Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Элементы и параметры горнорежущих инструментов





 

Несмотря на значительное разнообразие горнорежущих инструментов, основные их элементы имеют много общего. К ним (рис. 2.2) относятся: рабочая часть (головка) 2, армированная твёрдосплавной вставкой 3, державка (корпус) 1, переходящая в хвостовик 4, предназначенный для закрепления инструмента на исполнительном органе.

 

 

Рисунок 2.2 – Элементы и параметры резцов:

а – радиальных; б – тангенциальных; в – буровых

 

Рабочая часть представляет собой клиновидное тело, ограниченное передней, задней и боковыми поверхностями, образующими в пересечении режущие кромки (лезвия) и вершину.

Различают три вида параметров резцов: конструктивные, установочные и рабочие или кинематические. Конструктивные параметры — это линейные и угловые размеры резца, в соответствии с которыми он изготовлен. Установочные — это параметры, характеризующие резец, установленный на исполнительном органе. Рабочие — это параметры, которые резец имеет в процессе работы.

Основные параметры резцов выемочных машин регламентированы типоразмерным рядом: «Резцы для угольных комбайнов. Типы и параметры. Основные размеры хвостовиков резцов и гнезд для них». Проекты типоразмерных рядов разработаны для резцов проходческих комбайнов и буровых.

Резцы угольных и проходческих комбайнов подразделяют на радиальные и тангенциальные. Ось державки радиальных резцов перпендикулярна к линии резания; тангенциальных — она составляет острый угол с линией резания. Схема расположения оказывает влияние на конструкцию резца и его крепление на исполнительном органе.

В качестве главного параметра принят осевой вылет Н (длина головки) резца — расстояние от режущей кромки до опорной поверхности или места заделки. Осевой вылет резца определяет максимально возможную толщину стружки и допустимую производительность машины. Другие параметры: Нх - длина хвостовика; Нт.к — конструктивный тангенциальный вылет — расстояние от вершины резца до оси державки; площадь сечения хвостовика, характеризуемая размерами сторон А и В или диаметром d; ширина режущей кромки b — проекция режущей кромки на плоскость резания; угол заострения δ; задний конструктивный угол αк.



Установочные параметры определяются относительно плоскости (линии) резания. Главным установочным параметром тангенциального резца является радиальный вылет . Остальные параметры, зависящие от угла установки, — задний угол а — и тангенциальный вылет НТ — определить не сложно.

Главным параметром бурового резца принят диаметр D— удвоенное расстояние от оси вращения оо до наиболее удаленной точки режущей кромки. Другие основные параметры: высота пера НП — расстояние от вершины пера до соединения с хвостовиком или корпусом резца; раствор d — диаметр окружности, проведенной между крайними точками внутренних боковых передних граней; длина резца Нрез; угол конусности корпуса резца ε. Со штангой буровые резцы соединяются плоскими или цилиндрическими хвостовиками, конусными или резьбовыми гнездами. Согласно методике расчета, разработанной канд. техн. наук Н. Н. Буренковым, рабочая часть резца (рис. 2.3), совершая движение относительно системы отсчета XYZ, режущей кромкой формирует поверхность резания.

 

Рисунок 2.3 - Геометрические параметры стержневого резца

 

Элементами рабочей части в окрестности произвольно взятой точки М являются: передняя грань — плоскость, касательная к передней поверхности резца; задняя грань — плоскость, касательная к задней грани резца; конструктивная секущая плоскость — плоскость, перпендикулярная к режущей кромке или к передней и задней граням. Двугранный угол δ, заключенный между передней и задней гранями, называется углом заострения. Ориентация передней и задней граней в пространстве определяется векторами (нормалями) В и А в направляющих косинусах углов к осям системы XYZ. Плоскость, касательная в точке М к поверхности резания, называется плоскостью резания. Перпендикуляр N,восстановленный к плоскости резания, есть вектор нормали к поверхности забоя в точке М. Плоскость, образованная векторами v и N, называется рабочей секущей плоскостью. Плоскость, перпендикулярная к вектору мгновенной скорости v точки М, называется нормальной плоскостью. Ориентация плоскости резания определяется вектором N в направляющих косинусах углов к осям XYZ нормальной плоскости — вектором v, рабочей секущей плоскости — вектором W, полученным от пересечения плоскостей резания и нормальной, а вектор W находят как векторное произведение W=v*N. На пересечениях рабочей секущей плоскости с передней и задней гранями будут соответственно векторы Q и U.

Рассмотрим углы в рабочей секущей плоскости (РСП), называемые рабочими.

Рабочий угол заострения δр — угол между Q и U. Рабочий задний угол αр — угол между U и — v;у горных инструментов обычно составляет 5—20°. Не рекомендуется слишком увеличивать его при переднем положительном угле, так как это приводит к снижению прочности режущей части. При переднем, отрицательном угле, как показали исследования, его можно увеличивать до 30° без особого ущерба для прочности. Площадки износа в этом случае растут менее интенсивно.



