автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование работы и совершенствование конструкции режущего органа машин для добычи строительных камней в условиях Азербайджанской Республики

■В од

^ ^Министерство образования азербаяшнской республики

азербайджанский технический университет

На пробах рукописи

БАЙРАМОВ АЛЛАХВЕРДИ М У С А о г л ы

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЖУЩЕГО ОРГАНА МАШИН ДЛЯ ДОБЫЧИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КАМНЕЙ В УСЛОВИЯХ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

Специальность: 05.02.08 -05.02.16 -

Технология машиностроения, Машины и агрегаты производства строительных материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидат технических наук

БАКУ---1996

Работа выполнена в Азербайджанском Инженерно-Строительном Университете.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор технических наук, профессор Н.А.Исрафилов

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор технических наук, профессор Г.М.Джафаров (АзИСУ) кандидат технических наук, доцент А.А.Шукюров (АзТУ)

Ведущая организация: Бакинский опытно-механический литейный завод.

Зашита диссертации состоится " « НОЯ ^ЬЯ 1996 года в часов на заседании Объединенного Специализированного Совета

Б/Н.054.04.01 при Азербайджанском Техническом Университете по адресу 370602, г.Баку, проспект Г.Джавида, 25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанскогс Технического Университета.

Автореферат разослан " ^ " О/Х ТЯбьЯУШ> года.

Отзывы на автореферат в 2-х экз., заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес Объединенного Специализированного Совета.

Ученый секретарь

Объединенного Специализированного Совета, доктор технических наук,

профессор

ВВБДЕНИЕ

Актуальность темы Территория Азербайджанской Республики неизмеримо богата разнообразными природными каменными материалами, из которых наибольший интерес для строительного производства представляют известняки-ракушечники. Из них вырезают стеновой камень размерами 390x190x188 мм, облицовочные и декоративные блоки размерами 800x400x350 мм.

Десятью предприятиями Государственного концерна „Азерпром-стройматериилы" разрабатываются около 20 месторождений строительного камня с остаточными запасами 370 млн. кубометров. При среднегодовом объеме добычи горной массы, порядка 4 млн. кубометра, • эти запасы обеспечивают длительный срок эксплуатации.

Добыча указанных выше видов продукции производится на механизированных карьерах республики с помощью камнерезных машин, режущими органами которых являются дисковые пилы производства Бакинского опытно-механического литейного завода (БОМЛЗ).

Анализ деятельности БОМЛЗ и ведущих карьеров республики показал, что принятая технология изготовления дисковых пил и зубков к ним имеют существенные недостатки, отрицательно сказывающиеся на их сроке службы; надежность крепления зубков к корпусу пилы г.^ла, зубки часто выходят из строя, что приводит к необоснованно высокому расходу зубков и твердого сплава (ТС).

Имеющиеся исследования по работе дисковых пил не дают полного ответа на ряд важных вопросов как в части силовых показателей, так и в части тепловых явлений процесса добычи строительных камней.

Поэтому совершенствование технологии изготовления дисковых пил и зубков, разработка более совершенных и надежных режущих органов, исследование силовых показателей и тепловых явлений процесса распиловки строительных камней дисковыми рабочими органами (пилами) являются актуальной задачей и представляют научный и практический интерес.

Цель работы является повышение эффективности применения дискового рабочего органа для разработки строительных камней.

Задачи исследования. В соответствии с поставленной целью работы сформулированы следующие основные задачи:

1. Теоретическое исследование процесса разработки строительных камней дисковым рабочим органом.

-42. Экспериментальное исследование основных показателей процесса

разработки строительных камней дисковым рабочим органом в лабораторных и производственных условиях.

3. Разработка математических моделей энергетических показателей и температуры режущей кромки зубка дискового рабочего органа при распиловке строительных камней.

4. Анализ принятой технологии изготовления дисковых пил и зубков, разработка мероприятий для устранения имеющихся в ней недостатков,

5. Разработка новой конструкции дисковых пил, обеспечивающей высокую надежность их работы и снижение расхода ТС.

6. Обоснование технико-экономических показателей разработанных те; нологических мероприятий и новой конструкции дискового рабочего органа для разработки строительных камней.

Методы исследования и достоверность результатов. Поставленны< в работе задачи решались на основе теоретических и экспериментальных иследований, проведенных в лабораторных и производственных условиях с применением научных основ теории резания твердых пород. При выполнении работы использованы математическое планирование эк< периментов и статистические методы обработки полученных результате с применением ЭВМ.

