Глава 9

РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ГОРНЫХ МАШИН

§ 1. 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

82

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.