RU2135768C1 - Cutting tool for mining machines (versions) - Google Patents

Cutting tool for mining machines (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2135768C1
RU2135768C1 RU98115152A RU98115152A RU2135768C1 RU 2135768 C1 RU2135768 C1 RU 2135768C1 RU 98115152 A RU98115152 A RU 98115152A RU 98115152 A RU98115152 A RU 98115152A RU 2135768 C1 RU2135768 C1 RU 2135768C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
holder
cutter
carbide
thickness
Prior art date
Application number
RU98115152A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.Д. Бондарев
Original Assignee
Бондарев Константин Дмитриевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бондарев Константин Дмитриевич filed Critical Бондарев Константин Дмитриевич
Priority to RU98115152A priority Critical patent/RU2135768C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2135768C1 publication Critical patent/RU2135768C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: cutting tool for mining machines has at least one plate from hard alloy brazed to holder fitted with tail part and cutting edge. Plate has thickness hpl meeting following relation
Figure 00000002
, where k is coefficient equal to 0.25-5.6; Epl is modulus of elasticity of material of plate, kg/sq.mm; Ehold is modulus of elasticity of material of holder, kg/sq.mm; σpl is temporary resistance to bending of material of plate, kg/sq.mm; σhold is temporary resistance to bending of material of holder, kg/sq.mm and length Lpl meeting following relation Lpl= k1•h 0,3 pl , where k1 is coefficient equal to 15.0-25.0. In this case holder has thickness hhold equal to hhold=(Lpl/2)•tgα in section corresponding to half-length of plate. Another version of cutting tool includes plate having variable thickness. EFFECT: decreased energy consumption for rock breaking and enhanced productivity of mining machine. 6 cl, 6 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности, а именно к режущим инструментам исполнительных органов горных машин, используемых преимущественно для разработки месторождений солей и углей без крепких включений. The present invention relates to the mining industry, namely to cutting tools of the executive bodies of mining machines, used mainly for the development of salt and coal deposits without strong inclusions.

При разработке режущего инструмента для разрушения некрепких сред - солей и углей без крепких включений - основной задачей является обеспечение возможно большего ресурса работы резца при одновременно возможно меньшей энергоемкости разрушения среды. When developing a cutting tool for the destruction of weak media - salts and coals without strong inclusions - the main task is to provide the largest possible resource for the cutter while at the same time the lowest energy consumption of the medium destruction.

Известен резец для горных машин (А.С. СССР N 605956), включающий державку - осесимметричный корпус с хвостовиком и головкой, образованной усеченным конусом вращения, и твердосплавную вставку в виде цилиндрического тела с конусным наконечником с рабочей стороны. При этом державка обычно выполнена из стали с временным сопротивлением изгибу, σ = 140-160 кг/мм2, а вставка - из сплава с временным сопротивлением изгибу σ = 160-175 кг/мм2.Known cutter for mining machines (AS USSR N 605956), including the holder - an axisymmetric body with a shank and a head formed by a truncated cone of rotation, and a carbide insert in the form of a cylindrical body with a conical tip on the working side. The holder is usually made of steel with a temporary bending resistance, σ = 140-160 kg / mm 2 , and the insert is made of an alloy with a temporary bending resistance σ = 160-175 kg / mm 2 .

Однако при вращении резца во время работы машины, прилегающая к твердосплавной вставке часть державки быстро истирается (вымывается). Твердосплавная вставка при этом обнажается и, когда обнажение составляет 8-10 мм по длине вставки, вставка, незащищенная материалом державки, от изгиба разрушается. However, when the cutter rotates during operation of the machine, the part of the holder adjacent to the carbide insert is quickly worn away (washed out). In this case, the carbide insert is exposed and, when the exposure is 8-10 mm along the length of the insert, the insert, which is not protected by the holder material, is destroyed from bending.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является взятый нами за прототип резец для горных машин (Инструмент режущий. Каталог Краснолучского машзавода, Изд-во "Ворошиловоградская правда", 1976, стр.17), содержащий державку, снабженную хвостовиком и головкой, которая по передней грани армирована пластинкой из твердосплавного материала (далее твердосплавной пластинкой), защищающей державку от вымывания. The closest in technical essence to the proposed one is the cutter for mining machines we took as a prototype (Cutting tool. Catalog of the Krasnoluchsk Machine Plant, Voroshilovogradskaya Pravda Publishing House, 1976, p. 17), containing a holder equipped with a shank and a head, which is located on the front the edges are reinforced with a plate of carbide material (hereinafter referred to as carbide plate), which protects the holder from leaching.

При этом рабочая часть твердосплавной пластинки выполнена с углом заострения 68-75 градусов. Державка выполнена обычно из стали марки 35ХГСА с временным сопротивлением изгибу σ = 160-165 кг/мм2, а твердосплавная пластинка выполнена обычно из материала с временным сопротивлением изгибу σ = 160-175 кг/мм2. Наиболее ранний резец, принадлежащий к резцам этой конструкции, марки И79Б имеет державку, выполненную толщиной 21 мм (здесь и далее по тексту под толщиной державки подразумевают размер державки в поперечном сечении, находящемся на половине длины твердосплавной пластинки в направлении, перпендикулярном основной ("паяной") плоскости твердосплавной пластинки), твердосплавную пластинку - толщиной 7 мм, длиной 22 мм и массой 26 г, и угол заострения α=75 градусов.In this case, the working part of the carbide plate is made with a sharpening angle of 68-75 degrees. The holder is usually made of steel grade 35KhGSA with a temporary bending resistance σ = 160-165 kg / mm 2 , and the carbide plate is usually made of a material with a temporary bending resistance σ = 160-175 kg / mm 2 . The earliest cutter belonging to the cutters of this design, brand I79B, has a holder made of a thickness of 21 mm (hereinafter, by the thickness of the holder means the size of the holder in a cross section half the length of the carbide plate in the direction perpendicular to the main (“soldered” ) the plane of the carbide plate), the carbide plate is 7 mm thick, 22 mm long and weighs 26 g, and the point angle α = 75 degrees.