Эффективность предложенных технологических мероприятий и разработанной конструкции дискового рабочего органа определялась путем сравнительных испытаний.

Достоверность полученных результатов подтверждается аксперим? тальными исследованиями, где использованы современные приборы и с] ства измерения и специально спроектированные стенды, установки и с ностка.

Научная новизна работы:

- предложена методика для определения общей мощности распиловки строительных камней дисковым рабочим органом;

- устанволены графические зависимости энергетических показателей процесса распиловки строительных камней дисковым рабочим органом от скоростей подачи и резания, предела прочности камня на однооснс сжатие и износа зубков по задней грани;

- получена математическая модель для определения мощности распиловки строительных камней в зависимости от скоростей подачи и резг ния, прочности камня и износа зубков;

- построена математическая модель, описывающая связь температуры

зжущей кромки зубка дисковой пилы от вышеуказанных факторов. Практическая ценность работы:

разработаны технологические мероприятия, обеспечивающие повышение ачества изготовления дисковых пил и зубков;

разработана новая конструкция дикскового рабочего органа, обеспе-1ваотая надежное крепление зубков, позволяющая исключить процесс шайки пластинок ТС и связанные с ним недостатки, создающая блого-эиятные условия для более эффективного использования ТС и полно.> обора его отходов при замене зубков, снижения трудовых затрат з сборке, регулировке и разработке последних.

Реализация результатов исследований. Разработанные технологи-зские мероприятия олробированы на БОМЛЗ при изготовлении дсиковых. 1л и зубков к ним.

Новая дисковая пила испытана на Маштагинском комбинате строи-зльных материалов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы 5суждены и одобрены на:

научной конференции профессорско-преподавательского состава зИСИ, 1989 г.;

XII республиканской научной конференции аспирантов ВУЗов Азер-айджана, 1989 г.;

заседаниях кафедры „Строительные, дорожные и мелиоративные маши-1" АзИСИ, 1988...1995 г.г.

Публикация работы. Основные содержание работы опубликовано в ) работах, в том числе по материалам диссертации получено три ав-)рских свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из зедения, пяти глав, общих выводов, списка использованных литератур приложения. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного жста, содержит 66 рисунков и фотографий, 20 таблиц, 106 наименова-й литературных источников, 26 приложений на 90 страницах. Общий )ъем работы составляет 280 страниц машинописного текста.

Содержание работы. Во введении обоснована актуальность темы диссертационной рабо-¡, еб связь с важнейшими проблемами, имеющими научное и тграктичес-ю значения и сформулированы цель и основные положения, выносимые 1 защиту.

В первой главе диссертационной работы обобщаются результаты

исследований по вопросам разрушения пород разных прочностей, а также приводится критический анализ существующих конструкций рабочих органов, применяемых для разработки строительных камней.

Большой вклад в развитие теории и практики разрушения твердых пород механическим способом, внесли работы М.Н. Слободкина, Н.Г.Кортового, В.И.Гетапанова, А.И.Верона, К.З.Позина, М.М.Протодъяконова, Г.Г.Карюка, Л.И.Барона, Л.А.Шрейнера, А.Н.Зеленина и др.

Решению вопросов разрушения строительных камней различными вю ми твердосплавного рабочего органа, в том числе дискового, посвящены работы М.И.Гальперина, В.Д.Абезгауза, Г.С.Белорусова, М.Г.Лейки? К.П.Галанина, М.И.Смородинова, М.Ш.Ляндреса, А.М.Расул-заде, А. Д. Джафарова, А.М.Гахраманова, И.И.Рустамова, Р.К.Садыхова и др.

Анализом литературных источников установлено, что имеющиеся исследования не дают полного представления о процессах взаимодействия рабочего органа с обрабатываемой средой. В частности при определении общей мощности, потребляемой дисковым рабочим органом на разработку каменных материалов, учитываются не все её составляющие, что дает явно заниженные результаты. Отсутствует обобщенная методика расчета температуры режущей кромки зубка в зависимости как от режимных параметров, так и от прочностных свойств обрабатываемого камня и состояния рабочего органа.

Выявлено, что принятая на БОМЛЗ технология изготовления дисковых пил и зубков имеет -ряд существенных недостатков, что отрицательно сказывается на их сроке службы.

Существующие дисковые пилы либо сложны в конструкции, либо не обеспечивают условий надежного крепления пластинок ТС и зубков, а также их регулирования и быстрой замены.

