автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Установление рациональных режимных и конструктивных параметров оборудования, обеспечивающих повышение производительности и качества вырезываемой облицовочной плитки из известняков

Министерство угольной промышленности СССР

Академия наук СССР

Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им. А. А. Скочинского

На правах рукописи Владимир Иванович ГАЛУХ

УДК 621.9.025:679.8:691.2.431

УСТАНОВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА ВЫРЕЗАЕМОЙ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ ИЗ ИЗВЕСТНЯКОВ

Специальность 05.05.06 — «Горные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1988

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательском институте строительных материалов и изделий (Симферопольский филиал) НИЙСМИ Минстройматериалов УССР.

Научный руководитель -

канд.техн.наук М.Г.Дейкин.

Официальные оппоненты:

проф. ,докт.техн.наук Г.С.Белорусов, канд.техн.наук Ю.Н.Козлов.

Ведущее предприятие - Всесоюзный государственный1 сроектно-конструкторский институт Гипростро}даашина.

Автореферат разослан " .-' ^ /1988 г.

Зажита диссертации состоимся ""//У__ 1988 г.

ву у ч. на заседании специализированного совета • К.135.05.01 Института горного дела им. А.А.Скочинского (140004, Т.Люберцы Московской обл.).

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате ученого совета института.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 140004, г..Люберцы Московской обл., ИГД им. А.А.Скочинского.

Ученый секретарь специализированного совета канд.техн.наук

М.А.Котов ■

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года" предусматривается дальнейшее увеличение производства строительных материалов, расширение ассортимента и объема поставки местных строительных материалов при повышении производительности труда на 15-185? и снижении себестоимости продукции на 4-55?.

Производство облицовочных плит как продукта горной технологии характеризуется высокой трудоемкостью. Так, объемы производства облицовочной плитки, получаемой путем распиловки крупных блоков крымских известняков, достигают I Ш1НЛ.С в год.

Исследованиям процесса распиловки известняков и горных пород алмазными кругами посвящено большое число работ, однако до настоящего времени вопросы определения оптимальных режимов работы дисковых кругов, оснащенных по периферии алмазными сегментами, практически не решены. Существующие методики и средства оптимизации режимных параметров сложны для практического применения, не обеспечивают увеличения производительности камнерезного оборудования и не улучшают качества плитки. Для оптимизации режимов резания необходимо проведение целевых экспериментов в конкретных условиях распиловки, что обусловливает актуальность выполненной работы.

Отсутствие расчетных зависимостей, позволяющих определять на стадии проектирования режимные и конструктивные параметры оборудования, оснащенного многодисковым инструментом, нормативов по его эксплуатации также свидетельствует об актуальности работы.

Целью работы является установление рациональных режимных и конструктивных параметров оборудования, оснащенного регулируемым многодисковым инструментом, обеспечивающим повышение про-

изводительности. и качества вырезаемой облицовочной плитки из известняков до уровня требований высшей категории.

Основная идея диссертационной работы заключается в установлении рационального соотношения скоростей резания и подачи многодискового режущего инструмента, обеспечивающего минимизацию отрицательных показателей процесса резания известняков (энергоемкость, усилия, параметры вибрации, износ и пр.) и улучшение качества облицовочной плитки.

Методы исследований. При проведении исследований использованы экспериментальные и аналитические методы, методы математической статистики и теории вероятностей. На защиту выносятся:

оптимальные соотношения режимных параметров распиловочного оборудования по производству облицовочных плит из известняков;

аналитические зависимости для определения рациональной схемы резания и ориентации блоков-заготовок относительно режущих органов;

результаты исследований по определению износа отрезных кругов большого диаметра, оснащенных по периферии алмазными сегментами;

исходные расчетные данные для проектирования и создания новых регулируемых многодисковых инструментов;

аналитические зависимости для определения параметров регулирования новых многодисковых инструментов.

