2.2 Средние значение сил резания и подачи при разрушении угольного пласта
Для определения сопротивления резанию на исполнительном органе сначала ведется расчет резания по каждой группе резцов.
Представим схему набора резцов на исполнительном органе:
Рисунок 2.2 – Схема набора резцов на исполнительном органе
Расчет усилий резания производится только для одного резца из каждой группы, причем принимается hi = hcp .
Средняя толщина среза hср , см, определяется в соответствии с выбранными скоростями подачи по следующим формулам:
;
Толщина среза для забойного резца hcp.з .
При большей скорости подачи :
При меньшей скорости подачи:
где
n = 62,5 об/мин - частота вращения шнека.
Средняя толщина среза кутковых резцов hcp.k определяется по следующим выражениям:
При большей скорости подачи:
При меньшей скорости подачи:
Так как на комбайне два рабочих органа, перемещающихся за счет одного и того же механизма перемещения, значения толщины среза для резцов последующего исполнительного органа вычисляются через известные значения толщины среза, для резцов предыдущего исполнительного органа по следующим выражениям:
;
Следовательно
.
Для определения средних усилий резания и подачи на первом рабочем органе воспользуемся выражениями:
;
.
где f/ = 0,38 – 0,44 - коэффициент сопротивления пласта резанию, причем меньшие значения принимаются для пластов высокой сопротивляемости резанию; принимаю f/ = 0,42.
αк.i - кинематический задний угол резца, град, вычисляется по формуле:
;
αi = 8 град – конструктивный задний угол резца, указывается в характеристике резца.
-
центральный угол между началом отсчета
и i -м
резцом в j-м
положении
исполнительного органа, град; Принимаю
.
Коэффициент отжима с учетом влияния механизированного крепления.
где
Взi =0,35м.- расстояние от обнаженной поверхности забоя до центрального резца.
Для забойных резцов:
Для кутковых резцов:
Здесь
- средний коэффициент отжима на кромке
забоя;
Коэффициент обнажения забоя для забойных и кутковых резцов вычисляется по формуле:
;
где
Кзi - коэффициент обнажения забоя; для крайних кутковых резцов принимается в пределах 1,1-1,25, причем большие значения принимаются при малой степени хрупкости угля.
ti =2,5(см) – ширина стружки, опредиляемая из схемы набора шнека.
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
где tопт.i - оптимальная ширина стружки, см.
;
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
-
оптимальный средний коэффициент
обнажения забоя при ti
= tопт.i
;
;
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
Коэффициент влияния кинематического угла резания на удельную энергию резания:
;
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
Кинематический угол резания резца, град, принимается для шнековых исполнительных органов:
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6 м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6 м/мин
δi =83 - конструктивный угол резца указывается в характеристике резца, град.
Сила резания для каждой группы резцов с учетом всех найденных коэффициентов, Н:
,
где
Kфi - коэффициет влияния формы передней поверхности режущей части резца на силу резания. Принимаю Kфi = 0,92.
Knpі - коэффициент влияния на силу резания поворотного резца. Принимаю Knpі=1.
Кфi = 0,92 – - коэффициент влияния формы передней поверхности режущей части резца на силу резания, для резцов с овальной и плоско-клиновидной передней поверхностью;
βі - средневзвешенный угол наклона резца к направлению подачи машины.
Для кутковых резцов βi =32º;
Для забойных резцов βi =0º;
Ар - средняя сопротивляемость пласта резанию в неотжатой зоне массива очистного забоя, Н/мм;
врi =1,3см- расчетная ширина режущей части резца, см, определяется в зависимости от формы режущей кромки и толщины стружки.
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
Кинематический задний угол резца αк.i, град, вычисляется для исполнительных шнековых органов:
;
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
αi - конструктивный задний угол резца;
Сп.i - коэффициент пропорциональности между силами подачи на затупленном и остром резцах:
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
Sз.i - проекция площадки затупления резца на плоскость резания, см2.
Кр.i = 0,7- коэффициент формы режущей кромки резца;
Δu.i.= 0,95 см - линейный износ по задней поверхности резца.
Результаты расчета сводим в таблицу.
Таблица 2.2. - Результаты промежуточных расчетов оптимального режима работы комбайна УКД 400
Группа резцов |
V м/с |
Z, H |
|
град |
|
|
Кутковые |
6 |
2182 |
0,42 |
6,65 |
1,13 |
0,86 |
3 |
1394 |
7,32 |
1,59 |
|||
Забойные |
6 |
1173 |
6,23 |
1,59 |
||
3 |
753 |
7,11 |
2,25 |
,
Среднее усилие резания и на і-й группе резцов:
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6 м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6 м/мин
Среднее усилие подачи и на і-й группе резцов:
Для забойных резцов при скорости подачи 3м/мин
Для забойных резцов при скорости подачи 6м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 3м/мин
Для кутковых резцов при скорости подачи 6м/мин