По результатам проведенного анализа литературных источников сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе изложены методики проведения экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях.

Для проведения лабораторных исследований в качестве опытного забоя использовалиь образцы известняков-ракушечников месторождений Азербайджанской Республики.

Основные физико-механические свойства отобранных образцов: Предел прочности

на одноосное сжатие: 3,1; 6,7; 9,0; 11,9; 15,2 МПа; Плотность: 1550; 1670; 1720; 1840; 1960 кг/м3.

Лабораторные исследования состояли из двух серий опытов, рвая серия посвящалась измерению сил резания единичным резцом и эволилась на универсальном токарно-винторезном станке модели IM63. тользовались специально изготовленные резцы с шириной режущей змки Ь0=5; 8; 14; 18 и 22 мм.

Исходя из практических соображений экспериментальные резцы пи армированы твердым сплавом ВК-8 и имели следующую геометрию: редний угол у=0, задний угол о=20°. Державки резцов были изготов-■ш из ст.З.

Опыты проводились при скорости резания "р=4,8 м/с, что соот-гствовало частоте вращения шпинделя п=8,5 сек-1. Изменение подачи зуб производилось путем изменения поперечной подачи верхнего торта станка.

Силы, действующие на резец фиксировались тензометрической уставкой, состоящей из усилителя ПЭТ-ЗВМ и измерительного прибора -Ярового измерителя деформаций ИДЦ-I. На экспериментальные резцы хлеивались проволочные тезнодатчики сопротивлением 200 ом и с зой 20 мм.

Вторая серия лабораторных опытов преследовала цель измерения лпературы режущей кромки зубка дисковой пилы при резании камня троводилась на испытательном стенде, кинематическая схема ко-рого представлена на рис.1.

В качестве экспериментального режущего органа использовалась зковая пила диаметром 200 мм и тольщиной диска 10 мм. На ней ус--гавливался один зубок конструкции БОМЛЗ.

Измерение температуры режущей кромки зубка производилось метол исскуственной термопары. Для этой цели использовалась термопара эмель-капель гр.ХК. Спай термопары закреплялся на продольной оси лметрии пластинки ТС.

В качестве измерительного прибора использовался автоматический зктронный потенциометр ПП-63. Связь между потенциометром и враща-зйся экспериментальной дисковой пилой осуществлялась с помощью «эсъемника щеточной конструкции.

Экспериментальные исследования по определению мощности, пот-5ляемой дисковым рабочим органом На разработку строительных кам-1 проводились в производственных условиях на Гюздекском, Керь-зском и Шувелянском механизированных карьерах Азербайджанской ;публики. Для этой цели на каждом карьере выбирался опытный забой

Рис.1. Кинематическая схема испытательного стенда

1 и 13 - колеса; 2 - нижняя тележка; 3 и 10 - электродвигатели; 4 и 12 - клиноременные передачи; 5 - коробка скоростей; 6 - цепна передача; 7 - червячный редуктор; 8 - муфта; 9 - подшипниковая опора; 11 - верхняя тележка; 14 - экспериментальная дисковая пила 15 - вал; 16 - винт-

длиной 25 м и с относительно постоянным пределом прочности камня на одноосное сжатие. Для получения достоверных данных по пределу прочности камня из каждого опытного забоя брались по 3 образца, и: них вырезались кубики размерами 100x100x100 мм и проверялись в ла боратории кафедры „Строительные материалы" Азербайджанского Инженерно-Строительного Университета на прессе ПСУ-50. По полученным данным определялась средняя прочность камня в данном опытном забо>

Применялось следующее оборудование и измерительные приборы: камнерезная машина марки НКМ-2У; стандартные дисковые пилы констр; ции БОМЛЗ; самопишущий ваттметр Н395; трансформаторы тока.

Эксперименитальные исследования проводились как острыми, так и юношсшшми зубками. Для получения определенного износа зубков, ис-юльзовался метод принудительного затупления на заточном станке «одели ЗА64М с помощью вращающегося абразивного круга КЗ-40СМ1.

Зубки к экспериментальным шлам затуплялись партиями в 50 шт. 1а специальном приспособлении.

Величина износа зубка оценивалась путем измерения размера фаски ю задней грани с помощью микроскопа БМИ-1.

В работе применялся метод планирования эксперимента. В шестом шраграфе второй главы изложены основные положения этого метода и гриведены расчетные формулы для определения необходимого количества )гштов и вычисления коэффициентов регрессии, а таете методика исследования полученного уравнения регрессии.