Научная новизна работы заключается в следупцем: выявлены закономерности изменения потребляемой мощности при варьировании режимов резания известняков, разработаны критерии оптимизации режимов работы отрезных кругов;

получены аналитические зависимости потребляемой мощности от параметров резания известняков;

установлено аналитическое выражение для определения геометрических параметров отрезных кругов при распиливании крупны? блоков известняка на всю глубину за один проход;

установлены закономерности износа алмазных сегментов отрезных кругов и определены его количественные характеристики;

определены оптимальные технологические схемы резания, стабилизирующие процесс распиловки и снижапцие его динамичность.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена достг точным объемом экспериментальных данных, полученных в лабораторных и производственных условиях с использованием современны]

методов исследований и инструментальных средств измерений, положительными результатами применения при проектировании и на производстве разработанных методик расчета, рекомендаций, устройств и приспособлений.

Сходимость результатов, полученных расчетным и экспериментальным путем, удовлетворительная: расхождение макду расчетными и фактическими данными не превышает 15-20$.

Практическая ценность. Установлены закономерности влияния режимных параметров при резании крупных блоков известняка на качество облицовочной плитки, разработаны методики расчета новых многодисковых инструментов и параметров их регулирования; выявлены преимущества симметричной схемы резания, ее влияние на процесс резания и качество фактуры поверхности продукции, что позволило создать нормативные документы, регламентирующие эксплуатацию станочных линий и позволившие использовать результаты работы в качестве исходных данных для проектирования и расчета нового камнараспиловочного оборудования и инструмента.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке нормативных документов "Инструкция по эксплуатации кругов дисковых отрезных сегментных (ГОСТ 16115-82) на станочных линиях по производству облицовочных плит", "Инструкция по эксплуатации станочных линий по производству облицовочных плит из крымских известняков", а также при разработке нового камне-распиловочного оборудования Киевским институтом Гипростроммашина, экспериментальным конструкторско-технологическим бюро "Укрорг-стройматериалы", научно-производственным объединением "Стройматериалы" (Симферопольский филиал).

На основе результатов исследований разработаны исполнительные органы для многопильного камнераспиловочного оборудования, которые внедрены на Инкерманском, Альминском, Белогорском, Приморском заводах строительных материалов объединения "Крымстрой-материалы" и головном заводе объединения "Крымнерудпром".

Предложенные и реализованные решения механико-технологического характера повысили производительность оборудования, применяемого для распиловки известняка на облицовочную плитку, на 1520% и улучшили ее качество. Облицовочная плитка, выпускаемая вышеперечисленными заводами, - первый строительный материал из естественного камня в системе Министерства строительных материалов УССР, удостоенный государственного Знака качества.

Суммарный экономический эффект от внедрения результатов работы составил около 300 тыс.руб. в год.

Апробация работы. Результаты работы и отдельные ее положения докладывались на УШ-IX научно-технических конференциях Симферопольского филиала Севастопольского приборостроительного института (г. Симферополь,1978, 1979 гг.), на научно-производственной конференции "Проблемы производства стенового камня в Крыму" (г. Симферополь, 1980 г.), на X научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Симферопольского филиала Днепропетровского инженерно-строительного института (г. Симферополь, 1981 г.), на Всесоюзном совещании по проекту ГОСТ 4001-77 Госстандарта на "Камни стеновые из горных пород. Технические условия" (г. Севастополь, 1982 г.), на семинаре отделения разрушения горных пород ИГД им. А.А.Скочинского (г. Москва, 1986 г.).

Публикация. По результатам выполненных исследований опубликовано семь работ, получено два авторских свидетельства на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов, изложенных на 125 страницах машинописного текста, содержит 72 рисунка, 42 таблицы, список литературы из 75 наименований и 32 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Изучение современного состояния производства облицовочных плит из природного камня показало, что потребности народного хозяйства удовлетворяются лишь на 40$, несмотря на интенсификацию исследований, совершенствование оборудования и конструкции алмазного инструмента для обработки камня.

Общие вопросы распиловки природного камня алмазными штрипсо-выми и дисковыми пилами освещены в литературе. Большой вклад в развитие.теории и практики процесса раошидрси горных пород внесли работы М.И.Гальперина, И.Г.Домбровского, А.Н.Зеленина, А.М.Орлова, А.И.Тер-Азарьева.