Углом резания γ называется угол между Q и — v. С его увеличением возрастает сопротивление горной породы резанию, особенно при углах, больших 90°.

Рабочий передний угол — угол между N и Q. Он оказывает большое влияние на износостойкость и прочность рабочей части и заметное влияние на энергозатраты при резании горных пород. В зависимости от знака выражения βp=90°— γ он может быть положительным, нулевым и отрицательным.

При создании резцов находят такие значения конструктивных и установочных параметров, которые при работе инструмента обеспечивали бы прочность режущей части и эффективное разрушение забоя. Практикой в зависимости от крепости горных пород установлены рациональные значения угла заострения δ и рабочего переднего угла, характеризующих прочность режущей части: мягкие — δ = 60÷65; βp = 0÷10°; средней крепости — δ = 65÷70°, βp = —5÷0°; выше средней крепости — δ = 70÷90°, βp = - 25÷ - 10°;

Для вычисления рабочих углов предлагается аналитический метод расчета, позволяющий способом перебора вариантов с помощью ЭВМ определить рациональные значения конструктивных и установочных параметров.

Вначале составляют уравнение движения точки М, которое в общем виде можно записать так:

(2.1)

где а1, а2, … , аk — конструктивные параметры рабочей части резца; b1, b2, .... bi — установочные параметры резца; с1, с2, ..., ст — установочные параметры исполнительного органа на машине; ω1, ω2, … , ωn— угловые скорости исполнительного органа, стрелы и т. д.; v — скорость перемещения машины относительно неподвижной системы координат XYZ; ξ — параметр, определяющий положение исследуемой точки М на режущей кромке; t — время.

Ориентация векторов В и A в пространстве XYZ:

(2.2)

 

где МхПх — результирующая матрица поворота системы координат армирующей вставки хПуПzП к XYZ, которая получается как произведение необходимого числа элементарных матриц поворотов; BхП, AхП ориентация векторов В и А в направляющих косинусах углов к осям хПуПzП.

Затем находят частные производные от уравнений (2.1).

Ориентация вектора мгновенной скорости точки М в направляющих косинусах углов к осям XYZ:

Ориентация вектора нормали к поверхности забоя в точке М:

где:

 

 

Найдем ориентацию векторов W, Q, U (как векторные произведения соответствующих векторов):

 

 

 

Рисунок 2.4. Общий вид (а) и конструктивные параметры (б) резца РП – 42 и армирующей пластинки

 

Рабочие углы в РСП вычисляют по формулам:

 

 

Из приведенного метода расчета видно, что формулы (2.3) — (2.14) являются общими и могут быть представлены в виде подпрограммы, а формулы (2.1) — (2.2) необходимо находить, исходя из конфигурации армирующей пластинки, установочных параметров резца и кинематической схемы машины. При расчетах на ЭВМ следует пользоваться стандартными программами действия с матрицами.

Рассмотрим в качестве примера расчет рабочих углов бурового резца РП-42 (рис. 2.4, а), предназначенного для сверления пород выше средней крепости (6 < f < 12).

Составим уравнения движения произвольной точки М на режущей кромке (рис. 2.4,б):

 

где

 

 

Найдем частные производные уравнений движения по t и по ξ:

 

 

После дифференцирования разрабатываем алгоритм вычисления βр и αр; заложив в него циклы изменения интересующих нас конструктивных параметров, например Z0n и β, учитывая, что формулы (2.3) — (2.14) одинаковы для любых форм режущей части.

При расчетах постоянными были приняты следующие конструктивные параметры: ω = 32,2 рад/с; vn = 0,025 м/с; β = —20°; βп = 30°; rк = 6 мм; x0n=10 мм; с= 11 мм; β = 80° на круглой части и β = 75° на прямолинейной кромке. Два варианта результатов вычислений, наиболее близкие к рациональным значениям рабочих передних и задних углов, приведены на рис. 2.5.

 

 

Рисунок 2.5 – График изменения рабочих передних βр и задних αр углов резца РП – 42 при Z0n = - 1 мм и подаче 6 мм/об

 

Из графиков следует, что в точках режущих кромок, близлежащих к оси вращения, рабочие передние углы имеют положительные значения, а рабочие задние углы — отрицательные. Это означает, что режущая часть находится в. контакте с забоем шпура задней поверхностью. Такие условия предполагают наличие поломок в виде сколов по передней грани, кстати, подтвержденных производственными испытаниями резцов РП-42. С целью устранения поломок в рассматриваемой части армирующей пластинки были выполнены фаски под углом 20° к передней грани и под углом к оси резца. В результате значения передних рабочих углов стали рациональными, а поломки прекратились.

 








Date: 2016-02-19; view: 213; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 year. (0.009 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию