Исследование взаимовлияния нагрузок на резцах при различных параметрах разрушения угля

Выполнены исследования взаимодействия силовой нагруженности рядом расположенных резцов, направленные на совершенствование определения спектров действующих нагрузок на исполнительных органах комбайнов. Исследования проводились при резании углецементных блоков на продольно-строгательном станке и на полноразмерном стенде при работе комбайна. В качестве параметров резания были приняты шаг резания, расстояние между резцами в направлении скорости резания и толщина стружки. Было установлено, что мгновенные значения усилий резания на соседних резцах при их взаимном расположении, как при постоянной, так и при переменной толщине стружки, линейно не коррелируют друг с другом, что объясняется наличием расстояния между резцами в направлении скорости резания, в результате чего фронт деформаций от последующего резца достигает зоны действия опережающего резца с определенным запаздыванием. Установлено наличие взаимовлияния усилий резания во времени, проявляющегося в том, что изменение нагрузки на одном резце в результате реализации крупного скола с образованием передового выкола способствует сколообразованию на другом резце по истечении времени запаздывания. Взаимовлияние во времени усилий резания на соседних резцах носит периодический характер и наиболее полно проявляется при отношениях параметров схемы резания, близких к оптимальному.

Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Исследование взаимовлияния нагрузок на резцах при различных параметрах разрушения угля // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 5. – С. 133–143. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_5_0_133.

Линник Юрий Николаевич¹ — д-р техн. наук, профессор, профессор,
Линник Владимир Юрьевич¹ — д-р экон. наук, доцент, профессор, e-mail: vy_linnik@guu.ru,
¹ Государственный университет управления.

Линник В.Ю., e-mail: vy_linnik@guu.ru.

1. Позин Е. З., Меламед В. З., Тон В. В. Разрушение углей выемочными машинами. — М.: Недра, 1984. — 288 с.

2. Позин Е. З., Головашкин Ю. В. Выбор эффeктивных схем расстановки резцов для шнековых исполнительных органов комбайнов // Уголь. — 1978. — № 2. — С. 46—51.

3. Моделирование разрушения углей режущими инструментами / Под ред. Ю. Д. Красникова. — М.: Наука, 1981. — 181 c.

4. Линник Ю. Н., Жабин А. Б., Линник В. Ю., Поляков А. В. Оценка влияния отказов резцов и резцедержателей на показатели эффективности работы угледобывающих комбайнов // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2018. — № 2. — С. 247—263.

5. Шабаев О. Е., Бредун И. И. Техническая диагностика резцового исполнительного органа проходческого комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 9. — С. 94—101. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-9-0-94-101.

6. Захаров В. Н., Линник Ю. Н., Линник В. Ю., Жабин А. Б. Оптимизация параметров исполнительных органов угледобывающих машин // Горный журнал. — 2020. — № 4. — C. 44—47. DOI: 10.17580/gzh.2020.04.11.

7. Габов В. В., Задков Д. А., Нгуен Кхак Линь Особенности формирования элементарных сколов в процессе резания углей и изотропных материалов эталонным резцом горных машин // Записки Горного института. — 2019. — Т. 236. — С. 153—161. DOI: 10.31897.2019.2.153.

8. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А. Сопоставление отечественных и зарубежных методов расчета усилий на лобовых дисковых шарошках при разрушении горных пород // Горный журнал. — 2018. — № 12. — С. 65—68. DOI: 10.17580/gzh.2018.12.13.

9. Zakharov V. N., Linnik V. Y., Linnik Y. N., Averin E. A. Loading of coal mining machine tools after change in spatial orientation of picks // Eurasian Mining. 2019, no. 1, pp. 40—42. DOI: 10.17580/ em.2019.01.10.

10. Габов В. В., Нгуен К. Л., Нгуен В. С., Ле Т. Б., Задков Д. А. Обоснование геометрических и режимных параметров шнековых исполнительных органов, обеспечивающих эффективность погрузки угля на забойный конвейер // Уголь. — 2018. — № 2. — С. 32—35. DOI: 10.18796/00415790-2018-2-32-35.

11. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. — М.: Наука, 1971. — 576 с.

12. Барон А. И., Ватолин Е. С., Койфман М. И. и др. Свойства горных пород при разных видах и режимах нагружения. — М.: Наука, 1984. — 276 с.

13. Jiang H. X., Meng D. G. 3D numerical modelling of rock fracture with a hybrid finite and cohesive element method // Engineering Fracture Mechanics. 2018, vol. 199, pp. 280—293. DOI: 10.1016/j. engfracmech. 2018.05.037.

14. Маметьев Л. Е., Хорешок А. А., Цехин А. М., Борисов А. Ю. Исследование взаимодействия режущего инструмента с угольным массивом // Горное оборудование и электромеханика. — 2018. — № 6. — С. 34—39. DOI: 10.26730/1816-4528-2018-6-34-39.

15. Liu W., Zhu X., Jing J. The analysis of ductile-brittle failure mode transition in rock cutting // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2018, vol. 163, pp. 311—319. DOI: 10.1016/j.petrol. 2017.12.067.

16. Rostamsowlat I., Richard T., Evans B. An experimental study of the effect of back rake angle in rock cutting // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018, vol. 107, pp. 224—232. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.04.046.

17. Liu Xiaohui, Geng Qi Effect of contact characteristics on the self-rotation performance of conical picks based on impact dynamics modelling // Royal Society Open Science. 2020, vol. 7, no. 5, article 200362. DOI: 10.1098/rsos.200362.

18. Qiao Shuo, Xia Jingyi, Xia Yimin, Liu Zaizheng, Liu Jinshu, Wang Ailun Establishment of coalrock constitutive models for numerical simulation of coal-rock cutting by conical picks // Periodica Polytechnica Civil Engineering. 2019, vol. 63, no. 2, pp. 456—464. DOI: 10.3311/ PPci.13084.

19. Zhou W. D., Wang H. T., Wang D. M., Zhang K., Du Y. H., Yang H. S. The effect of geometries and cutting parameters of conical pick on the characteristics of dust generation: Experimental investigation and theoretical exploration // Fuel Processing Technology. 2020, vol. 198, article 106243. DOI: 10. 1016/j. fuproc.2019.106243.

20. ОСТ 12.44.258-84. Комбайны очистные. Выбор параметров и расчет сил резания и подачи на исполнительных органах. Методика. — М.: Изд-во Министерства угольной промышленности СССР, 1985. — 108 с.