Глава 1

Экспериментальное определение боковых сил Х_и и АГ_Л, а также коэффициентов трения в направлении соответствующих осей координат \i_y и ц_х крайне затруднительно, и поэтому вто­рое и третье слагаемые в уравнении (1.14) силы резания заменяется приведенным значением

/' Г, =Ц,Г,+»*■(**.+**). ₍₁.17)

где / Tj= 0,38 - 0,44 - коэффициент сопротивления резанию, представляющий собой от­ношение суммы сил трения по задней и боковым граням резца об уголь к отжимающей силе Y_u причем меньшие значения принимаются для углей высокой сопротивляемости резанию. Следовательно, сила резания может быть определена из выражения

Z = Z_n+f Y_t, (1.18)

При резании с выровненной поверхности острым эталонным резцом (Ь = 20 мм, д ~ 50°) в первом приближении можно пренебречь силами трения по задней и боковым граням, и тогда

Z₀=Z_n=Ah. (1.19)

Площадь сечения снимаемой стружки в эталонном режиме резания (см. рис. 1.12, в)

S=M + ft²tg\|/. (1.20)

Первое слагаемое в этой формуле определяет часть площади сечения среза, изменяю­щуюся пропорционально ширине резца, а второе слагаемое определяет часть сечения стружки, образующуюся за счет развала борозды резания. Угол бокового развала зависит от толщины стружки и показателя степени хрупкости пласта:

tgy = Eh-*-⁵, (1.21)

где А - показатель степени хрупкости пласта.

Таким образом, в окончательном виде выражение (1.20) можно записать:

S' = h(b + Eh⁰⁵). (1.22)

Изменение ширины резца от эталонной (20 мм) влечет и изменение силы резания. Влияние ширины резца на силу резания отражает уравнение

г = Ак(0_?35Ь₉ +0,3), (1.23)

где Ь_р - расчетная ширина режущей части резца.

Второй член этого уравнения показывает ту часть силы резания, которая затрачивается на образование бокового развала.

Эффективность процесса резания в обобщенном виде оценивается величиной удельных энергозатрат на разрушение породы:

W ZV_n Z

Я =- =—^= —, (1.24)

^w v sv_p s

где W - затраченная на разрушение энергия; V - объем разрушенной породы; Z - средняя сила резания; S - площадь сечения среза; V_p - скорость резания.

35

Глава 1

Подставляя в формулу (1.24) значения 5 (1.22) и Z (1.23), получим значение величины удельных энергозатрат процесса резания резцами любой ширины:

Н„ =А(0,35Ь_р +0,3)/(Ъ_Р +Eh"'⁵ ). (1.25)

Из выражения (1.24) определяется и средняя сила резания

0,35й +0,3

Z - А —ТТ-* ^h - <^L26)

b^+Eh^{0 s}

При повторном срезе в установившемся режиме S-th так как между соседними резами отсутствуют целики породы.

Учитывая, что сила резания на резце зависит от состояния и свойств разрушаемого мас­сива, геометрических параметров резца, параметров резания, усилие резания на остром резце в окончательном виде определяется по формуле (ОСТ12.44.258-84)

0,35Ъ_п +0,3 1

Z₀ =10А*_ОТ ' ^р t h к_ъ к, к_у к^—-, (1.27)

b_v+Ejh cosP

где Л_от~ коэффициент отжима угля;

к₃ -коэффициентобнажения забоя;

к_у - коэффициент влияния кинематического угла резания;

кф - коэффициент влияния формы передней поверхности режущей части резца;

к_цр - коэффициент влияния поворотного резца;

Р - угол наклона резца к направлению подачи машины.

Отжимающая сила на затупленном резце

„ 0,45£ „ „

Y_l=-f—-Z_QC_JlS,, (1.28)

где С_п - коэффициент пропорциональности между силами подачи на затупленном и

остром резцах;

S₃ ~ проекция площадки затупления резца на плоскость резания.

Сила подачи на затупленном резце

Y=Y₀+Y_X, (1.29)

0,45£ (9 Л

где F₀ = Z₀ 1-0,25 - сила подачи на остром резце;

Е-0,6 1^а_к +2 )

а_к - задний кинематический угол резца.

Боковая сила на резце, имеющем режущие кромки, при последовательной схеме резания

а при шахматной схеме резания

_{'""ЬЙгНт*- (U1)}

где кф _х- коэффициент влияния формы передней поверхности режущей части резца на боко­вую силу. 36