Исследованиям процесса распиловки известняков отрезными кругами, оснащенными алмазными сегментами,посвящены работы Е.В.Алев сандрова, Г.С.Белорусова, К.С.Варданяна, М.В.Касьяна, А.Ф.Кичи-гина, Г.Г.Карюка, М.Г.Лейкина, Д.Н.Мифлига, Э.В.Рылева, В.В.Со-колинского, Ю.И.Сычева, Л.А.Шрейнера, Е.И.Эделыпейна и Р.М.Эйге-леса.

Несмотря на значительный объем ^проведенных исследований, до настоящего времени еще не выявлены зависимости, позволяющие учитывать особенности процесса распиловки известняка отрезными кругами, оснащенными по периферии алмазными сегментами. Методики и средства оптимизации режимных параметров сложны для применения и не позволяют достичь оптимальных параметров производственного процесса.

Отсутствие достоверного общего аналитического решения задачи оптимизации режимов (этот процесс все еще остается эмпирическим и требует постановки экспериментов в конкретных условиях распиловки конкретных материалов конкретными инструментами либо приближенного к ним моделирования распиловки) обусловливает создание специальных стевдов и проведение большого объема экспериментальных работ.

Отсутствие нормативных материалов и данных по эффективной эксплуатации применяемого для распиливания крупных блоков известняка многодискового регулируемого инструмента тормозит внедрение его в производство.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: определение влияния режимных параметров на производительность оборудования, оснащенного многодисковым инструментом, при резании блоков известняка на облицовочные плиты с учетом воздействия отрицательных факторов процесса (износа сегментов, потребляемой мощности, усилий вибрации, шума);

установление оптимальной схемы резания и ее влияния на качество вырезаемых плит;

улучшение ориентации блоков-заготовок относительно режущих органов;

определение количественных характеристик износа инструмента, оснащенного алмазными сегментами, при выпиливании облицовочных плит;

разработка рекомендаций по конструктивному и технологическому расчету конструкций более производительных регулируемых многодисковых инструментов.

Исследования процесса алмазно-дисковой распиловки крупных блоков известняков на облицовочную плитку на всю глубину за один проход проведены по нескольким направлениям:

установление оптимальных скоростей резания тг и подачи вп

при минимизации мощности резания N без учета холостого хода;

Р

исследование влияния схем резания, режимных параметров ориентации блоков-заготовок на качество лицевой поверхности вы резаемнх плит;

определение количественных характеристик износа алмазны сегментов отрезных кругов минимально допустимого и максймальн приемлемого для резания блока на плитки диаметра;

исследование возможностей регулировки параметров нового ре жущего многодискового инструмента.

В качестве обрабатываемого материала использовались извес1 няки Инкерманского, Альминского, Белогорского месторождений прс ностыо на сжатие 7,5-15 МПа.

С целью установления оптимальных режимов резания были пров< дены исследования на созданном при участии автора эксперимента' ном стевде. При этом варьировались 9 значений скорости пода' (S„ = 0,2+1,6 м/мин) и 14 значений скорости резания (г£= Ií 100 м/мин). Эти режимы охватывают весь скоростной диапазон дей вупцего и создаваемого в перспективе распиловочного оборудован

В лабораторных условиях исследовался процесс резания отре ными дугами диаметром 1000, 1100 и 1250 мм крупных блоков и веетняка на плитку на всю глубину за один проход. Мощность рез ния и подачи регистрировалась ваттметром Н-379, усилия пода измерялись с помощью динамометра и путем тензометрирования. Па метры вибрации режущей головки стенда измерялись комплектом щ боров K00I с фиксацией на ленте осциллографа Н-700 данных виб| датчиков.

Уровень шума в распиловочных цехах исследовался с помои шумомера типа 2909 фирмы "Бркль и Къер" (Дания) о конденсатор! микрофоном и полосовыми октавными фильтрами. Радиальный из) алмазных сегментов отрезных кругов измерялся ивдикатором, Topj вой - микрометром через каждые 20 м реза.