Более поздний резец этой конструкции - резец марки ЗР1.80 имеет державку, выполненную толщиной 23 мм, твердосплавную пластинку - толщиной 9 мм, длиной 25 мм и массой 36 г, и угол заострения α=75 градусов. A later cutter of this design - a cutter of the ЗР1.80 brand has a holder made of 23 mm thick, a carbide plate - 9 mm thick, 25 mm long and weighing 36 g, and an angle of sharpening α = 75 degrees.

Еще более поздний резец этой конструкции - резец марки ЗР2.80 имеет державку, выполненную толщиной 19 мм, твердосплавную пластинку - толщиной 13 мм, длиной 30 мм и массой 86 г, и угол заострения α = 68 градусов. An even later cutter of this design - a cutter of the ЗР2.80 brand has a holder made in the thickness of 19 mm, a carbide plate - 13 mm thick, 30 mm long and 86 g in weight, and an angle of sharpening α = 68 degrees.

Однако у резца И79Б прочность твердосплавной пластинки недостаточна и имели место частые их поломки. Энергоемкость разрушения этим резцом высокая из-за большого угла заострения. However, with the I79B cutter, the strength of the carbide plate is insufficient and their frequent breakdowns took place. The energy intensity of the destruction of this cutter is high due to the large angle of sharpening.

У резца ЗР180 прочность твердосплавных пластинок также неудовлетворительна, хотя поломок меньше, чем у И79Б, и также высокая энергоемкость разрушения из-за большого угла заострения. With the ZR180 cutter, the strength of carbide inserts is also unsatisfactory, although there are fewer breakdowns than with the I79B, and also the high energy intensity of failure due to the large sharpening angle.

Резец ЗР2.80 имеет прочность выше, чем резец ЗР180. При работе по солям и углям без крепких включений поломки твердосплавных пластинок случаются реже, но все-таки имеют место. Cutter ЗР2.80 has a strength higher than cutter ЗР180. When working on salts and coals without strong inclusions, breakdowns of carbide inserts are less common, but still occur.

Кроме того, энергоемкость разрушения этими резцами остается неприемлемо высокой из-за большого угла заострения (68 градусов) и большой ширины (25 мм) массивной твердосплавной пластинки. In addition, the energy intensity of fracture by these cutters remains unacceptably high due to the large point angle (68 degrees) and the large width (25 mm) of the massive carbide plate.

Как видно из вышесказанного, в практике конструирования резцов имеется тенденция обеспечения прочности резца за счет увеличения толщины (у взятого нами за прототип резца -7,9 и 13 мм) и соответственно массы (26, 36 и 86 г) твердосплавной пластинки. As can be seen from the above, in the practice of designing cutters there is a tendency to ensure the strength of the cutter by increasing the thickness (we took for the prototype cutter -7.9 and 13 mm) and, accordingly, the mass (26, 36 and 86 g) of the carbide plate.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании резца, у которого изгибающую нагрузку принимает на себя державка, а не твердосплавная пластинка. The technical problem to which the invention is directed is to create a cutter in which the holder, and not the carbide plate, takes on the bending load.

Поставленная задача решается тем, что предлагается резец для горных машин, содержащий по меньшей мере одну пластинку из твердосплавного материала, спаянную с державкой, снабженной хвостовиком, и имеющий угол заострения α режущей кромки, в котором согласно изобретению пластинка выполнена толщиной hпл, мм, удовлетворяющей следующему соотношению:

Figure 00000003

где k - коэффициент, равный 0,25-5,6,
Eпл - модуль упругости материала пластинки, кг/мм2,
Eдерж - модуль упругости материала державки, кг/мм2,
σпл - временное сопротивление изгибу материала пластинки, кг/мм2,
σдерж - временное сопротивление изгибу материала державки, кг/мм2,
при этом державка в сечении, соответствующем половине длины пластинки, выполнена по меньшей мере толщиной hдерж, равной
Figure 00000004

где Lпл - длина пластинки, мм.The problem is solved in that a cutter for mining machines is proposed, comprising at least one plate of carbide material, brazed with a holder provided with a shank, and having a taper angle α of the cutting edge, in which according to the invention the plate is made with a thickness of h pl , mm, satisfying the following ratio:
Figure 00000003

where k is a coefficient equal to 0.25-5.6,
E PL - the modulus of elasticity of the plate material, kg / mm 2 ,
E hold - the modulus of elasticity of the material of the holder, kg / mm 2 ,
σ PL - temporary bending resistance of the plate material, kg / mm 2 ,
σ hold - temporary bending resistance of the material of the holder, kg / mm 2 ,
while the holder in the cross section corresponding to half the length of the plate is made of at least a thickness h holding equal to
Figure 00000004

where L PL - the length of the plate, mm

Предлагается также вариант резца для горных машин, содержащий по меньшей мере одну пластинку из твердосплавного материала, спаянную с державкой, снабженной хвостовиком, в котором согласно изобретению пластинка выполнена переменной толщины, уменьшающейся к режущей кромке, причем среднее значение толщины hпл, мм, удовлетворяет следующему соотношению:

Figure 00000005

где k - коэффициент, равный 0,25-5,6,
Eпл - модуль упругости материала пластинки, кг/мм2,
Eдерж - модуль упругости материала державки, кг/мм2,
σпл - временное сопротивление изгибу материала пластинки, кг/мм2,
σдерж - временное сопротивление изгибу материала державки, кг/мм2,
при этом державка в сечении, соответствующем половине длины пластинки, выполнена по меньшей мере толщиной hдерж, равной
Figure 00000006

