Повышение прочности тангенциальных поворотных резцов горных очистных комбайнов

• Автор: Крестовоздвиженский, Павел Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 190 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ УГЛЕЙ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМИ ПОВОРОТНЫМИ 8 РЕЗЦАМИ
1.1. Условия эксплуатации тангенциальных поворотных резцов очистных § комбайнов
1.2. Конструктивные особенности горных ОЧИСТНЫХ комбайнов
1.3. Конструкция и область применения тангенциальных поворотных 25 резцов очистных комбайнов
1.4. Цели и задачи исследования
1.5. Выводы по главе
2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО - ДЕФОРМИРОВАННОГО 38 СОСТОЯНИЯ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЗЦОВ
2.1. Геометрия и кинематика движения тангенциальных поворотных 38 резцов
2.2. Силовое взаимодействие резцов с разрушаемой средой
2.3. Напряженно-деформированное состояние тела резца
2.4. Исследование и поиск оптимальных условий воздействия на 59 разрушаемую среду вставок различных геометрических форм
2.5. Выводы по главе
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В КОРПУСАХ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВОРОТНЫХ РЕЗЦОВ МЕТОДОМ 73 КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Методика исследования напряженного состояния тангенциальных 73 поворотных резцов
3.2. Определение напряженно-деформированного состояния тангенциального поворотного резца с применением метода конечных 78 элементов
3.3. Определение напряженного состояния твердосплавных вставок §2 тангенциальных поворотных резцов различных форм
3.4. Сравнительный анализ напряженного состояния крепежных устройств §7 тангенциальных поворотных резцов
3.5. Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ 91 ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВОРОТНЫХ РЕЗЦОВ
4.1. Выбор рациональных геометрических параметров тангенциальных 9} поворотных резцов
4.2. Разработка твердосплавной вставки в виде эллипсоида вращения

4.3. Оценка параметров износостойкости резца и выбор рациональных юО материалов
4.4. Применение составного тангенциального поворотного резца ' ^
4.5. Выводы по главе I
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ШАХТНЫХ ИСПЫТАНИЙ НОВЫХ ВИДОВ
ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВОРОТНЫХ РЕЗЦОВ
5.1. Условия применения тангенциальных резцов на шахтах Кузбасса 1
5.2. Обобщенная методика приемо - сдаточных испытаний по jj5 показателям прочности и износостойкости
5.3. Анализ результатов шахтных испытаний
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Индустриальным способом добычи угля в мировой практике является механический способ с применением высокопроизводительных шнековых очистных 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 шнеков осуществляется через ограниченное количество резцов, последние оказываются высоконагружен-ными.
В связи с этим задача повышения прочности и износостойкости резцов, очистных шнековых 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.
Благодаря использованию современных методов моделирования взаимодействия резцов с угольным массивом становится возможным решать задачи по обоснованию оптимальных геометрических форм и материалов как непосредственно режущих элементов, так и корпусов резцов в целом, прочности которых посвящается настоящее исследование.
Цель работы состоит в разработке рекомендаций по созданию высокопрочного рабочего инструмента очистных комбайнов на основании изучения процессов его взаимодействия с разрушаемой средой.

Рис. 1.16. Конструкция ТПР с ребрами жесткости
1 - головная часть ТПР, 2 - ребра жесткости, 3 - хвостовая часть ТПР
Применение ребер жесткости обеспечивает резцу лучшее проникновение в массив (за счет уменьшения поперечного сечения) и благодаря наличию кромок (ребер), к более интенсивному вращению в резцедержателе, за счет работы сил трения и внецентренности нагружения.
Таким образом, несмотря на наличие ГОСТов на конструкции резцов и достаточно большого опыта их эксплуатации (более 30 лет), нет оснований утверждать, что возможности их исчерпаны. Напротив, именно в совершенствовании конструктивных элементов резцов заложены серьезные резервы увеличения их стойкости, и как следствие, производительности очистного комбайна.
1.4. Цели и задачи исследования
Приведенный в предыдущих параграфах обзор известных исследований, касающихся процессов разрушения углей тангенциальными поворотными резцами, и направлениями на совершенствование способов разрушения и конструкций тангенциальных резцов, позволяет сформулировать цель и ряд новых важных для горного дела задач.