Качество лицевой поверхности выборочных партий плиток oír делалось визуально, рельефная глубина рисок - специально созд ним прибором, оснащенным индикатором часового тша. Данные а периментов обрабатывались методом математической статисти Результаты лабораторных исследований проверялись на действую оборудовании распиловочных цехов заводов объединений "Крымстр материалы" и "Крымнерудпром". Там же уточнялись зависимост параметры схем резания, ориентации блоков-заготовок, надежна и точность их базирования, оперативность регулировки и перена док многодискового инструмента.

Рас. I. Зависимости мощности резания N. (без учета холостого хода) от скорости резания гг. (а) и величины подачи за один оборот (б) при диаметре отрезного круга 1000 (гоивне I. 2), 1100 (3-6). 1250 мм (7-10)' к фиксированных значениях скорости подачи 5„ (и/мин), равных 0,2; 0,3; 0,26; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25; 0,25;

0,5; 0,75; 1,0 соответственно кривые 1-Х1

При установлении закономерности оптимизации режимных параметров применялось планирование эксперимента. Матрица планирования реализована на ЭВМ "Наири-2". Полученные данные проверены ны стенде, а затем и на распиловочном оборудовании производственных цехов.

Данные по режимным параметрам и качеству плит, полученные в лаборатории и производственных цехах, рассматривались в форме вариационных рядов с обработкой их на ЭВМ. Сравнивались показатели рядов: оценка достоверности экспериментальных данных проводилась по критерию Стьюдента. Жесткие геометрические параметры как добываемых в карьерах крупных блоков известняка, так и вырезаемых из них облицовочных плит регламентируются требованиями стандарта. С учетом этих требований автором получена расчетная зависимость для определения диаметра отрезного круга Икр при резании блока на всю глубину за один проход:

где лА - глубина прорезки, мм; Н - толщина распиливаемого блока (глубина резания), мм; Л - допуск на размер толщины, ми; дН-необходимый зазор между наружным диаметром прижимного фланцг и поверхностью блока, мм;.В - ширина кольцевого выступа, им; лВ- толщина стенки посадочного пояса фланца, на который устанавливается отрезной круг, мм; - половина диаметра пильногс вала станка, мм.

Исследования влияния режимных параметров на мощность резана показали, что для каждого фиксированного значения подачи существует узкий диапазон значений скорости резания, при которо! минимизируются как отрицательные факторы процесса, так и мощность (рис. I). Анализ приведенных на рис. I зависимостей показывает оптимальный диапазон подач за один оборот инструмента, гда мощность резания минимальна; эти значения находятся в предела 0,5-1,5 мм. Отклонения в большую или меньшую сторону привода к росту потребляемой мощности, усилению влияния отрицательны факторов на процесс резания, что в конечном итоге оказываете, на размерах и качестве фактуры обрабатываемого материала.

В результате проведения исследований с целью определения па раметров оптимальных режимов резания кругами с алмазными сегмен тами получена эмпирическая зависимость мощности, потребляемо на резание, от режимных параметров оборудования:

где а, "В, с, с1, в, I - эмпирические коэффициенты, значения которых для кругов различных диаметров приведены в табл. I.

Диаметр отрезного круга, мм Значения коэффициенте«

а S С d ■ е i

1000 5,51 -0,25 +16,9 - 0,005 + 68 - 0,32

1100 9,93 -0,38. -30,3 + 0,0072 + 04 - 0,106

1250 17,3 -0,56 -45,6 + 0,006 + 9С + 0,22

Проверка соответствия полученных аналитических зависимостей реальным закономерностям проводилась на экспериментальном стенде и в производственных условиях на Инкерманском, Альминском, Бело-горском заводах строительных материалов объединения "Крымстрой-материалы" и головном заводе объединения "Крымнерудпром". Анализ полученных зависимостей (см. рис. I) показывает, что экспериментальные и расчетные кривые хорошо согласуются для всех исследуемых кругов диаметром 1000 (индекс корреляции 0,95), 1100 (индекс корреляции 0,96) и 1250 мм (ивдекс корреляции 0,84).

