Виды, элементы и параметры резцов

Резцы горных машин работают в тяжелых условиях: усилия резания неравномерны и зачастую в 5—8 раз и более превышают средние; свойства горных пород, разрушаемых резцами, неод­нородны и изменчивы; скорости подачи машины неравномерны; замена резцов затруднена; повышенные температуры и др.

Поэтому к режущему инструменту, учитывая и массовость его изготовления, предъявляются высокие требования:

эффективное разрушение угля или породы при возможно меньших удельном расходе энергии, измельчении и пылеобразо-вании;

соответствие формы, размеров и геометрических параметров резца свойствам разрушаемой горной породы или угля, конструк­ции исполнительного органа машины и кинематике его работы;

прочность и износостойкость;

простота и надежность закрепления в резцедержателях, до­пускающие быструю и удобную замену при износе;

простота конструкции и технологии изготовления; возможность ваточки, восстановления и многократного использования; невысо­кая стоимость изготовления и эксплуатации;

возможность подвода воды в зону работы резца для пылепо-давления и охлаждения.

По виду резцы очистных комбайнов подразделяют на радиаль­ные и тангенциальные.

Радиальные резцы (рис. 9.1, й) устанавливаются в резцедержате­лях исполнительного органа по радиусу шнека или барабана. При

этом ось державки; резца пер­пендикулярна лини» резания.

Тангенциальные резцы (рие. 9.1, б) устанавливаются в резце­держателях под острым углом к радиусу. Они предназначены для крупного скола и приме­няются на очистных комбайнах при углях не выше средней кре­пости, так как при крепких уг­лях вследствие возникающих больших динамических усилий, комбайн теряет свою устойчи­вость.

Элементы резца (рис. 9.2), Резец состоит из державки, кото­рая представляет собой хвосто­вик 1 с головкой 2 — рабочей ча­ стью резца. Державка вставля-

Рис. 9.2. Элементы и конструктивные ^{ется своим} хвостовиком в гнездо
параметры резца резцедержателя и неподвижно

в нем закрепляется. Головка резца обычно армирована твердосплавной пластинкой 3 и характеризуется следующими элементами: гранями — перед­ней (поверхностью) К, задней L, двумя боковыми М, режу­щими кромками — главной режущей кромкой (лез­вием) N и боковыми режущими кромками Р.

Конструктивные геометрические параметры резца определя­ются при нерабочем состоянии резца, они используются при про­ектировании и изготовлении, указываются в технической харак­теристике. Главные конструктивные углы устанавливаются от­носительно плоскости резания DD при условии, что скорость подачи резца v_a — 0 и скорость резания v_p — 0.

Угол заострения у (рис. 9.3) — угол между передней и задней гранями резца. Чем меньше этот угол, тем острее режущие кромки, но меньше прочность резца. Обычно этот угол на резцах очистных комбайнов принимают в пределах 65—90^е, но чаще всего 75—80°.

Задний угол а — угол между плоскостью резания DD и касательной к задней грани резца в рассматриваемой точке ре-Рис. 9.3. Головка резца с нулевым (а), положительным (б) и отрицательным (в) передними угла* ми

жущей кромки. Его величина обычно находится в пределах 5—15°.

Угол резания б — угол между плоскостью резания DD и передней гранью резца. Он равен сумме углов заострения и заднего -и составляет обычно 80—90°. С увеличением этого угла усилие резания и энергозатраты увеличиваются, но резцы можно применять и при более значительном сопротивлении угля резанию.

Передний угол р — угол между передней гранью резца и плоскостью ОС, проходящей через режущую кромку перпендикулярно к плоскости^ резания DD. Передний угол может быть равен нулю, иметь положительное значение при р* > 0 и отрицательное при Р < 0. Резцы выемочных машин обычно имеют положительные значения переднего угла (5—15°), реже нулевые. При резании крепких пород резцы могут иметь отри­цательные передние углы. Резцы связаны между собой при поло­жительных значениях следующими зависимостями: а + Y + + (_±Р) = 90°; о + у = 6; Р = 90 - б.

Кроме этих главных углов резец характеризуется боко­выми, задними и передними углами, радиусом кривизны ре­жущей кромки в плане и углом наклона боковых режущих кро­мок. Боковой задний угол е (см. рис. 9.2) во избежание трения боковых граней резца об уголь обычно принимают в пределех 4—12°. Резец характеризуется также шириной главной режущей кромки и вылетом, т. е. расстоянием от режущей кромки до опор­ной поверхности резцедержателя. Вылет определяет максимально возможную толщину среза, которая у тангенциальных резцов больше, чем у радиальных.

Рабочие геометрические параметры резца. Резцы очистных ком­байнов в процессе резания обычно совершают два движения: в осевом направлении подачи (v_n), при котором резец внедряется в уголь, и в направлении, перпендикулярном подаче, что соот­ветствует скорости резания v_a (см. рис. 9.2). В результате сложе­ниях этих двух движений резец перемещается по линии реза­ния ВВ, составляющей с плоскостью DD угол 9. Этот угол опре­деляется из выражения

9 = arctg vjv_p.

Рабочий задний угол а_р = а — 9. Рабочий угол резания 6о= б — 0.

§ 2. Конструкции резцов, их изготовление и способы крепления

Конструкции резцов очистных комбайнов и врубовых машин, изготовляемые Краснолучским машиностроительным заводом, изображены на рис. 9.4.