где Lпл - длина пластинки, мм.A variant of a cutter for mining machines is also proposed, comprising at least one carbide plate soldered to a holder provided with a shank, in which according to the invention the plate is made of variable thickness, decreasing to the cutting edge, and the average thickness h pl , mm, satisfies the following the ratio:
Figure 00000005

where k is a coefficient equal to 0.25-5.6,
E PL - the modulus of elasticity of the plate material, kg / mm 2 ,
E hold - the modulus of elasticity of the material of the holder, kg / mm 2 ,
σ PL - temporary bending resistance of the plate material, kg / mm 2 ,
σ hold - temporary bending resistance of the material of the holder, kg / mm 2 ,
while the holder in the cross section corresponding to half the length of the plate is made of at least a thickness h holding equal to
Figure 00000006

where L PL - the length of the plate, mm

Предпочтительно пластинка выполнена длиной Lпл, мм, удовлетворяющей следующему соотношению: Lпл = k1 • hпл0,3, где k1 коэффициент, равный 15-25.Preferably, the plate is made with a length of L PL , mm, satisfying the following ratio: L PL = k 1 • h PL 0.3 , where k 1 coefficient equal to 15-25.

Угол заострения α выполнен предпочтительно удовлетворяющим следующему соотношению:
tgα = k2×h 0,25 пл ,
где k2 - коэффициент, равный 1,15-1,5.
The angle of sharpening α is made preferably satisfying the following ratio:
tgα = k 2 × h 0.25 pl ,
where k 2 is a coefficient equal to 1.15-1.5.

Угол заострения резца предпочтительно выполнен 40-60 градусов. The point angle of the cutter is preferably 40-60 degrees.

Твердосплавная пластинка выполнена предпочтительно толщиной 0,1 - 2,0 мм. The carbide plate is preferably made in a thickness of 0.1 - 2.0 mm.

Твердосплавная пластинка выполнена предпочтительно длиной 8-30 мм. The carbide plate is preferably made of a length of 8-30 mm.

Твердосплавные пластинки могут быть установлены относительно друг друга с зазором или без зазора. Carbide inserts may be mounted relative to each other with or without clearance.

Сущность изобретения заключается в том, что были установлены зависимости между свойствами используемых для изготовления резца материалов и оптимальной толщиной твердосплавной пластинки, толщиной этой пластинки и ее длиной, а также толщиной и оптимальным углом заострения резца, обеспечивающие достаточный (не менее трех) коэффициент запаса прочности твердосплавной пластинки, означающий, что при критических нагрузках, подаваемых на резец, при которых напряжения, возникающие в державке, будут разрушающими для нее, напряжения, возникающие в твердосплавной пластинке, будут составлять не более одной трети от разрушающих (n ≥ 3). The essence of the invention lies in the fact that the relationships were established between the properties used for the manufacture of the cutter materials and the optimal thickness of the carbide plate, the thickness of this plate and its length, as well as the thickness and optimal angle of sharpening of the cutter, providing a sufficient (at least three) safety factor for carbide plates, meaning that at critical loads applied to the cutter, at which stresses arising in the holder will be destructive for it, stresses arising in a carbide plate, will be no more than one third of the destructive ones (n ≥ 3).

Фактический коэффициент запаса прочности "n" твердосплавной пластинки для выбранных параметров hпл, Lпл, и α при необходимости определяется из следующего выражения:
n = hдерж/hпл • (Eдерж • σпл /(Eпл • σдерж).
The actual safety factor "n" of the carbide plate for the selected parameters h PL , L PL , and α, if necessary, is determined from the following expression:
n = h hold / h PL • (E hold • σ PL / (E PL • σ hold ).

Таким образом удалось создать резец, у которого изгибающую нагрузку принимает на себя державка, а не твердосплавная пластинка. Thus, it was possible to create a cutter in which the holder, and not the carbide plate, assumes the bending load.

При этом державка может быть изготовлена какой угодно толщины, чтобы принимать на себя изгибающую нагрузку с достаточным запасом прочности, но не менее чем Lпл/2 • tg α в сечении, соответствующем половине длины твердосплавной пластинки, начиная от острия, так как для реального резца наиболее уязвимым для изгиба сечением твердосплавной пластинки является, как показала практика, ее сечение на половине длины.In this case, the holder can be made of any thickness to take on a bending load with a sufficient margin of safety, but not less than L PL / 2 • tg α in the section corresponding to half the length of the carbide plate, starting from the tip, since for a real cutter The section of a carbide plate that is most vulnerable to bending is, as practice has shown, its section at half length.

Таким образом, исходя из приведенных выше соотношений, для реальных материалов, обычно используемых для изготовления подобных резцов, материалов, например, стали марки 35ХТСА, и твердого сплава марки ВК8 реальные пределы толщины твердосплавной пластинки составили 0,1- 2,01 мм при длине пластины 8-30 мм. Thus, based on the above ratios, for real materials commonly used for the manufacture of such cutters, materials, for example, 35KhTSA steel, and VK8 carbide, the real thickness limits of the carbide plate were 0.1-2.01 mm with the plate length 8-30 mm.

В случае использования (при необходимости) для изготовления державки сталей с другими прочностными свойствами (например, стали ШХ15 c σ = 280 кг/мм2) или стали 35ХГСА с более мягким режимом термообработки и σ = 130 кг/мм2) пределы толщины пластинки при принятом коэффициенте k1 = 0,25-5,6 будут шире, именно 0,05-2,47 мм.In the case of using (if necessary) for the manufacture of a holder of steels with other strength properties (for example, steel ШХ15 with σ = 280 kg / mm 2 ) or steel 35ХГСА with a milder heat treatment mode and σ = 130 kg / mm 2 ) the plate thickness limits for the adopted coefficient k 1 = 0.25-5.6 will be wider, namely 0.05-2.47 mm.