3 результате проведенных исследований определена оптимальная величина подачи на один сегмент sz длт (мм) • при котором влияние отрицательных факторов на процесс резания минимально:

S. Sin V

s =—--»

в.опт п 2

где ч> - угол между соседними сегментами, град.; п - частота вращения отрезного круга при оптимальной скорости резания-, об/мин; 2 - количество сегментов, одновременно находящихся в контакте с забоем, шт; / ц \

2Z- общее количество сегментов круга, шт.; RK - радиус отрезного круга, мм.

Значение параметра Sz опт , являлцегося критерием оптимальности режима резания, находится в диапазоне 0,003-0,006 мм. Выход за указанные пределы приводит к росту энергетических характеристик процесса и ухудшению качества лицевой поверхности штат.

л/

0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009

0.0015

Рис. 2i Зависимость мощности резания Л/. от величины подачи на один сегмент отрезного круга диаметром 1000 (кривые I, 2), 1100 (кривые 3-5), 1250 мм (кривые 6-8) при Фиксированных значениях S„ (к/ш), равных 0,2; 0,3; 0,25; 0,5; 0,75; 0,25;

0,5; 0,75 соответственно кривые Х-8 На рис. 2. представлены зависимости мощности, потребляемой на резание, от величины подачи на один сегмент отрезного круга. Анализ режимных параметров существугацего оборудования показал, что величина подачи на один сегмент составляет 0,0005-0,0015 мм, т.е. в 2,5-3 раза отличается от оптимальной.

Установлено, что превалирующее влияние на качество облицовочной плитки оказывает принятая технологическая схема резания. Широко применяемая асимметричная схема резания (рис. 3,а) не позволяет достичь высокого качества фактуры поверхности облицовочных плит. При работе по этой схемё брак достигает 15-20$. Повы-зить качество плит можно за счет применения симметричных одно-поддонной (рис. 3,5) и двухподдонной (рис. 3,6) схем, основной особенностью которых является совпадение в пространстве линий действия усилия подачи Sn и противоположной по направлению равнодействующей сил резания Fc , в результате чего устраняется постоянное влияние момента,характерное для асимметричной схемы.Непременным условием применения симметричных схем резания является: для одноподцонной

Nn 102

»о

для двухподдонной I

с о

г ыв юг г м0 юг I

% 7 - V? - -^Г «7- -

где I - расстояние между линией действия скорости подачи и равно-действуюцей сил резания , м.

Рис. 3. Технологические схемы резаная крупных блоков известняка на ойдицовочнув плитку

Проведенные автором экспериментальные исследования влияния схемы резания и оптимизации режимных параметров на качество вырезаемой плитки показали, что использование симметричной схемы и рациональных режимов резания в производстве обеспечивает повышение качества и снижение выхода бракованной продукции в 510 раз, при этом уменьшается влияние отрицательных факторов процесса резания: вибрация снижается с 20 до 10 Гц, амплитуда колебаний с 15 до 3,5 мм, износ сегментов - на 6% по высоте и на 25% по ширине, мощность резания - на 35%, уровень- шума - от НО до 00 дБ; благодаря применению рационального базирования блоков процент брака уменьшается на 1/3; трудоемкость работ снижается в 5 раз.

Полученные значения оптимальных режимных параметров были использованы при создании оборудования для многодисковой распиловки крупных блоков известняка на облицовочную плитку. Основой этого оборудования, наряду с симметричной схемой резания и рациональным базированием блоков известняка, являются регулируемые многодисковые режущие инструменты для многопильных станков, позволяющие соблюдать точные геометрические размеры вырезаемой плитки при уменьшении времени настройки на требуемые размеры прямо на пильном валу станка без снятия с вала и переборки пакета отрезных кругов.

Обязательным условием эффективной работы исполнительного органа и надежности всей технологической цепи является обеспечение самозажима каждого отрезного круга многодискового инструмента между двумя смежными зажимными фланцами:

ПРИ 55 к».