Резцы ЗНЗ применяются на врубовых машинах «Урал-33», комбайнах «Темп-1» и «Кировец».

Резцы КБ-01 с конусным хвостовиком используются на бу­ровых коронках широкозахватных комбайнов 2КЦТГ, а также

 

 

на шнековых самозарубающихся исполнительных органах узко­захватных комбайнов. Пластинка твердого сплава ВК8В смещена к оси резца, в результате чего резец хорошо вписывается в круго­вую борозду с малым радиусом кривизны.

Резцы И90МБ имеют вылет 65 мм, скошенный торец хвосто­вика и паз в хвостовике державки для бесстопорного быстро­действующего крепления в резцедержателях. Применяются глав­ным образом на узкозахватных комбайнах.

Резцы ЗР4.80 с увеличенным до 80 мм вылетом отличаются от резцов ЗР2.80 формой пластинки твердого сплава. Резцы ЗР4.80 предназначены для очистных комбайнов, имеющих повышенную энерговооруженность и работающих при большом сечении среза; резцы ЗР2.80 — для комбайнов МК67М.

Резцы МК1 так же, как и УМК90, — двухлезвийные. Они предназначены для узкозахватных комбайнов типа МК67 с ис­полнительным органом в виде барабана на вертикальной оси. Комбайн работает по челноковой схеме с реверсом барабана без перестановки при этом резцов. Резцы крепятся в резцедержателях при помощи штифта, продеваемого через отверстие в хвостовике державки, и могут отклоняться в горизонтальной плоскости на 6—10°, что исключает одновременную работу второй режущей кромки.

Тангенциальные резцы. Т125 (с вылетом 125 мм) предназначены для узкозахватных комбайнов при работе на углях не выше сред­ней крепости.

Тангенциальные резцы РКС1 предназначены для работы на про­ходческих комбайнах, но применяются и на очистных.

При изготовлении державок резцов применяют высококачест­венную легированную сталь, например 35ХГСА или 40Х. После термообработки твердость головки резца составляет HRC = = 45-f-55 с постепенным снижением HRC = ЗЗ-МО у хвостовика в зоне крепления стопором.

По способу упрочнения режущей кромки почти все горные инструменты армируют пластинками или кернами из вольфрамо-кобальтовых сплавов, содержащих 90—94 % карбида вольфрама, который придает сплаву твердость, и 6—10 % кобальта, придаю­щего сплаву вязкость. Для армирования резцов выемочных машин обычно применяют крупнозернистые сплавы КВ8В и ВКИВК, имеющие твердость до 85—90 HRA, что значительно выше твер­дости самых твердых сталей.

Крепление пластинок из вольфрамокобальтовых сплавов в хо­рошо зачищенных пазах головок резцов осуществляется способом пайки. Для этого используют медно-цинковые припои с присад­ками никеля, марганца, кремния и других элементов.

Износ пластинки твердого сплава во время эксплуатации не должен превышать по режущей кромке 1—1,5 мм. Затупившиеся резцы подвергают заточке на специальных станках посредством кругов из карборунд-экстра или черного карборунда средней твердости. Заточку пластинки можно производить 3—4 раза.

Изношенные резцы, не подлежащие восстановлению на шахте, следует отправлять на централизованную базу, оснащенную автоматическими и полуавтоматическими линиями, для отбра­ковки и восстановления резцов. Резцы, которые не могут быть восстановлены, отправляются на переплавку.

Резцы крепятся на исполнительных органах машин в гнездах специальных резцедержателей / с помощью стопорных болтов 2 (рис. 9.5, а). Недостатками подобных креплений являются: дли­тельность замены резца (2—3 мин); быстрый износ и коррозия резьбы; неремонтоспособность при поломках; ненадежность креп­ления, приводящая к потерям резцов при работе. В последнее время резьбовое соединение в значительной мере вытеснено безрезьбовым, лишенным этих недостатков.

В качестве примера на рис. 9.5, б показано крепление резца в резцедержателе исполнительного органа комбайна «Темп». Устройство состоит из фиксатора / с четырехгранной головкой, которая вставлена во втулку 2 из упругого полиуретана. Эта втулка зафиксирована в осевом направлении пружинным коль­цом 3, вставленным в паз стального кольца 4, которое приварено к резцедержателю 5. При повороте фиксатора гаечным ключом на 180° его скошенный рабочий конец устанавливается заподлицо с гнездом резцедержателя и резец свободно извлекается из гнезда.

Быстродействующее крепление для резцов ЗР1.80, ЗР2.80 и других, имеющих пазы 6 с двух сторон хвостовика, показано на рис. 9.5, е. Резец / закрепляется в гнезде резцедержателя 2 металлическим валиком 3, который завулканизирован в рези­новом буфере 4. При установке резца под действием сил упругости деформированного буфера валик входит в паз 6 хвостовика и за­пирает резец. Из гнезда резец легко извлекается посредством ры­чага, который необходимо упереть в уступ 7 на державке.

 

 

Из других быстродействующих соединений следует отметить крепление 1ангенциальных резцов эластичной резиновой рамкой, которая надевается на кольцевую проточку 1 в шейке хвостовика державки (см. рис. 9.4).

Глава 10