Третья глава посвящена теоретическим исследованиям силовых по-сазателей процесса строительных камней дисковым рабочим органом.

С учетом условий работы (многорезцовый рабочий орган, блокирСезаннов резание, узкая зарубная щель-пропил), общая мощность, потреб-шемая дисковым рабочим органом при разработке строительных камней гредставлена в виде трех составляющих: мощности разрушения породы в гредрезцовой зоне (N^3), мощности выноса продуктов разрушения штыба) из пропила (Иь) и мощности преоделения сил трения ):

Моб.=Мраз.+Мь+%.' * (1)

КТр.=Мтр.+Мтр.' (2)

■де и Ы^р - мощности преоделения сил трения штыба соответственно о дно пропила и боковые поверхности пилы.

На основании выполненных теоретических исследований для опре-[еления Ы^^ , N. , И' и И" получены выражения, которые соответ-

(ЛДОа О 1 Р* 1

:твенно имеют вид:

Юб-к.(икл)хо -з-Ь-о__ Ь< г , - 1000 1-— ■Гз1п|_фк-(гк^)ф0], КВт:

>= I

раз.

'ь= ЧТОГ--2-2%-2

(3)

[2,13/-^-^ - /2Я2Н-Н2' ], кВт; (4)

тр."-ТШО --У2ЯгН-Н ] +

к

] (g /2йгН-Н2' +2,13йср> ), КВт (5)

2,1Э[Н2-Н] /¡Г]. кВТ; .

где К, - коэффициент критического напряжения, характеризующий сопротивление породы резанию; Кд - коэффициент, характеризу! щий прирост силы -резания от износа зубков; Шг и дг - соответственно наружный радиус и диаметр пилы, м; Б - подача машины, м/с; Ь - ширина пропила, м; осж - предел прочности породы на одноосное сжатие, МПа; Ъ - число зубков пилы; <рк -максимальный угол контакта пилы с породой, град.; 2к - число зубке пилы, находящихся в контакте с породой; I - порядковый номер зубкг Ф0 - угол между двумя соседними зубками, град.; рщ - плотность рас рабатываемой породы, кг/м3; ир - скорость резания, м/с; Н -глубинг резания, м; п - число оборотов пилы, с-1; Г1 - коэффициент трения штыба о дно пропила (грунт о грунт); ш - угловая скорость пилы, рад.; И и 0 - соответственно средний радиус и диаметр пилы,

ор. ср. 0 р в

»«р.—V2-*

- внутренний диаметр пилы (диаметр корпуса пилы), м; 11, - толщина державки зубков, м; - длина выступающей за корпус пилы части зубков, м; 1г - коэффициент трения штыба

о боковые поверхности пилы; уш - объмный вес штыба, н/м3; ш - коэ<3 фициент подвижности штыба ш=( 1-а1пфт)/(1+з1псрт); (рт - угол естественного откоса штыба в покое, град.

Установлено, что значения коэффициента К1, являются функцией подачи на зуб Б , ширины зубка Ь0 и предела прочности породы осж , а значения коэффициента Кд - износа зубков Д2. В работе приводятся графические зависимости К1 и Кд соответственно от Б2, Ь0, осж и Д2, построенные на основе результатов лабораторных исследований, проведенных единичным резцом.

Для получения удобных в практическом применении выражений К1 Кл, результаты исследований были обработаны на ЭВМ и получены следующие зависимости:

К =0,97-10-2'373-Б-0'б66-Ь-0'1г5-о°1130;

1 _ 2 сх»

Кд=0,57-10эДг,

где Б . Ь и Д_ в м., а__ в МПа.

2 С ОД«

В четвертой главе описываются экспериментальные исследования процесса разработки строительных камней дисковым рабочим органом, которые проводились в лабораторных и производственных условиях.

Цель производственных опытов заключалась в проверке достове]>-эсти ранее выполненных теоретических исследований по определению эщности, потребляемой дисковым рабочим органом при разработке гроительных камней.

В ходе фиксировалась как общая мощность так и её состав-

шшше (^раз.' ыдол. = >"

На основе результатов опытов построены графические зависимости

эб.' Мраз. и мдол от ьр' °сж. и 0дна из сеРий таких зависи-

эстей представлена на рис.2.

Сопоставление экспериментальных и расчетных данных показало их

эрошую сходимость. Расхождение находится в допустимых пределах

следовательно результаты теоретических исследований с достаточной

эдежностыо могут быть использованы в инженерной практике.

