Повышение износостойкости тангенциальных резцов проходческих комбайнов совершенствованием термической обработки при их изготовлении

• Автор: Бобров, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ПРОЦЕСА РАЗРУШЕНИЯ ПОРОД ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМИ ПОВОРОТНЫМИ РЕЗЦАМИ
1.1. Конструктивные особенности проходческих комбайнов
1.2 Области применения и конструктивные особенности тангенциальных поворотных резцов проходческих комбайнов
1.3. Анализ условий работы тангенциальных поворотных резцов проходческих комбайнов
1.4. Материалы, применяемые для изготовления резцов
1.5. Технология производства тангенциальных поворотных резцов и термообработка
Выводы
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ПОЛОМКИ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВОРОТНЫХ РЕЗЦОВ
2.1. Анализ результатов промышленных испытаний тангенциальных поворотных резцов
2.2. Обзор существующих способов повышения срока службы тангенциальных резцов
2.3. Механизм абразивного изнашивания тангенциальных поворотных резцов
2.4. Критерии абразивной стойкости тела резца
2.5. Результаты замера распределения твердости по длине резца
2.6. Анализ технологии термической обработки резцов при их изготовлении. Математическая модель процесса охлаждения головной части резца
Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И СТЕНДА ПО ИЗУЧЕНИЮ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛА ДЕРЖАВКИ РЕЗЦА

3.1. Конструктивные особенности стендов по экспериментальному изнашиванию металлических материалов
3.2. Экспериментальный стенд и методика для изучения абразивного износа металла тела тангенциального резца
Выводы
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ АБРАЗИВНОГО ИЗНОСА МАТЕРИАЛОВ ДЕРЖАВОК ПОРОДОРАЗРУШАЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
4.1. Структура, твёрдость и износостойкость материала державки после предлагаемой термической обработки
4.2. Износостойкость материалов, используемых для производства державок породоразрушающего инструмента
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Механический способ добычи угля связан в основном с применением проходческих комбайнов, вооруженных тангенциальными поворотными резцами. Несмотря на достаточно большую номенклатуру используемых в горном деле типов очистных комбайнов — не менее трех десятков конструкций, выпускаемых заводами различных государств, принципиально они отличаются незначительно. Основная часть установленной на комбайнах мощности приводов передается на разрушение углей через инструмент. В силу того, что одновременное непосредственное воздействие на забой от рабочего органа осуществляется через ограниченное количество резцов, последние оказываются высоконагруженными.
В связи с этим задача повышения прочности и износостойкости резцов проходческих комбайнов оказывается не просто актуальной, а одной из важнейших для угледобывающей отрасли. Исследования и рекомендации, направленные на совершенствование резцов угольных комбайнов, являются востребованными и могут способствовать целям повышения их производительности и уменьшения энергопотребления. Многое в обозначенном направлении уже достигнуто, однако возникающие новые задачи требуют изучения накопленных результатов по исследованию тангенциальных поворотных резцов и отыскания путей их дальнейшего совершенствования.
Изучение закономерностей изнашивания тела резца необходимо для разработки рекомендаций по увеличению срока его службы.
Значительный вклад в изучение процесса износа металлических материалов об абразивные породы внесли такие специалисты и ученые, как Л.И. Барон, Ю.А. Кузнецов, М.М. Хрущёв, М.А. Бабичев, Г.М. Сорокин, И.А. Леванковский, Л.Б. Глатман и другие.
Обширные исследования в области износа резцов проведены в ИГД им. Скочинского.
В результате проведённых исследований выбраны конструкционные материалы и необходимые режимы термической обработки, с применением которых разработаны резцы, обладающие достаточно высоким сроком службы. Как пока-

(если применяют компенсационные прокладки), пластинки припоя и твердого сплава. Подготовленное таким образом изделие вводят в индуктор и нагревают до полного расплавления припоя. После этого изделие выводят из индуктора, прижимкой центрируют по державке пластинку твердого сплава и прижимают ее к державке до затвердевания припоя, а боковые поверхности очищают от наплывов буры и припоя. Затем инструмент подстуживают до температуры 850—880 °С и производят термообработку. Если инструмент термообработке не подвергается (например, буровые резцы), то режущую часть резца помещают в сухой горячий песок до полного остывания, что предотвращает образование трещин в пластинках твердого сплава.
При пайке методом погружения пластинка твердого сплава предварительно закрепляется на державке с прессовкой технологического «усика» или конденсаторной сваркой. В таком виде резец устанавливают головкой вниз в держателе полуавтоматической установки .Установка сообщает инструменту непрерывное перемещение по кругу с заданной скоростью, а на отдельных участках — вверх и вниз. В процессе движения головка резца последовательно проходит сначала через щелевой индуктор, где нагревается до 1070—1100°С, а затем погружается в тигель с расплавленным припоем, покрытым сверху слоем расплавленного флюса.
Выйдя из тигля, резец остывает на воздухе до температуры закалки (880— 920 °С), освобождается из держателя и попадает по конвейеру в селитровую ванну. Температура расплавленных солей (KN03 —50% и NaN03 —50%) в ванне поддерживается в пределах 240—280 °С.
Применяют также ступенчатую изотермическую закалку, при которой резцы находятся в ванне 8—12 мин, откуда автоматически перегружаются в водяную промывочную ванну.
При пайке погружением смачивание паяемых поверхностей припоем происходят без доступа воздуха, заполнение зазоров производится не только в результате капиллярного эффекта, но и под действием гидростатического давления. Установка позволяет легко контролировать и регулировать все параметры процесса пайки. Все это обеспечивает высокое и стабильное качество паяного соединения.