71 Способы выражения удельного сопротивления резанию и затрат мощности.

R -равнодействующая сил, действ. на резец со стороны разраб.породы

P_n=R_z – сила подачи

P_p=P_y - сила резания

Θ – передний угол, α-задний угол, γ- угол резания, β-угол заострения резца, h-глубина резания (толщина стружки). 1- уплотненная область породы перед резцом, 2- область породы находящаяся в деформир. состоянии.

Среднее значение силы резания зависит от большого числа факторов: Прочность г. п. , неоднородность ее свойств, углов резца и его геометрии, скорости резания, условий резания. Чаще всего на основании большого числа эксперим. исследований для определения силы резания используется ф-ла P_p=e_p*F

e_p- удельное сопротивление резанию, F-площадь попереч. сечения, снимаемого резцом куска породы.

Если ширина b, а глубина h, то F=bh. При снятии стружки прямоугольного поперечного сечения. Величина e_p как и P_p – зависит от св-в породы, геометрии и кинематики органа разрушения. Среди этих факторов наиб.влияние как показывают опыты имеют 2 фактора: прочность породы и толщина стружки, снимаемой резцом (глубина резания). Эту зависимость представляют в виде e_p=С_1*h^C2. С₁-коэф., учит.св-ва разрабатываемой породы, С₂- параметр учитывающий нелинейность изменения удельного сопротивления резанию. Величина уд.сопротиления резанию является осн. фактором для оценки энергоемкости процесса мех. разрушения г. п.

Если запишем e_p=P_p\F [Н\м²] , [Па ]. Умножим числитель и знаменатель на элемент.перемещение резца dl, то получим e_p=P_p*dl\F_*dl=dA\dV [Дж\м³] – удельные затраты работы.

Разделим теперь числитель и знаменатель правой части на dt

- удельные затраты мощности

72. Шнековые, барабанные и дисковые органы разрушения, толщина стружки.

При разрушении г.п. мех способом толщина стружки, снимаемой исполнительными органами зависит от их кинематики движения.вг.м. режущие элементы и.о. относительно совершают след. движения: одно поступательное; одно вращательное; два поступательных; два вращательных; поступательно-вращательное; поступательное +два вращательных; вращательное + два поступательных;

В зависимости от сочетания независимых перемещений толщина стружки может быть постоянной или переменной. В расчетную формулу для определения удельного сопротивления резанию чаще всего подставляют среднее значение толщины стружки. При постоянной толщине стружки её значение задается: в случае одного поступательного движения или определяется расчетом при двух поступательных движениях.

Дляи.о. типа цепного бара, ковшевой рамы, толщина стружки определяется следующим образом:

Для определения толщины стружки «h» рассмотрим треугольноикABC. В немAC=h;CB=λ, λ – перемещение ковшевой рамы цепного бара, за время между выходом двух смежных резцов из забоя:

а – шаг резцов;

u – относительная скорость резцов.

v- поступательная скорость рабочего органа;

т.к.

α – угол между горизонталью и направлением абсолютной скоростью резца. Для определения этого угла построим план скоростей резца:

На практике очень часто пользуются упрощенным вариантом этой формулы, которая имеет место в тех случаях, когда U>V.

Резец совершает сложное движение у которого одно поступательное и одно вращательное.

Толщина стружки меняется от 0 до hmax, при встречном фрезеровании или от hmaxдо 0 при попутном фрезеровании.

Где λ – перемещение фрезы за время между выходом из забоя двух смежных резцов.

h – толщина разрабатываемого слоя.

ω – угловая скорость вращения.

При использовании формулы число резцов в линии резания следует определить по формуле:

β – ширина захвата первого резца

K – общее число резцов на исполнительном органе.

B- Рабочая ширина захвата фрезы.

Ширину захвата первого резца следует определять с учетом развала бороздки или образуемой.

Различают отдельные случаи работы такой фрезы. При тонком разрабатываемом слое H<<D, величиной , можно принебреч, тогда:

При переменной толщине стружки в расчетах пользуются или максимальной толщиной стружки или средней. Средняя толщина стружки зависит от мощности разрабатываемого слоя породы. В тех случаях когда H<<D:

Т.к сечение стружки имеет форму близкую к треугольной. Если фреза работает полным диаметром или его половиной:

Во всех остальных случаях надо вычислять с учетом толщины разрабатываемого слоя. При работе цепного бара и ковшевой рамы процесс разрушения образуется за счет двух поступательных движений при работе цилиндрической фрезы за счет 1-ого поступательного и 1-ого вращательного движения. В настоящее время используемые рабочие органы в которых разрушение породы происходит за счет 1-ого поступательного и двух вращательных движений. Также широко используют рабочий орган типа шнек фрез, у которых г.п. не только разрушается но и транспортируется вдоль оси фрезы. Шнек-фрезы бывают 2-ух типов. У фрез первого типа резцы расположены на наружной поверхности витка. У фрез 2-ого типа режущая кромка является непрерывной, т.е. виток заточен для определенной толщины стружки.

Если рабочие органы типа рамы могут экскавировать полученные ископаемое 3-мя способами: продольное копание, поперечное копание, веерное копание.