Выявлено, что Ыдоп практически не зависит от

рочности камня осж и износа зубков Д2, и лишь является функцией

•соростей подачи Б и резания ир. Причем при постоянных Э и «р| чем

чгче камень и острее зубки, тем больше доля Мдоп в .

С повышением прочности асж и ростом ширины площадки износа

/оков Д2 доля Ыдоп в уменьшается. Это объясняется тем, что

ж сохранении Б и у с ростом а„„ и Д„ сохраняется та же величина р ож. ¿.

юп , а мощность разрушения породы И^д , и следовательно общая

эшность N ^ увеличивается. Расчетами установлено, что при

=5,2-Ю"2 м/с и V =6,5 м/с доля в составляет от 63%

р дин* ии» л

5сж>=4,3 МПа; Д2=0) до 23% (0СЖ-= 12,7 МПа; Д^1,2-Ю"-3 м).

Из сказанного можно сделать вывод, что при расчете установлен->й мощности и проектировании рабочего органа, величиной Мдоп предречь нельзя, так как в отдельных случаях она составляет основную ють потребляемой мощности.

В дальнейшем результаты экспериментальных исследований были >работаны на ЭВМ с применением метода планирования эксперимента получена математическая модель, которая имеет вид: )б> = 1,306-0,131 Осд> -0,326-102Б+0,023ур-1,886 • 103 Д2~0, 005о^ -

0,097 • 104 • Бг-0,047и2-0,733• 10бД?+0,092• 1020„_ -8+0,1120,,,, -у +

р с Од» СЛ. р

1,293-ЮэОг_ -Д +0,245-10г-БУ +0,347:1053-Д +0,341•103у Д_, кВт.(7)

1>Д* (. р <ш р С

Адекватность модели проверена по критерию Фишера. Рассчетное табличное значения этого критерия соответственно были равны: 1,402 и Р?аб =1,75 при уровне значимости ос=0,05 и степенях свободы =25 и г>2=50. Так как Р<Ртаб#, то полученную модель можно считать

Н,- КВт

Н кВт

8.0

б.о

4.0

2.0

с»сж=4,1мпа 5.3 м/с Н = 0.41м 8= 0.02 м л .»*

^ л

ь. ^^ "л "у- £

__и- х —' X'—• х—-

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 Скорость подачи, Б,ю м/с

6.0

8.0

6.0

4.0

2.0

С>ок="7.2мпа Н-04Ж в» 0.02М да=о &

1 ^^ -й.

! 1 * / "**Х 1

Л ^ Г Х 1

-О—°

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

Скорость резания .Ур.м/с

к>

I

Рис.2. Зависимости и Мдоп< от скоростей подачи Б(а)

и резания и (5): р

а) 1 - Д2=0; о - Ыдап ; б) 1 - 8=1,2-10"2 м/с; 2 - А2=0,6-10"э м; х - N2 - Б=3,б-10"2 м/с.

"3 _ А --( О.-Щ-З „ д и 1

адекватной результатам опытов.

Лабораторные исследования для определения температуры режущей

кромки зубка проводились методом планирования эксперимента. На основании анализа литературных материалов была принята полином первого порядка, т.е. линейная математическая модель.

В качестве независимых факторов брались: предел прочности породы на одноосное сжатие ссж , Ша; скорость подачи Б, м/с; скорость резания ир, м/с; износ зубка по задней грани, Д2, м. Полученная модель имеет вид:

'Г-^37,4Ь+3,У30„_ -0,4Ь • 103 74у +'¿0, 9 ■ • Ю30„„ -Б+

ьж. р с ид»

0,81 Оса> • Ур+2,08-103Осж# •Д2-0,99•103Б•ир-0,95•106БД2+4, 47 ■ 103ур • Д.,-

42>1 °сж. • 3' V11'6'1 °Чж. 'Б" V0'49"1 °3°сж. * ирл2-

135,8-103Б-и Д_-4б,3•103о„_ -Б-и -Д,, град. (8)

р с. од« р с

Значения критерия Фишера составили соответственно: Р=0,0023 и ртаб =1'9 (<х=0'05: г,1=165 1>2=32), т.е. Р<Рта(5 и модель можно считать адекватной экспериментальным данным.

В уравнении (8) коэффициенты перед о„_ , и и Д, имеют знак

иД* Р &

плюс, а перед Б - минус. Это значит, что повышение прочности породы

[о„„ ), увеличение скорости резания (и ) и рост износа зубка (Д_)

V» Ж • р с.