Резец, параметры которого соответствуют предложенным нами соотношениям, позволяет существенно уменьшить расход дорогостоящего твердого сплава: так, вес 2-х пластинок (на один резец) толщиной 1 мм, длиной 15 мм и шириной 14 мм составит 3,05 г, в то время как вес твердосплавной вставки у резца РКС составляет 12 г, а у резцов ЗР1.80 и ЗР2.80 вес пластинки составляет соответственно 36 и 86 г. The cutter, the parameters of which correspond to the ratios we have proposed, can significantly reduce the consumption of expensive hard alloy: so, the weight of 2 plates (per cutter) 1 mm thick, 15 mm long and 14 mm wide will be 3.05 g, while the weight of the carbide insert for the RKS cutter is 12 g, and for the cutters ЗР1.80 and ЗР2.80, the weight of the plate is 36 and 86 g, respectively.

Резцам, армированным пластинками толщиной 0,1-2,0 мм, представляется возможным придавать малые (40-60 градусов) углы заострения, что позволяет существенно снизить энергоемкость разрушения разрабатываемого пласта. Это исходит из следующего. Известно, что при затуплении резцов, работающих по калийным солям (например, Старобинского месторождения), до 3-6 мм по задней грани у твердосплавных пластинок появляются сколы. Скалывается твердый сплав по передней грани от усилия подачи, нарастающего пропорционально затуплению по задней грани. При этом, чем меньше угол заострения, тем при меньшем затуплении начинается скалывание.) При углах заострения α 60 65 градусов скалывание начинается при затуплении 4-6 мм, при α 55 град - при затуплении 2,5-4 мм. На экспериментальных резцах с углом заострения 45 град скалывание по передней грани начиналось с затупления 2-2,55 мм. Cutters reinforced with plates with a thickness of 0.1-2.0 mm, it seems possible to give small (40-60 degrees) sharpening angles, which can significantly reduce the energy intensity of the destruction of the developed formation. This comes from the following. It is known that during blunting of incisors working on potassium salts (for example, Starobinsky deposit), up to 3-6 mm along the back face at the carbide plates, chips appear. Chipped carbide along the front face from the feed force, increasing in proportion to the bluntness on the back side. Moreover, the smaller the angle of sharpening, the less chipping begins.) With sharpening angles of α 60 65 degrees, chipping begins with blunting 4-6 mm, with α 55 degrees - with blunting 2.5-4 mm. On experimental incisors with a sharpening angle of 45 degrees, chipping along the front face began with a blunting of 2-2.55 mm.

При тонких пластинках (2 мм и менее) затупление по твердому сплаву ограничивается толщиной пластинок. Так у пластинки толщиной 0,5 мм при α 45 град и заднем угле β 10 град максимальное затупление Δ3 по твердому сплаву не будет превышать

Figure 00000007

и надо полагать, что скалывания от усилия подачи у этой пластинки при α 45 град происходить не будет.With thin plates (2 mm or less), hard metal blunting is limited by the thickness of the plates. So for a plate with a thickness of 0.5 mm with α 45 degrees and a back angle β 10 degrees, the maximum blunting Δ 3 in the hard alloy will not exceed
Figure 00000007

and it must be assumed that shearing from the feed force of this plate at α 45 degrees will not occur.

У пластинок еще меньшей толщины (0,2 и 0,1мм) максимальное затупление по задней грани будет соответственно 0,26 и 0,13 мм и скалывания от усилия подачи не будет происходить и при α 40 град. For blades of even smaller thickness (0.2 and 0.1 mm), the maximum bluntness along the rear face will be 0.26 and 0.13 mm, respectively, and shearing from the feed force will not occur even at α 40 deg.

Выполнение твердосплавных пластинок толщиной 0,5-2,0 мм в настоящее время более предпочтительно. При спекании твердосплавных пластинок толщиной менее 0,5 мм приходится применять специальные приемы, ограничивающие их коробление, а пластинки толщиной 0,3-0,1 мм получают шлифованием. Относительные сложности в изготовлении весьма тонких (0,3-0,1 мм) пластинок оправдываются в тех случаях, когда снижение энергоемкости разрушения является первоочередной задачей и когда при уменьшении угла заострения резца (например, до 40 град) у относительно толстых пластинок (0,5 мм и более) скалывается режущая кромка резца от усилия подачи по задней грани. The implementation of carbide plates with a thickness of 0.5-2.0 mm is currently more preferred. When sintering carbide plates with a thickness of less than 0.5 mm, special techniques have to be applied that limit their warpage, and plates with a thickness of 0.3-0.1 mm are obtained by grinding. The relative difficulties in the manufacture of very thin (0.3-0.1 mm) plates are justified in those cases when a decrease in the energy intensity of destruction is a priority and when relatively decreasing the cutting edge (for example, to 40 degrees) in relatively thick plates (0, 5 mm or more) the cutting edge of the cutter is chipped from the feed force along the rear face.

Вариант резца предназначен для случаев, когда необходимо уменьшить вероятность скалывания режущей кромки от усилия подачи без уменьшения средней толщины пластинки. The cutter variant is intended for cases when it is necessary to reduce the likelihood of chipping of the cutting edge from the feed force without reducing the average thickness of the plate.

Для резцов с твердосплавными пластинками толщиной 0,1-2,0 мм наиболее оптимальный угол заострения составляет 60-40 град. For cutters with carbide inserts with a thickness of 0.1-2.0 mm, the most optimal point angle is 60-40 degrees.

