Методы изучения абразивности горных пород

В 1971 году разработан и утвержден международный стандарт по вопросам трения и изнашивания - ГОСТ 16429-70.

Как, например, трактует это понятие «изнашивание» этот ГОСТ?

Изнашиваниеэто такое явление, когда при затрате энергии, равной работе сил трения, с поверхности твердого тела отделяются частицы и масса тела уменьшается, а результат изнашивания называетсяизносом.

Величина износа на единицу работы силы трения называется интенсивностью изнашиванияи определяется как отношение: ,

где ,

иногда ,

где W - износ;

- коэффициент трения;

А_т - работа трения ;

Р - нормальная нагрузка;

L - путь трения.

Часто для определения интенсивности изнашивания пользуются упрощенной формулой:

.

Величина износа в единицу времени называется скоростью изнашиванияи определяется по формуле:

,

где а - скорость изнашивания;

t - время опыта.

Учитывая условия работы породоразрушающего инструмента при изучении абразивных свойств горных пород, применяются следующие схемы изнашивания:

Рис. 45

1.Показатель абразивности горной породы определяется по формуле:

,

где W₁ и W₂ - масса коронки до и после бурения в г;

- проходка в м.

4. Исследования абразивного изнашивания и абразивности горных пород, выполненные на установках такого типа, наиболее полно описывают картину реального износа металла на забое. Нагрузка на кольцо подбирается по величине требуемой интенсивности нагрузки:

,

где Р - нагрузка на кольцо;

Р_в - нагрузка на единицу длины образующей кольца;

в - длина образующей кольца (ширина кольца.

Скорость скольжения определяется по формуле:

,

где V_c - скорость скольжения;

D - диаметр кольца;

n - частота взаимодействия.

Охлаждение производится технической водой. Расход этой воды производится по формуле:

Q = qS,

где q - удельный расход воды на единицу рабочей поверхности изучаемого объекта;

S - рабочая поверхность кольца.

За показатель абразивности принята скорость изнашивания (а). Скорость изнашивания - это толщина слоя металла, снимаемого при изнашивании с рабочей поверхности образца в единицу времени.

Скорость изнашивания определяется по формуле:

,

где W - массовый износ образца металла;

n_м - плотность металла;

t₀ - время опыта.

В том случае, если износу подвергается кольцо, средняя удельная емкость может быть подсчитана по формуле:

Вт/мм²,

где М - средний момент трения за опыт в кгс×м;

n - скорость вращения кольца в об/ мин;

S - рабочая поверхность кольца в мм².

Скорость разрушения горной породы(d₀) можно определить по формуле:

,

где V_n - скорость подачи образца горной породы.

Коэффициент трения пары металл - горная порода определяется следующим образом:

,

где М - средний момент трения за опыт в кгс×м;

Р - нагрузка на кольцо,

D - диаметр кольца.

Лекция №11