Р / л/

Р кя. ч „ ПГ7, '"р. ОПТ

при о мт

з.пмхх

>К3974—-В ,

п г

^Р ОПТ д

974- п КР

Км<ПЮНр[г]срз >К3

г Ь +Р )Л*(» )

где Wкл - усилия зажима, создаваемые с помощью ключа, Н; п усилия зажима, предохраняющие отрезной круг от проскальзывания

при резании, Н; Рр - усилие, создаваемое рабочим, Н; iHA - длина рукоятки ключа, м; 1 - средний радиус резьбы, м; срд - угол подъема резьбы, град.; р0 - угол, трения, град.; Л - наружный

диаметр резьбы, м; В1 - внутренний диаметр резьбы, м; К, - коэф-

$

фициент запаса; Np опт - мощность резания при оптимальных режимах, кВт; Я - прочность витков резьбы на срез, Н; Л^ тах - максимальное усилие зажатия отрезного круга, Н; Км - безразмерный коэффициент неравномерности нагружения витков резьбы; Нр - длина резьбы, м; Гт] - допустимые напряжения материала на срез.МПа; К? - коэффициент полноты резьбы; { - коэффициент трения металла по металлу (0,1-0,15).

Напряжения на срез резьбы для зажима отрезного круга должны превышать усилия от момента резания, что обусловлено использованием в конструкции цветных металлов (бронзы, латуни), поскольку в качестве охлаадагацей жидкости применяется вода.

Конструктивное исполнение предварительного зажима следующее: на оправке в виде пильного вала расположены фланцы, мег.ду смежными торцами которых смонтированы ревущие отрезные круги. Для регулирования расстояния между крутами без разборки всего инструмента закрепленные на оправке чашечные втулки, имеющие резьбу на наружной и внутренней поверхностях, контактируют каждая своей резьбой с резьбой смежных фланцев; один из фланцев смонтирован на наружной поверхности чашечной втулки, другой - на внутренней, направление резьбы при этом разное.

Аналогично решена и вторая задача - применение регулировочного кольца многодискового инструмента. Для обеспечения надежности работы выполнялся расчет храпового зацепления на прочность в зависимости от линейного удельного давления ^ , которое должно быть больше момента резания, отнесенного к одному отрезному кругу, с учетом полученных в работе оптимальных значений мощности. резания:

где Мк - значение крутящего момента, Нм;т - модуль храпового зацепления, см; ~ количество зубьев зацепления, шт; - ширина зуба, см.

Наряду с расчетом прочности выполнен расчет смятия зубьев при наибольшей раздвижке, когда нагрузку несет только один зуб в каждом из секторов зацепления:

974 N

М^0,25к}е}с1в[б]ем :

где й , ^ . - соответственно высота и длина сминаемой части зуба, см; с1с - диаметр начальной окружности, см; [¿]см - допустимые напряжения материала на смятие, Ша.

Указанные условия конструктивно реализуются следующим образом. На валу распиловочного станка устанавливается промежуточное регулировочное кольцо, предназначенное преимущественно для регулирования расстояния между режущими дисками камнераспиловочных станков и включшацее по крайней мере две распорные втулки, обращенные друг к другу торцевые поверхности которых выполнены с риф лениями, взаимодействующими между собой, причем одна из втулок на валу располагается свободно, другая - жестко.

установления параметров регулирования выполнен технологический расчет обеих конструкций по уравнению определения допуска на выдерживаемый размер 8 (мм):

Ду + 2Гдсг + днс+и+Еу,

где - предельная разность усилий при отжатии в результате нестабильности силы резания, мкм; £ Дет - сумма погрешностей торцевых биений поверхностей входящих в конструкцию деталей, учитываемых не только на диаметре зажимных фланцев, но и на диаметре всего отрезного круга, мкм.; дНс- регламентированная погрешность настройки станка, мкм; 17- приращение размера от износа инструмента, мкм; - погрешность установки заготовки, мкм.

Исходя из значимости составляющих уравнение сводится к виду

$»Еаст + А Нс.

Точный геометрический размер плитки, вырезаемой многодисковым инструментом, достигается в результате изменения расстояния между двумя отрезными кругами, при этом необходимо учитывать допуск на размер, определяемый технологическим расчетом.

Изменение расстояния между соседними отрезными кругами Ь на I мм в случае резьбового соединения осуществляется путем поворота одного из фланцев относительно другого на одно из 12 отверстий :

I - + 0,5

Требуемая величина изменения Л толщины плитки рассчитывается по формуле ± Л = 5ет-А„-5р,

где Бет и 5р - соответственно стандартный и (Тактический размеры плитки; Лп - допуск на размер плитки, мм.