вызывает увеличение температуры режущей кромки зубка (Т), а увели-4ение скорости подачи (Б) - еб уменьшение. Отсюда можно сделать вы-зод, что при определенных значениях о„„, и Д„, снижение Т может быть постигнуто уменьшением и , либо увеличением Б.

В пятой главе изложены результаты анализа принятой технологии !зготовления дисковых пил и зубков, описана новая конструкция дис-совой пилы, приведены результаты её производственных испытаний и эасчет технико-экономических показателей.

Анализ принятой на БОМЛЗ технологии изготовления дисковых пил и 5убков показал, что при выполнении отдельных операций технологичес-сого процесса, в частности фрезерования полуотверстий под заклепки г пазов под пластинки ТС, а также при пайке последних к державкам, гарушаются технические условия. Это вызывает смещение пластинок ТС I пазах и приводит к возникновению большого радиального биения зуб-;ов, доходящего примерно до 4 мм.

Для устранения недостатков, имеющихся в принятой технологии, ыли разработаны рекомендации, применение которых позволило умень-ить биение зубков от фрезерования до ±0,1 мм, а суммарное биение -

-14- почти в два раза. Испытания дисковых пил с зубками, изготовленными по предложенной технологии, проводились на Кергезском механизированном карьере и дали хорошие результаты. Ожидаемый экономический эффект от применения этих пил составляет 4.1 млн.манат.(в расценка* 1996 года) на одну камнерезную машину НКМ-2У.

Новая конструкция дисковой пилы представлена на рис.3. Пила представляет собой корпус 1 с профрезерованными по его периферии радиальными пазами, в которых расположены зубки. Зубки состоят из державки 3 и пластинки ТС 4.

В каждой державке по её продольной оси имеется гнездо под пластинку ТС, выполненное с пазами 7 и 8, в которых размещаются выступы 5 и 6 пластинки 4. Выступы служат для предотвращения радиального и поперечного смещений пластинок ТС.

Крепление пластинок ТС к державкам 3, а последних - к корпусу пилы 1, осуществляется с помощью самотормозящих клиньев 2 с углом наклона 4....5°.

* Для упрощения монтажа и демонтажа пластинок, в державках предусмотрены прорезь 10 и отверстие 11. Каждая пластинка ТС имеет основную и допольнительную режущие кромки, образованные передней и задней гранями. После затупления основной режущей кромки, пластинку поворачивают на 180° и эксплуатируют дополнительную. (

Производственные испытания новой дисковой пилы проводились на участке #2 (осж =7...10 МПа) Маштагинского комбината строительных материалов Азербайджанской Республики в сравнении с дисковыми пилаы конструкции БОМЛЗ. Результаты испытаний представлены на рис.4 в виде кривых изменения количества поломок зубков в зависимости от длины проходки.

Анализ результатов производственных испытаний показал, что общее количество невосстановливаемых поломок зубков на пиле новой конструкции примерно в 6,5 раза меньше, чем на пилах заводской конструкции. Кроме того, если на новой пиле не было обнаружено выпадение (отрыв) пластинок ТС, а количество утерянных зубков было лишь 1 шт., то для пил заводской конструкции эти показатели составили соотвественно 22 шт. и 18 шт. В результате, количество зубков, годных для дальнейшей эксплуатации увеличивается примерно в 1,78 ра за. Применение пластинок с двумя режущими кромками повышает их срок службы в среднем на 22%, благодаря уменьшению количества переточек зубков.

Рис.З. Новая конструкция дисковой пилы:

а) общий вид;

б) державка зубков;

39

Ь 52

э

ы*

о *

о <

о

с

26

о со

О с

ЗГ «Г

о

----

"Ч \2_

\ .

500 1000 1500

Алина прохолки, ь.м.

2000

Рис.4. Изменение количества поломок зубков в зависимости от длины проходки:

1 - пила новой конструкции;

2 - пила заводской конструкции.

Расчеты, выполненные по результатам производственных испытаний, показали, что годовой экономический эффект от применения новс конструкции дисковой пилы составляет 11.8 млн.манат (в расценках 1996 года) на одну машину.

