嵌在衝擊塊上的衝擊墊塊；所述的衝擊刀刃固定在固定塊上，用定位銷將左固定板和右固定板定位在固定塊上。

進一步，所述掛擺錘裝置包括動觸片、動觸銷、電磁鐵、壓縮彈簧；所述的動觸銷上套有彈簧，電磁鐵控制動觸片運動；所述的掛擺錘裝置用於固定掛鈎。

本實用新型採用微機控制，可在微機測控系統中設定衝擊能量、衝擊次數及提升角度等。在擺錘提升高度後，其衝擊過程為：自動揚擺→衝擊→揚擺復位→衝擊→衝擊完畢。通過微機控制主電機轉動，同時經動力傳送裝置，將動力傳送給傳動軸，傳動軸帶動固定在其上的擺錘衝擊裝置進行單擺運動。擺錘在單擺運動時，對待測樣品進行衝擊，可在屏幕上直接得到待測樣品抗衝擊性能。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點：

（1）操作簡便，工作效率高；

（2）可對待測樣品進行0-90°剪切衝擊、水平衝擊、垂直衝擊，對聚晶金剛石複合片在使用中的受力情況，更加真實模擬；

（3）衝擊刀刃採用組合式，安裝簡單方便、成本低，所用衝擊墊塊硬度可進行調整，所以檢測結果更加真實可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是水平夾具的結構示意圖；

圖3是垂直夾具的結構示意圖；

圖4是45度夾具的結構示意圖；

圖5是擺錘衝擊裝置的結構示意圖；

圖6是擺錘衝擊裝置的側面結構示意圖；

圖7是衝擊刀刃結構示意圖；

圖8是掛擺錘裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型是一種利用擺錘的聚晶金剛石複合片抗衝擊檢測設備，該設備包括底座1、支架8、裝夾定位裝置2、擺錘衝擊裝置3、動力傳送裝置6和掛擺錘裝置7；其中，裝夾定位裝置2和支架8均固定在底座1上，在支架1上設有動力傳送裝置6，動力傳送裝置6驅動擺錘衝擊裝置3與裝夾定位裝置2上的被測樣品接觸，擺錘衝擊裝置3上設有掛鈎4，在該檢測設備完成檢測後，可將掛鈎4固定在動力傳送裝置上的掛擺錘裝置7上。

如圖2-4所示，裝夾定位裝置2分為三種不同方向的夾具，分別為水平夾具、垂直夾具和45度夾具；每一種夾具均通過內六角螺栓204固定在底座1上，夾具頂端通過螺栓205固定被測樣品。

如圖1和5所示，擺錘衝擊裝置3的具體結構包括擺錘301、搖臂302和掛鈎303。擺錘301固定在搖臂302的一端，搖臂302的另一端設有螺孔306，並通過壓緊螺栓5與動力傳送裝置6連接，掛鈎4設置在搖臂302的中部。擺錘通過301上設有定位銷304，並通過固定螺栓與搖臂相連。

如圖6和圖7所示，擺錘301由左固定板307、右固定板308、固定塊309和衝擊塊310組成，左固定板307和右固定板308之間設置固定塊309和衝擊塊310，衝擊塊310呈「凸」字形，衝擊墊塊311鑲嵌在衝擊塊310上，衝擊塊310的頂部設有衝擊刀刃。

如圖8所示，掛擺錘裝置5包括電磁鐵701、動觸片702、動觸銷703和壓縮彈簧704。掛擺錘裝置7的作用是同掛鈎4配合，檢測完成後將擺錘固定在檢測設備的上方，避免在更換檢測樣品過程中，擺錘落下，砸傷操作人員及損壞設備。在檢測完成後，掛擺錘裝置7與掛鈎4配合，動觸片702將掛鈎4掛住。觸動動觸銷703，電路斷電，壓縮彈簧704調整動觸銷行程。工作時，電磁鐵701通電，動觸片702移動，掛鈎4脫離，擺錘開始下落，檢測開始。

本實施例的工作過程為：待測樣品需進行45°抗衝擊性檢測時，待測樣品裝在夾具中，鎖緊入45°夾具的螺絲孔中，通過微機測控系統輸入待衝擊參數，經PLC控制裝置，對主電機等進行控制。首先，主電機轉動，經鏈傳動、渦輪蝸杆傳動，將力傳動給傳動軸並轉化成其轉矩帶動擺錘轉動到一定角度。其次，主電機以一定轉速進行轉動，通過動力傳送裝置使擺錘衝擊裝置獲得一定轉速。最後，擺錘下擺到最低點，衝擊刀刃對待測樣品進行衝擊。觀察，將待測樣品衝破時，所需要的衝擊能量即為其最大抗剪切力。

最後應當說明的是：以上實施例僅用以顯示和描述本發明的基本原理、主要特徵和本實用新型的優點，所屬領域的普通技術人員應當了解，本實用新型不受上述實施例的限制，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。