Повышение эффективности применения поворотных резцов проходческих комбайнов выбором рациональных геометрических параметров инструмента

• Автор: Талеров, Михаил Павлович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА

1.1. Анализ способов разрушения пород при проведении горных выработок с помощью проходческих комбайнов

1.2. История создания и тенденции развития резцов проходческих комбайнов

1.3. Анализ условий применения поворотных резцов. Классификация горных пород по разрушаемое™

1.4. Конструкция поворотного резца и основы проектирования его режущей части

ВЫВОДЫ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫХОДА ПОВОРОТНОГО РЕЗЦА ИЗ СТРОЯ

2.1. Анализ возможных причин выхода поворотных резцов из строя
2.2. Обоснование целесообразности разработки методики расчета долговечности поворотных резцов
2.3. Методика расчета долговечности тангенциальных поворотных резцов и установления причин выхода их из строя
2.3.1. Определение исходных нагрузок и интенсивностей изнашивания резца
2.3.2. Статическая прочность режущей части поворотного резца
2.3.3. Усталостная прочность режущей части поворотного резца
2.3.4. Определение пути резания до наступления отказа резца
ВЫВОДЫ
3. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ВИДЫ ОТКАЗОВ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫХ ПОВОРОТНЫХ РЕЗЦОВ
3.1. Исходные данные для проведения вычислительных экспериментов
3.2. Исследование влияния на долговечность и вид отказа поворотного резца свойств разрушаемой породы
3.3. Возможные пути повышения долговечности тангенциальных поворотных резцов
3.4. Исследование влияния диаметра твердосплавной вставки на долговечность и вид отказа поворотного резца
3.5. Исследование влияния усталостных процессов на долговечность и вид отказа поворотного резца
3.6. Сопоставление расчетных данных с результатами промышленных испытаний тангенциальных поворотных резцов
ВЫВОДЫ
4. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПОВОРОТНЫХ РЕЗЦОВ
4.1. Метод технико-экономической оценки тангенциальных поворотных резцов
4.2. Новая конструкция тангенциального поворотного резца
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Проходческие комбайны избирательного действия со стреловидным исполнительным органом являются наиболее прогрессивным техническим средством проведения подготовительных выработок по породам средней крепости и абразивности. Эффективность их применения существенно зависит от характеристик используемого породоразрушающего инструмента. Так, при несоответствии геометрических, конструктивных и прочностных характеристик резцов физико-механическим параметрам горных пород наблюдается существенное снижение техникоэкономических показателей работы комбайна.
В связи с установившейся в последнее время тенденцией расширения области применения комбайнов избирательного действия на более крепкие породы возрастает и значимость выбора резцов с рациональными параметрами.
Сегодня большинство проходческих комбайнов избирательного действия в России и за рубежом оснащаются тангенциальными поворотными резцами. Широкое применение в отечественной практике они получили в середине 1970-х гг. с началом серийного выпуска резцов РКС-1. Научные исследования закономерностей процесса взаимодействия такого типа породоразрушающего инструмента с разрушаемой породой и разработка методик расчета его нагруженности и износостойкости широко проводились в ИГД им. A.A. Скочинского учеными Л.Б. Глатманом, Е.З. Позиным, Ю.Н. Коняшиным, В.М. Курбатовым, А.Н. Мельниковым, З.Ш. Кекелидзе, В.З. Нацвлишвили, К.Г. Чавчанидзе, Я.Л. Ципиным и др.
Впоследствии конструкция поворотного резца была существенно изменена, и в настоящее время ведущие зарубежные и отечественные фирмы по производству горнорежущего инструмента («Sandvik», «Kennametal», «Betek», «Element Six», «Горный инструмент» и др.) выпускают широкую номенклатуру резцов такого типа. Такое многообразие исполнений, а также отсутствие соответствующих научно обоснованных методик затрудняет выбор

рекомендации по определению значения этого коэффициента (см. рис. 3). Однако, несмотря на то, что исследования выполнены разными учеными при разрушении различных пород, результаты в большинстве случаев мало разнятся между собой, что впоследствии стало основанием выведения обобщающей зависимости в работе [43]:
Ка = 0,069*/ + 0,379. (1.2)
Рис. 3. ЗависимостьКа=/((1)х.
1 - по данным ОСТ 12.44.197-81 [46] =0,0577*7 + 0,4573),
2 - по данным работы [44] (= 0,0045*72 - 0,0467*7 +1,0544),
3 - по данным работы [45] (Кы = 0,0004*72 + 0,0554*7+,04683),
4 - по данным работы [29] (Ка = 0,0624*7 + 0,4512),
5 - обобщающая зависимость [43] - 0,069*7 + 0,379).
1 Примечание к рис. 3: расчетные зависимости Ка=ДсI) были уточнены путем аппроксимации экспериментальных данных источников с применением машинных методов.