Рабочий инструмент горных машин, страница 6

В общем случае при резании затупленным резцом

;

.

Поскольку , , ,  получим

;

;

,

где  Y₁              – отжимающая сила;

        N_б.п и N_б.л – силы, действующие по нормали к правой и левой боковым поверхностям резца;

        j                – угол наклона боковых граней резца;

        m_x и m_y       – коэффициенты трения задней и боковых поверхностей резца об уголь;

        m                – коэффициент трения разрушаемого угля о переднюю поверхность резца.

В частном случае при резании острым резцом

;

,

Где  Z_о и Y_о      – силы резания и подачи на остром резце;

        X_п.о и X_л.о – силы, действующие на правую и левую боковые поверхности острого резца;

        U_1.о            – отжимающая сила на остром резце.

Поскольку определение боковых сил и, особенно, коэффициентов трения затруднительно, предложено использовать выражение

.

Коэффициент сопротивления резанию f' равен отношению сил трения по задней и боковым граням к отжимающей силе. Вследствие этого

; .

С учетом  и  имеем

.

Представление силы резания в виде этой зависимости позволяет базировать расчеты на достоверных данных, определяемых экспериментально с помощью тензодинамометров.

1.5.3.  Параметры разрушения резанием и виды резов

Процесс разрушения массива резцом характеризуется толщиной среза h и шириной среза, или шагом резания t (рис. 11), которые называются параметрами разрушения и которые оказывают существенное значение на силовые и энергетические показатели процесса резания.

Рис. 11. Основные элементы реза

Толщина среза h – это заглубление резца при его подаче на забой, измеренное по нормали от предыдущей линии резания.

Средняя ширина среза t_ср – это средняя ширина борозды, образовавшееся за один проход резца при установившемся режиме резания.

Угол бокового развала y – это угол между боковой поверхностью борозды резания и плоскостью, проходящей по оси резца и перпендикулярной поверхности забоя. y = 25¸85⁰. Для вязких углей его значения меньше, чем для хрупких. С уменьшением толщины среза h значение y увеличиваются, кроме того, значения y увеличиваются при резании в щели.

В зависимости от величины h и t, их соотношения, числа и взаимного расположения поверхностей обнажения различают следующие основные виды резов (рис. 12).

Рис. 12. Виды резов

Щелевой рез (см. рис. 12а). Развал борозды отсутствует, резец работает в тяжелых условиях, усилия и энергозатраты максимальны.

Угловой рез (см. рис. 12б). Резание производится в кутке, когда развал борозды возможен только в одну сторону.

Блокированный (эталонный) рез с выровненной поверхностью (см. рис. 12в). Развал борозды возможен в обе стороны. При работе исполнительных органов такой рез не наблюдается, так как после резания поверхность забоя неровная, и принимают его лишь для сравнения с другими формами реза.

Полублокированный повторный рез (см. рис. 12г). Степень обнажения забоя в этом случае больше, чем в рассмотренных вариантах (две плоскости обнажения).

Шахматный рез (см. рис. 12д). Представляет собой разновидность полублокированного повторного реза, когда четные резцы чередуются с нечетными. Особых преимуществ перед предыдущей схемой эта схема не имеет.

Свободный рез (см. рис. 12е). При трех обнаженных плоскостях ширина стружки близка к ширине режущей части резца. Установившейся режим возникает в сочетании с щелевым резом.

Тангенциальный рез (см. рис. 12ж). Отличается от полублокированного повторного реза расположением оси резца под углом j к поверхности разрушения. При правильно выбранных параметрах h', t, j значительная часть реза скалывается под действием силы F, приложенной по нормали к верхней боковой грани резца. Удельные энергозатраты меньше, чем у остальных форм резов.