Увеличение угла более 60 град нецелесообразно, так как это ведет с одной стороны к увеличению энергоемкости разрушения, а уменьшение угла меньше 40 градусов также нежелательно из-за ограниченной прочности твердосплавного материала и стали. An increase in the angle of more than 60 degrees is impractical, since on the one hand it leads to an increase in the energy intensity of destruction, and a decrease in the angle of less than 40 degrees is also undesirable due to the limited strength of the carbide material and steel.

Из-за коробления пластинок малой толщины при их спекании ограничивают их длину, причем тем больше, чем меньше толщина пластинок. Длина пластинок ограничивается также наличием остаточных (паяльных) напряжений в твердом сплаве, припое и стали державки. Эти напряжения наиболее опасны для твердосплавной пластинки вследствие малой ее толщины относительно державки. Причем чем меньше длина пластинки, тем меньше паяльные напряжения в ней. Due to warping of small-thickness plates during sintering, their length is limited, and the more, the smaller the thickness of the plates. The length of the plates is also limited by the presence of residual (solder) stresses in the hard alloy, solder and steel holder. These stresses are most dangerous for the carbide plate due to its small thickness relative to the holder. Moreover, the shorter the length of the plate, the less solder stresses in it.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлено схематическое изображение предлагаемого резца А; на фиг. 2 представлено схематическое изображение резца Б; на фиг. 3 - схематическое изображение варианта резца В; на фиг. 4 - схематическое изображение резца А с предельным затуплением; на фиг.5 - схематическое изображение резца Б с предельным затуплением; на фиг.6 - схематическое изображение резца ЗР2.80 с предельным затуплением. The invention is illustrated by graphic materials, where in FIG. 1 is a schematic representation of the proposed cutter A; in FIG. 2 is a schematic representation of cutter B; in FIG. 3 is a schematic illustration of an embodiment of cutter B; in FIG. 4 is a schematic illustration of cutter A with extreme blunting; figure 5 is a schematic representation of the cutter B with limiting blunting; figure 6 is a schematic representation of the cutter ZR2.80 with limiting blunting.

Предлагаемый резец (фиг. 1, 2, 3) содержит твердосплавную пластинку 1, стальную державку 2 и имеет угол заострения α, задний угол β, режущую кромку 3, переднюю грань 4 и заднюю грань 5. The proposed cutter (Fig. 1, 2, 3) contains a carbide plate 1, a steel holder 2 and has a point angle α, a trailing angle β, a cutting edge 3, a front face 4 and a rear face 5.

Твердосплавная пластинка 1 резца А (фиг. 1) выполнена составной из 2-х пластинок твердого сплава марки ВК8, имеющего E = 5,85 • 106 кг/см2 и δ = 16000 кг/см2, толщиной 0,7 мм и длиной 15 мм каждая. Пластинки 1 могут быть установлены с зазором или без зазора друг относительно друга. Державка 2 резца A (фиг. 1) выполнена из стали марки 35ХГСА, имеющей E = 2,1 • 106 кг/ см2и δ = 16000 кг/см2, толщиной в сечении AA 7,5 мм. Величина угла α составляет 47 градусов, β - 12 градусов.The carbide plate 1 of cutter A (Fig. 1) is made of 2 VK8 hard alloy plates having E = 5.85 • 10 6 kg / cm 2 and δ = 16000 kg / cm 2 , 0.7 mm thick and each 15 mm long. The plates 1 can be installed with or without clearance relative to each other. The holder 2 of the cutter A (Fig. 1) is made of steel grade 35KhGSA, having E = 2.1 • 10 6 kg / cm 2 and δ = 16000 kg / cm 2 , AA thickness 7.5 mm. The angle α is 47 degrees, β - 12 degrees.

Пластинка 1 резца А выполнена толщиной 0,7 мм и соответственно угол α заострения выполнен равным 45 град потому, что калийная соль на горизонте 264 м комбината Белорускалий, для которой предназначен резец А - наиболее слабая (сопротивляемость резанию ≤ 350 кг/см) и разрабатываемых калийных солей и не абразивна. При толщине пластинки 1, равной 0,7 мм, ее длина предпочтительна в пределах
Lпл = (15-25) • 0,70,3 мм = 13,5-22,5 мм
Принимаем L = 15мм.
Plate 1 of cutter A is made with a thickness of 0.7 mm and, accordingly, the angle α of sharpening is made equal to 45 degrees because potassium salt is on the horizon 264 m of the Beloruskali plant, for which cutter A is intended - the weakest (resistance to cutting ≤ 350 kg / cm) and developed potassium salts and not abrasive. When the thickness of the plate 1 is equal to 0.7 mm, its length is preferably within
L PL = (15-25) • 0.7 0.3 mm = 13.5-22.5 mm
We accept L = 15mm.

Угол α заострения резца предпочтителен в пределах:
tg α = (1,15-1,5) • 0,700,25 мм = 1,052-1,372,
α = 46,4 - 53,9 град.
The angle α of the sharpening of the cutter is preferable in the range:
tg α = (1.15-1.5) • 0.70 0.25 mm = 1.052-1.372,
α = 46.4 - 53.9 degrees.

Принимаем α = 47 град. We take α = 47 deg.

Как указано выше, фактический коэффициент запаса прочности твердосплавной пластинки определяется из выражения:
n = hдерж/hпл • (Eдерж • δпл )/ (Eпл • δдерж ),
где hдерж = Lпл/2 • tg α = 15/2 • 1,072 = 8,043 (мм),
отсюда n = 8,043/0,7 • (2,1 • 106 • 16000)/(5,85 • 106 • 16000)=4,124 > 3.
As indicated above, the actual safety factor of the carbide plate is determined from the expression:
n = h hold / h pl • (E hold • δ pl ) / (E pl • δ hold ),
where h hold = L PL / 2 • tg α = 15/2 • 1,072 = 8,043 (mm),
from here n = 8.043 / 0.7 • (2.1 • 10 6 • 16000) / (5.85 • 10 6 • 16000) = 4.124> 3.

