Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет України “КПІ”

Кафедра інженерної екології

Лабораторна робота

“Породоруйнівний інструмент для підземних гірничих машин”

Дисципліна : “ Гірничо-транспортні машини та комплекси “

Спеціальність 6.090301 Розробка родовищ корисних копалин

Київ 2012

Мета роботи: вивчити конструкцію, призначення та область застосування породоруйнівного інструменту для підземних гірничих машин.

Завдання: підготувати протокол, перемалювати схеми та рисунки, наведені в тексті. Відповісти на контрольні запитання.

Теоретичні відомості

Призначення та область застосування: :

До гірничих інструментів відносяться робочі інструменти, які призначені для руйнування порід гірськими машина ми: комбайнами, стругами, свердлами, перфораторами, відбійними молотками.

Від інструментів залежать продуктивність гірничих машин, зношування машин і витрата енергії.

Гірничі інструменти працюють у складних умовах. Підвищення продуктивності і потужності гірничих машин, приводить до збільшення навантажень на інструмент.

До гірничих інструментів висувають наступні вимоги: ефективність руйнування гірської породи з меншою витратою енергії і з високою продуктивністю; міцність і зносостійкість, можливість швидкої заміни зношених інструментів, мінімальне пилоутворення; простота і надійність закріплення в державках; технологічність у виготовленні; зручність для огляду, відновлення і заточення, а також невисока вартість виготовлення і експлуатації.

Класифікація породоруйнівних інструментів

Гірничі інструменти можна розділити на групи, що відрізняються один від одного за такими ознаками:

• способом руйнування;

• видом вибою;

• матеріалом і стабільністю робочої частини.

Перші дві ознаки визначають вид гірничої машини і область застосування інструментів. Наприклад, різці виїмкових і прохідницьких комбайнів, що руйнують гірську породу на поверхні вибою, характеризуються більшою величиною шляху і тому придатні для руйнування порід з коефіцієнтом міцності не більш f=5-6 по шкалі проф.М.М.Протодьяконова. Виготовлені з такого ж матеріалу різці для шпурів з успіхом застосовують для руйнування гірських порід з коефіцієнтом міцності 8 і більше, тому що їх шлях тертя на одиницю об’єму зруйнованої гірничої маси набагато менший.

Матеріал робочої частини впливає на область застосування, зносостійкість, міцність, конструкцію і технологію виготовлення інструментів. Сучасний ріжучий інструмент майже весь армується вольфрамокобальтовими сплавами; розширюється застосування алмазного інструменту. Область застосування наплавленого ріжучого і дробильного інструменту в гірничій промисловості незначна і скорочується; наприклад, у стругових установках наплавлений інструмент витиснутий армованим.

Під стабільністю робочої частини розуміється здатність інструменту зберігати в процесі зношення первісні геометричні параметри.

Ріжучий інструмент відокремлює стружку від вибою гірської породи в результаті переміщення різця і дії на нього статичного або динамічного навантаження. До ріжучого інструменту відносяться різці виїмкових, прохідницьких і бурових машин, алмазні пилки і коронки. При правильному виборі режиму роботи ріжучий інструмент забезпечує високу ефективність процесу руйнування; конструкція його проста, він дешевий і тому найбільш широко використовується. Але тертя при різанні дуже значне, тому у процесі роботи інструмент затуплюється, внаслідок чого знижується продуктивність машини. З цієї причини навіть твердосплавний ріжучий інструмент не придатний для руйнування міцних і абразивних порід. Армування робочої частини дуже твердими і зносостійкими матеріалами — алмазами дозволяє застосовувати ріжучий інструмент і для міцних порід. Слід зазначити, що алмазні коронки в процесі роботи самозагострюються.

Дробильний інструмент вдавлюється у гірську породу під дією удару. При цьому, під лезами інструменту порода дробиться і утвориться лунка. Після кожного удару інструмент переміщується в нове положення. У проміжках між лунками порода сколюється. До дробильного інструменту відносяться коронки перфораторів і долота верстатів ударного буріння., а також комбінований інструмент, який застосовують для руйнування міцних порід. Але сам спосіб руйнування більш енергоємний, чим різання, процес роботи переривний, що обумовлює меншу ефективність такого інструменту. З цієї причини область його застосування обмежена головним чином бурінням шпурів.

Роздавлюючий інструмент має такі переваги над ріжучим: безперервність процесу руйнування, низькі витрати енергії на тертя, що дозволяє застосовувати його і по міцних абразивних породах; самозаточуваність, тобто збер еження при зношенні первісної форми робочої частини. До роздавлюючого інструменту відносяться шарошки усіх видів і дробові коронки. Дробові коронки використовують тільки при розвідницькому бурінні скважин.

Шарошечний інструмент широко застосовують для буріння скважин та шпурів; використовують його і на прохідницьких комбайнах. Шарошки мають істотні недоліки: складну конструкцію, велику масу, значну вартість. Слабким місцем шарошок є їхні опори, що нерідко зношуються швидше, ніж їхня робоча частина.

Комбінований інструмент призначений для буріння шпурів і свердловин способом, що поєднує основні властивості ударного й обертального впливів. При ударно-обертальному способі, коли основним є ударний вплив, параметри такого інструменту подібні з параметрами коронок перфораторів. Область застосування комбінованого інструменту — породи середньої міцності і міцні. До відбійного інструменту відносяться виготовлені зі сталі списи відбійних молотків, що забиваються в масив гірської породи за допомогою ударного механізму відбійного молотка.

На рисунку 1 показані різновиди різцв для підземних гірничих машин.

а) б)

1 1

2 2

3 3

в)

1

2

3

Рисунок 1. Різці підземних гірничих машин

а) різець очисного комбайну РО-100; б) різець прохідницького комбайна РКС-3; в) буровий різець РУ 13М

1-твердосплавна вставка; 2-робоча частина (головка); 3-державка різця.