-17-

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных исследований разработана методика расчета общей мощности разработки строительных камней дисковым рабо-шм органом. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что эт 23% до 63% общей мощности ) расходуется на вынос штыба из тропила (Ыь) и преоделение сил трения его о дно пропила (И^ ) и зоковые поверхности пилы (). При проектировании и расчете ре-кущих органов камнерезных машин величиной этой части мощности пренебречь нельзя, так как в отдельных случаях она составляет основную часть общей мощности.

2. Установлено, что при постоянных скоростях подачи (Б) и резания (V ), чем мягче порода и острее зубки, тем больше доля Мдоп =

+^тр. в моб.' с повышением прочности камня (осж ) и ростом 1зноса зубка по задней грани (Д2) доля Ыдоп в уменьшается.

3. Выявлено, что мощность выноса штыба из пропила (Мь) зависит иинейно от скорости подачи Б и основных конструктивных параметров рабочего органа (Л2, Н, Ь, 2), а от скорости резания ур находится

з квадратичной зависимости.

4. Получены уравнения для расчета мощностей Ы* и Ы" .

1р. 1 у.

Остановлено, что и в основном зависят от конструктивных шраметров рабочего органа (И2, Ь , Ь, Ъ, Н), режимов резания (Б, > , п, и>), а также физико-механических свойств штыба (рш, уш).

5. Получена математическая модель общей мощности разработки строительных камней, имеющая удобный вид для практического применения и позволяющая оценить влияние на общую мощность (И ^ ) трочности камня (о__ ), скоростей подачи (Б) и резания (и ), и из-

1.-Ж* Р

носа зубков (Д2).

6. На основании результатов лабораторных исследований построена математическая модель, описывающая функциональную связь между температурой режущей кромки зубка Т и ося>, Б, ир, Д2-

7. Разработан ряд технологических мероприятий по устранению недостатков, имеющихся в принятой технологии изготовления дисковых

тил и зубков. Это позволило уменьшить радиальное биение зубков в среднем в 2 раза, а количество поломок - примерно в 2,6 раза, увеличить количество зубков, пригодных к дальнейшей эксплуатации примерно на ЗОЖ.

8. Разработана новая конструкция дискового рабочего органа, защищенная авторским свидетельством (А.С.№1465579). Она отличается

простотой конструкции, обеспечивает надежное крепление зубков к корпусу пилы, устраняет процесс напайки пластинок ТС к державкам зубков и связанные с ней недостатки.

9. В результате производственных испытаний новой конструкции дисковой пилы выявлены оптимальные конструкции державок зубков и пластинок ТС. Установлено, что предложенное механическое крепление вместо напайки обеспечивает уменьшение поломок зубков примерно в 6,5 раза, повышение срока службы державок в среднем в 1,85 раза, а пластинок ТС - примерно на 22%.

10. Установлено, что предварительный годовой экономический эффект от внедрения новой конструкции дисковой пилы составляет 11.8 млн.манат (в расценках 1996 года) на одну машину НКМ-2У, оснащенную двумя пилами.

Окончательный эффект будет значительно больше за счет повышения срока службы державок зубков и снижения расхода ТС, что может быть установлено только после длительной эксплуатации нового рабочего органа.

Основное содержание диссертации изложена в следующих работах:

1. Гахраманов A.M., Байрадав A.M. Анализ факторов, влияющих на величину радиального биения зубков дисковых пил. ВИНИТИ, „Депонированные научные работы", №8 (202), 1988 г., с.177.

2. Гахраманов A.M., Байрамов A.M. О законе распределения радиального биения зубков дисковых пил камнерезных машин. ВИНИТИ, „Депонированные научные работы", #8 ( 202), 1Э88 г., с. 177.

3. Гахраманов А.М., Байрамов А.М. Анализ факторов, влияющих на величину посадочных размеров зубков и корпусов дисковых пил. ВИНИТИ, „Депонированные научные работы", *8 (202), 1988 г., с.177.

4. Гахраманов A.M., Байрамов A.M. Стенд для испытания рабочих органов камнерезных машин. Информационный листок, серия „Строительство и стройиндустрия",-1988, ЖЗ. - Баку: АзНИИНТИ.

5. Гахраманов A.M., Байрамов A.M. Об определении температуры режущей кромки инструмента при резании горних пород., ВИНИТИ, „Депонированные научные работы", #12 (218), 1989 г., с.117.

6. Байрамов А.М. Анализ работы- зубков дисковых пил при резании известняков-ракушечников, ВИНИТИ, „Депонированные научные работы", *12 (218), 1989 г., с.117.