Предпочтительные пределы толщины твердосплавной пластинки 1 для резца, державка 2 которого выполнена из стали 35ХГСА, а пластинка 1 из сплава ВК8 в соответствии с заявленным соотношением равны:
hпл = (0,25-5,6) • (2,1 • 106 • 16000)/5,85 • 106 • 16000) = 0,09 - 2,01 мм.
The preferred limits of the thickness of the carbide plate 1 for the cutter, the holder 2 of which is made of steel 35HGSA, and the plate 1 of the VK8 alloy in accordance with the stated ratio are:
h pl = (0.25-5.6) • (2.1 • 10 6 • 16000) / 5.85 • 10 6 • 16000) = 0.09 - 2.01 mm.

Таким образом, принятая нами толщина пластинки 1 0,7 мм удовлетворяет заявленному соотношению. Такой резец может быть использован в комбайнах марки КШЗМ и У10КС с нагрузкой на резец до 600 кг. Thus, the plate thickness adopted by us 1 0.7 mm satisfies the stated ratio. Such a cutter can be used in combines of the KShZM and U10KS brands with a load on the cutter up to 600 kg.

Резец Б (фиг. 2) выполнен из тех же материалов, что и резец А. Однако, вследствие того, что калийная соль на горизонте 430 м 1 рудника комбината Белорускалий, для которой предназначен резец Б более крепкая - сопротивляемость резанию 380 кг/см2 и более абразивна, толщина пластинки 1 принята равной 2 мм.Cutter B (Fig. 2) is made of the same materials as cutter A. However, due to the fact that potassium salt at the horizon of 430 m 1 of the Beloruskali mine, for which cutter B is intended to be stronger, has a cutting resistance of 380 kg / cm 2 and more abrasive, the thickness of the plate 1 is taken equal to 2 mm

Отсюда Lпл = (15-25) • 2,00,3 = 18,5 - 30,8 мм.Hence, L PL = (15-25) • 2.0 0.3 = 18.5 - 30.8 mm.

Принимаем L = 30 мм. We accept L = 30 mm.

tg α = (1,15-1,5) • 2,00,25 = 1,368-1,784,
α = 53,8 - 60,7 град.
tg α = (1.15-1.5) • 2.0 0.25 = 1.388-1.784,
α = 53.8 - 60.7 degrees.

Принимаем α = 60 град. We take α = 60 degrees.

hдерж = Lпл/2 • tg α = 30/2 • 1,732 = 26 (мм),
Отсюда фактический коэффициент запаса прочности твердосплавной пластинки
n = 26/2 • (2,1 • 106 • 16000)/(5,85 • 106 • 16000) = 4,67 > 3.
h hold = L PL / 2 • tg α = 30/2 • 1.732 = 26 (mm),
Hence the actual safety factor of the carbide plate
n = 26/2 • (2.1 • 10 6 • 16000) / (5.85 • 10 6 • 16000) = 4.67> 3.

Толщина пластинки 1 hпл = 2,0 мм удовлетворяет заявленному соотношению.The thickness of the plate 1 h PL = 2.0 mm satisfies the stated ratio.

Такой резец может быть использован в комбайнах марки ПК8 с усилием на резец более 700 кг. Such a cutter can be used in PK8 combines with a cutting force of more than 700 kg.

Работа резца и его варианта заключается в разрушении некрепких сред - солей и углей без крепких включений. При этом кромка 3 резца в процессе работы изнашивается (истирается), резец затачивается, вновь изнашивается и так происходит несколько раз до полной выработки ресурса. На фиг. 4, 5, 6 схематично изображены режущие части соответственно резцов А, Б и для сравнения резца ЗР2.80 с предельным затуплением режущей кромки 3, после которого резцы следует перетачивать, при этом затупление по задней грани 5 обозначено как Δз а по передней грани 4 - Δп
Как видно из фиг. 4, 5, 6, Δп - одинаково для всех резцов и в данном конкретном примере равно 2,5 мм, что соответствует одинаковому пройденному пути или одинаковой наработке на резец.
The work of the cutter and its variant consists in the destruction of weak media - salts and coals without strong inclusions. In this case, the edge 3 of the cutter wears out (wears out) during the operation, the cutter is sharpened, wears out again and this happens several times until the resource is fully depleted. In FIG. 4, 5, 6 schematically depict the cutting parts of the cutters A and B, respectively, and for comparison, the cutter ЗР2.80 with the limiting blunting of the cutting edge 3, after which the cutters should be re-sharpened, while the blunting along the rear face 5 is designated as Δ z and along the front face 4 - Δ p
As can be seen from FIG. 4, 5, 6, Δ p - the same for all incisors and in this particular example is 2.5 mm, which corresponds to the same distance traveled or the same operating time per incisor.