Расстояние между отрезными кругами многодискового инструмента должно соответствовать нижнему пределу поля допуска геометрических размеров плитки (ГОСТ 9479-82), что достигается при соблюдении тождества

пот агсэъп 0,5

агсгъп 0,5 = ~ Л л ~ 5<?" где пдт - число отверстий, на которое надо сместить смежный фланец.

В случае применения многодискового инструмента с промежуточным регулировочным кольцом формула примет вид

2-агс51П 0,078 . е

— 1 1 ■ ~ э ~ А —О .

ахс$1п 0,156 " "9

Расчеты по приведенным выше формулам в условиях производства затруднительны, поэтому в каждом отдельном случае они для простоты использования представлены в виде составной номограммы с четырьмя полями, по которой можно оперативно определить параметры регулирования.

Испытания и внедрение оптимальных режимов резания, конструктивно-технологических решений и многодискового инструмента с резьбовым соединением проведены в распиловочных цехах Альмин-ского завода стройматериалов объединения "Крымстройматериалы" и головного завода объединения "Крымнерудпром", а многодискового инструмента с промежуточным регулировочным кольцом - в цехах Приморского завода стройматериалов объединения "Крымстройматериалы".

Результаты промышленных испытаний показали, что при оптимальных режимах скорость подачи повысилась на 20-25$, увеличился выпуск качественной продукции, общий объем производства возрос с 60 до 110 тыс. м2. Энергозатраты снизились на 15-20$, улучшились условия работы в распиловочных цехах, повысилась степень механизации работ до 70$, уровень шума снизился на 20-30 дБ. •

Экономический эффект составил около 300 тыс.руб. в год только по объединению "Крымнерудпром".

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ I. В результате исследований цроцесса резания известняков отрезными кругами, оснащенными по периферии алмазными сегмен-

таш, на всю глубину за один проход установлено, что каждому фиксированному значению скорости подачи соответствует оптимальное значение скорости резания, при котором отрицательные факторы процесса (износ сегментов, потребляемая мощность, усилия, вибрация, шум) минимальны.

2. Основным параметром, обусловливающим оптимальность резания многопильного оборудования, оснащенного отрезными кругами диаметром 1000, 1100, 1250 мм с алмазными сегментами по периферии, является величина подачи на один сегмент, которая при резании известняков крымских месторождений составляет 0,003-0,006 мм, при этом оптимальная скорость резания составляет 33-35 м/с (610-65С об/мин). При использовании этих параметров повышается производительность, улучшается качество лицевой поверхности плит, снижается шумовой эффект.

3. В результате проведенных исследований процесса распиловки блоков известняка на плитку за один проход получена зависимость минимально необходимой мощности резания от режимных параметров. Уравнение позволяет определить рациональную скорость резания для фиксированных значений скорости подачи (в реальном диапазоне рабочих режимов) при минимизации отрицательных факторов. Даны примеры расчета по предложенной методике рациональной скорости резания для применяемых в эксплуатации отрезных кругов трех типоразмеров.

4. Установлено улучшение фактуры обрабатываемой поверхности, уменьшение значений параметров отрицательных факторов, снижение показателей динамичности процесса распиловки при отсутствии воздействия на распиливаемый материал постоянно действующего момента, т.е. при совмещении в пространстве линий действия усилий подачи и противоположно направленной равнодействующей сил резания, что достигается в результате применения симметричной одно-поддонной или двухподдонной схемы распиловки. При работе по этой схеме резания радиальный износ сегментов уменьшается на 6$,¡а торцевой - на 20-25% и эксплуатационная стойкость инструмента увеличивается на 10-12$.

5. Полученные рациональные режимные параметры резания и схемы распиловки использованы в расчетах и рекомендациях по созданию двух новых регулируемых многодисковых инструментов, повышающих производительность на 15-20$. Аналитически определены параметры регулирования инструментов, расчеты для оперативного применения в условиях производства номографированы.