7. Гахраманов A.M., Вели-заде Ч.В., Байрамов A.M. Дисковая пила для резки камня. А.С.#1465579, бюл.#10, 1989 г.

-198. Гахраманов A.M., Вели-заде Ч.В., Байрамов A.M. Рабочий

рган камнерезной машины. А.С.*1481071, бюл.#19, 1989 г.

9. Исрафилов H.A., Байрамов A.M., Шарифов А.Р., Мехралиев А.Т. исковый режущий инструмент. А.С.#1821379, бюл.№22, 1993 г.

10. Исрафилов H.A., Байрамов A.M., Шарифов. А.Р., Мехралиев А.Т. исковая пила для резания природных каменных материалов. Журн.„Механи-адая строительства", - 1992, №12. - С.20-21.

Научный вклад внесенный лично соискателем в работы, написанные соавторстве:

в работах Г1]-гГ51 соискатель принял участие в проектировании, из-этовлении приспособлений и испытательного стенда, а также в прове-энии экспериментальных исследований, провел сбор статистических энных и анализ заводской технологии изготовления дисковых пил и убков, выполнил обработку экспериментальных данных и анализ получение результатов.

работы [73 и [8] принадлежат соавтором в равной мере, в работе [93 соискателем предложена основная идея изобретения, вы-элнены конструкторские разработки, сформулирована формула изобретешь

в работе [10] соискатель разработал новую конструкцию дисковой пи-а, привел ее производственные испытания и выполнил анализ результа-зв испытаний.

-20-ХУЛАС8

Диссертасиза ши тикинти дашларынын чыхарылмасы учун истифаде едилен машиынларын квсичи органларынын ишинин твдгигине вв конструк си^асынын твкмиллвшдирилмвсинв Ьвср едилмишдир.

Диссертасиза ишинин мегседи тикинти дашларынын мишарланмасында дискли ишчи органын тетбигинин семврвлилиоинин оуксвлдилмвсидир.

Диссертасида иши кириш, 5 фвсил, умууми нвтичвлвр, истифадв олунмуш едвбиооатларын сила1шсы ве елавелврдвн ибарвтдир.

Киришдв ишин мвгсода кестврилмиш, мевзунун актуаллыгы вв твдги гатларын вачиблиои всасландырылмышдыр.

Биринчи фвсилдв мевчуд вдвби,Уатын хуласвси верилмиш ве твдги-гат мэселвлери гсдулмушдур.

Икинчи Фвсилдв твчруби тедгигатларын методикасы шер1г едилмишдир.

Учунчу Фвсилдв тикинти дашларынын дискли ишчи органла мишар-ланмасына сврф олунан умуми кучун тв' ¿ин олунмасы учун методиканын ишлвниб йазырланмасы узрв апарылмыш нвзври тедгигатларын нетимвлври шврй едилмишдир.

Дердунчу фвсилдв алынмыш нвзври асылылыгларын ¿охланылмасы вв дашларын квсилмвси вахты дишин квсичи Ьиссвсинин температурунун тв'-jин олунмасы учун апарылмыш твчруби тедгигатларын нвтичвлдри верил-мишдир.

Бешинчи фвсилдв дискли мишарларын вв онларын дишлвринин гвбул олунмуш йазырланма технолокиоасынын анализи, бу технолоюиада олан чатышмазлыгларын арадан галдырылмасы учун тевси,мвлврин, Ьабелв дискли мишарларын ¿ет конструкси^асынын ишлвниб йазырланмасы вв онун истеЬсалат сынагларынын нвтичвлври шврЬ едилмишдир.

SUMMARY

The dissertation work Is dedicated to investigation and lmpro-sment of construction of cutlng organs work of machines using In iking out building stones.

The purpose oi dissertation work is increasing of frultiullng

' application of working organ In saw of building stones.

The dissertation work is consisted form preface, 5 chapters, jmmonly results, list of using literatures and additions.

In the preface Is given actuality of theme and important of lvestlgatlons.

In the first chapter is given conclusion of existing literature. In the second chapter is explaining of experimental lnvestiga-

.on methods.

In the third chapter Is explaining the results of theoretical

lvetlgation for obtaining of commonly power, which spendld to saw : the building stones with disk working organ.

In the fourth chapter is given the results of experimental instigations for obtaining of cutlng paths of tooth in the time to it of stones and corrected of obtaining theoretical dependlngs.

In the fifth chapter the analyses of propertlng tecnology of sk saws and their teeth are explaned. New constructions of disk iws, their properties and stand the tests were explalnned.