На этих же схемах показаны также съемы твердосплавной пластинки 1 при переточках и съемы 7 стали державки 2. Как видно из фиг. 4, резец А имеет площадку затупления Δз представляющую собой в основном сталь державки. При этом сталь державки практически не участвует в формировании усилия подачи и нагрузка от усилия подачи на заднюю площадку затупления резца составляет 1/3-1/10 части нагрузки, которая бы имела место при использовании аналога - резца марки ЗР2.80 при затуплении его по задней грани до 3-6мм. Поэтому у предлагаемого резца (А, Б) затупления по задней грани 3 могут достигать 10-15 мм до переточки и, соответственно ресурс работы предлагаемого резца до переточки в 2-3 больше, чем у известного резца ЗР2.80 и перетачивать его необходимо в 2-3 раза реже, при этом, как видно из фиг. 4, при переточке будет сниматься в основном сталь державки. Таким образом, в резце А, выполненном с пластинкой 1 толщиной 0,7 мм, при переточках твердосплавная пластинка "сниматься" (затачиваться) практически не будет (см.фиг.4). В резце Б, выполненном с пластинкой 1 толщиной 2,0 мм., при переточках твердосплавная пластинка 1 будет "сниматься" (затачиваться) (см. фиг. 5), однако величина стачивания будет в 15 раз меньше, чем у известного резца ЗР2.80, как это видно из фиг.5, 6.The same diagrams also show the removals of the carbide plate 1 during regrinding and the removals 7 of the steel of the holder 2. As seen from FIG. 4, cutter A has a blunt pad Δ s which is basically a holder steel. In this case, the holder steel practically does not participate in the formation of the feed force and the load from the feed force to the rear platform of the blunting of the cutter is 1 / 3-1 / 10 of the load that would have occurred when using an analogue - cutter of the ЗР2.80 brand when blunting it along the back edges up to 3-6mm. Therefore, the proposed incisor (A, B) blunts along the rear face 3 can reach 10-15 mm to regrind and, accordingly, the life of the proposed incisor to regrind is 2-3 times greater than that of the well-known incisor ЗР2.80 and it must be resharpened in 2 -3 times less frequently, and, as can be seen from FIG. 4, when regrinding, mainly the toolholder steel will be removed. Thus, in the cutter A, made with a plate 1 of a thickness of 0.7 mm, with regrinding, the carbide plate will not be “removed” (sharpened) (see figure 4). In the cutter B, made with a plate 1 with a thickness of 2.0 mm., At regrinding, the carbide plate 1 will be “removed” (sharpened) (see Fig. 5), however, the grinding value will be 15 times less than that of the known cutter ЗР2. 80, as can be seen from FIGS. 5, 6.

Это значительно облегчает процесс периодического затачивания резцов, так как известно, что сталь державки несопоставимо легче точить, чем твердый сплав. Выполнение резцов с углом заострения 45 - 40 градусов позволяет снизить энергоемкость разрушения по меньшей мере на 25% и, следовательно,
- повысить производительность работы комбайна;
- уменьшить пылеобразование в забое;
- уменьшить выход мелких трудно флотируемых фракций и тем самым уменьшить потери конечного продукта при операции обогащения;
- уменьшить расход электроэнергии на тонну добытой руды.
This greatly facilitates the process of periodically sharpening cutters, since it is known that toolholder steel is incomparably easier to sharpen than carbide. The implementation of the cutters with a sharpening angle of 45 - 40 degrees can reduce the energy intensity of destruction by at least 25% and, therefore,
- increase the performance of the combine;
- reduce dust formation in the face;
- reduce the yield of small difficult to float fractions and thereby reduce the loss of the final product during the enrichment operation;
- reduce energy consumption per ton of ore mined.

Использование предлагаемых резцов позволяет также
- уменьшить число переточек резцов;
- снизить расход резцов;
- более чем на порядок уменьшить расход дорогостоящего твердого сплава.
The use of the proposed incisors also allows
- reduce the number of regrinding incisors;
- reduce the consumption of incisors;
- more than an order to reduce the consumption of expensive hard alloy.

Claims (10)

1. Резец для горных машин, содержащий по меньшей мере одну пластинку из твердосплавного материала, спаянную с державкой, снабженной хвостовиком, и имеющий угол заострения α режущей кромки, отличающийся тем, что пластинка выполнена толщиной hпл, мм среднее значение которой удовлетворяет следующему соотношению:
Figure 00000008

где k - коэффициент, равный 0,25 - 5,6;
Eпл - модуль упругости материала пластинки, кг/мм2;
Eдерж - модуль упругости материала державки, кг/мм2;
σпл - временное сопротивление изгибу материала пластинки, кг/мм2;
σдерж - временное сопротивление изгибу материала державки, кг/мм2,
при этом державка в сечении, соответствующем половине длины пластинки, выполнена по меньшей мере толщиной hдерж, равной
Figure 00000009

где Lпл - длина твердосплавной пластинки, мм.
1. The cutter for mining machines, containing at least one plate of carbide material, brazed with a holder equipped with a shank, and having a point angle α of the cutting edge, characterized in that the plate is made of thickness h PL , mm, the average value of which satisfies the following ratio:
Figure 00000008

where k is a coefficient equal to 0.25 - 5.6;
E PL - the modulus of elasticity of the plate material, kg / mm 2 ;
E hold - the modulus of elasticity of the material of the holder, kg / mm 2 ;
σ PL - temporary bending resistance of the plate material, kg / mm 2 ;
σ hold - temporary bending resistance of the material of the holder, kg / mm 2 ,
while the holder in the cross section corresponding to half the length of the plate is made of at least a thickness h holding equal to
Figure 00000009

where L PL - the length of the carbide plate, mm
2. Резец по п.1, отличающийся тем, что твердосплавная пластинка выполнена предпочтительно длиной Lпл, мм, удовлетворяющей следующему соотношению:
Lпл= k1•h 0,3 пл ,
где k1 - коэффициент, равный 15 - 25.
2. The cutter according to claim 1, characterized in that the carbide plate is preferably made of a length L PL , mm, satisfying the following ratio:
L PL = k 1 • h 0.3 pl ,
where k 1 is a coefficient equal to 15 - 25.
3. Резец по п.1, отличающийся тем, что угол заострения α режущей кромки выполнен предпочтительно удовлетворяющим следующему соотношению:
tgα = k2•h 0,25 пл ,
где k2 - коэффициент, равный 1,15 - 1,5.
3. The cutter according to claim 1, characterized in that the angle of sharpening α of the cutting edge is made preferably satisfying the following ratio:
tgα = k 2 • h 0.25 pl ,
where k 2 is a coefficient equal to 1.15 - 1.5.
4. Резец по п.1, отличающийся тем, что твердосплавные пластинки установлены без зазора относительно одна другой. 4. The cutter according to claim 1, characterized in that the carbide inserts are installed without a gap relative to one another. 5. Резец по п.1, отличающийся тем, что твердосплавные пластинки установлены с зазором относительно одна другой. 5. The cutter according to claim 1, characterized in that the carbide inserts are installed with a gap relative to one another. 6. Резец для горных машин, содержащий по меньшей мере одну пластинку из твердосплавного материала, спаянную с державкой, снабженной хвостовиком, и имеющий угол заострения α режущей кромки, отличающийся тем, что пластинка выполнена толщиной hпл, уменьшающейся к режущей кромке, причем среднее значение толщины hпл, мм, удовлетворяет следующему соотношению:
Figure 00000010