6. Разработан и утвержден ряд нормативных документов,исполь-гемых при выборе рациональных режимов резания, ориентации бло->в-заготовок, выборе схе'м распиловки и регулирования многодиско-ix инструментов, что позволило повысить качество облицовочной штки до уровня, высшей категории.

7. Результаты исследований использованы при разработке новых шолнительных органов и многопильного камнераспиловочного обо-гдования научно-производственным объединением "Стройматериалы", !им|ероталъский'филиал), институтом Гипростроммашина (г.Киев).

Годовой экономический.эффект от внедрения результатов иссле->ваний составил около 300 тыс.руб. в год.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах зтора:

1. Оптимизация режимов резания алмазными пилами при произ->дстве облицовочных плит // Промышленность нерудных и неметал->рудных материалов / ВНИИЭСМ. - 1981. - Вып. II (JS 7). С. 14> (соавторы М.Г.Лейкин, Н.Е.Гуменников).

2. Трехстадийная технология получения облицовочной плитки // юмышленность нерудных и неметаллорудных материалов: Рефератив-ш-информация / ВНИИЭСМ. - 1979. - Вып. 5. - С. 31,32 (соав->ры В.Т.Никитин, М.'Г.Лейкин).

3. Совершенствование крепления алмазных отрезных кругов на югопильных дисковых станках // Промышленность нерудных и зметаллорудных материалов: Реферативная информация / ВНИИЭСМ.-)78. - Вып. 7. - С. 28, 29 (соавторы В.Т.Никитин, М.Г.Лейкин).

4. Модернизация станочной линии по производству облицовочной штки из крымских известняков // Промышленность 'нерудных и зметаллорудных материалов / ВНИИЭСМ. - 1977. - Вып. 9. - С. 31! (соавторы М.Г.Лейкин, С.И.Корнаков).

5. Повышение качества облицовочной плитки из крымских из--' зстняков до требований "Высшей категории качества" // Разработ-i государственного института СФ НИИСМИ МПСМ УССР, • рекомендуемые ш использования в промышленности и строительстве.' - Киев, )78. - С. 150, 151. ' .

6. Номограмма для срочного выбора параметров регулирования шнерезного инструмента многодисковых станков // Промышленность зрудных и неметаллорудных^ материалов / ВНИИЭСМ. - 1979. -ш. 3,- - С. 36-39. (соавторы М.Г.Лейкин, Е.Н.Паньковский).

7. А.с.612805 СССР. Многодисковый инструмент.-№2394991/29-33; шв. 10.08.76; Опубл. 13.06.76; Бюл. № 24 // Открытия, изобре-

тения. - 1978. - № 24 (соавторы В.Т.Никитин, М.Г.Лейкин, В.М.Гг дышев).

8. Инструкция по эксплуатации кругов дисковых отрезных се] ментных (ГОСТ 16115-75) на станочных линиях по производству о< лицовочных плит. - Симферополь, 1977. - 6 с. (соавторы Г.Н.Але] сеев, В.Г.Плетминцев, М.Г.Лейкин, Н.Е.Гуменников).

9. A.c. 852587 СССР. Промежуточное регулировочное кольцо. № 2843881/29-33; Заявл. 29.11.79; Опубл.'07.08.81; Бел. № 29 , Открытия, изобретения. 1981. - й 29 (соавторы В.Т.Никитш М.Г.Лейкин, К.В.Банарь, В.Е.Малащенко). .

Владимир Иванович ГАЛУХ

УСТАНОВЛЕНИЕ РАВДОНАЛЫШХ РЕШННХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ , ОБЕСПЕЧИВАНИИ ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА ВЫРЕЗАЕМОЙ ' ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ ИЗ ИЗВЕСТНЯКОВ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Редактор Л.П.Петрамович Художественный редактор Т.А.Громова

Подписано к печати 18.03.88. Г-09726

Формат 62,5x84 I/I6. Бум. писчая * I

Печать офсетная

Уч.-иэд.л. 1,1. Тираж 100

Изд. J(9544 Тип. зак. УЧУ

Бесплатно.

Институт горного дела им. А.А.Скочинского, 140004, г.Люберцы Моск. ойл.

Типография Минуглепрома СССР, 140004, г.Люберцы Моск. оЛл.