где k - коэффициент, равный 0,25 - 5,6;
Eпл - модуль упругости материала пластинки, кг/мм2;
Eдерж - модуль упругости материала державки, кг/мм2;
σпл - временное сопротивление изгибу материала пластинки, кг/мм2;
σдерж - временное сопротивление изгибу материала державки, кг/мм2,
при этом державка в сечении, соответствующем половине длины пластинки, выполнена по меньшей мере толщиной hдерж, равной
Figure 00000011

где Lпл - длина твердосплавной пластинки, мм.
6. The cutter for mining machines, containing at least one plate of carbide material, brazed with a toolholder equipped with a shank, and having a point angle α of the cutting edge, characterized in that the plate is made of a thickness h PL , decreasing to the cutting edge, and the average value thickness h PL , mm, satisfies the following ratio:
Figure 00000010

where k is a coefficient equal to 0.25 - 5.6;
E PL - the modulus of elasticity of the plate material, kg / mm 2 ;
E hold - the modulus of elasticity of the material of the holder, kg / mm 2 ;
σ PL - temporary bending resistance of the plate material, kg / mm 2 ;
σ hold - temporary bending resistance of the material of the holder, kg / mm 2 ,
while the holder in the cross section corresponding to half the length of the plate is made of at least a thickness h holding equal to
Figure 00000011

where L PL - the length of the carbide plate, mm
7. Резец по п.6, отличающийся тем, что твердосплавная пластинка выполнена предпочтительно длиной Lпл, мм, удовлетворяющей следующему соотношению:
Lпл= k1•h 0,3 пл ,
где k1 - коэффициент, равный 15 - 25.
7. The cutter according to claim 6, characterized in that the carbide plate is preferably made of a length L PL , mm, satisfying the following ratio:
L PL = k 1 • h 0.3 pl ,
where k 1 is a coefficient equal to 15 - 25.
8. Резец по п.6, отличающийся тем, что угол заострения α режущей кромки выполнен предпочтительно удовлетворяющим следующему соотношению:
tgα = k2•h 0,25 пл ,
где k2 - коэффициент, равный 1,15 - 1,5.
8. The cutter according to claim 6, characterized in that the angle of sharpening α of the cutting edge is made preferably satisfying the following ratio:
tgα = k 2 • h 0.25 pl ,
where k 2 is a coefficient equal to 1.15 - 1.5.
9. Резец по п.6, отличающийся тем, что твердосплавные пластинки установлены без зазора относительно одна другой. 9. The cutter according to claim 6, characterized in that the carbide inserts are installed without a gap relative to one another. 10. Резец по п.6, отличающийся тем, что твердосплавные пластинки установлены с зазором относительно одна другой. 10. The cutter according to claim 6, characterized in that the carbide inserts are installed with a gap relative to one another.
RU98115152A 1998-08-05 1998-08-05 Cutting tool for mining machines (versions) RU2135768C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115152A RU2135768C1 (en) 1998-08-05 1998-08-05 Cutting tool for mining machines (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115152A RU2135768C1 (en) 1998-08-05 1998-08-05 Cutting tool for mining machines (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2135768C1 true RU2135768C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=20209397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98115152A RU2135768C1 (en) 1998-08-05 1998-08-05 Cutting tool for mining machines (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2135768C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Инструмент режущий: Каталог Краснолучского машзавода, "Ворошиловская правда", 1976, с. 17. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4194790A (en) Rock cutting tip inserts
US6918636B2 (en) Coal and rock cutting pick
US4784033A (en) Triple chip ground carbide tip bandsaw blade with ductile filler
EP0353214B1 (en) Drill bit with cemented carbide inserts
EP2082117B1 (en) Edge cutter assembly for use with a rotatable drum
US4116576A (en) Cutting insert
US20140175853A1 (en) Pick For Earthworking Machine
EP2240645B1 (en) Self- sharpening, auto- signalling wearing part
JPH10507238A (en) Rock drill bit
NZ201164A (en) Circular saw blade-includes tooth depth gauge and chip removal channel
EP0067222A1 (en) High-speed metal cutting method and tool.
US4326592A (en) Tool for earthworking machine
JP2007044833A (en) Rotary cutting tool
US3429617A (en) Cutter head for use in a tunnel driving machine
US5564967A (en) Method for sharpening a chipper knife
EP0399221A2 (en) Mining pick
JPH11509899A (en) Rotating bit for cutting and its cutting method
JP2001504179A (en) Rock drill
US4488608A (en) Rotary stone-cutting head with hardened teeth inserts
RU2135768C1 (en) Cutting tool for mining machines (versions)
RU2766588C2 (en) Impact tool for use in high-speed grinding crusher
RU2126086C1 (en) Cutting member for mining machines
WO1989001086A1 (en) Masonry two-prong rotary drill bit
AU2014201763A1 (en) Stump grinding cutter bit with cutting insert having edge preparation
RU192840U1 (en) END MILL

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120806