Wykorzystanie zgniotu powierzchniowego do polepszenia trwałości eksploatacyjnej trzonków noży kombajnów górniczych

• Autorzy: Cheluszka Piotr , Mikuła Stanisław , Mikuła Jarosław

Warianty tytułu

EN

The use of burnishing process to improve the durability of steel body of picks of mining machines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Urabianiu skał, zwłaszcza trudno urabialnych oraz silnie abrazyjnych, kombajnami górniczymi towarzyszy intensywne zużycie narzędzi o różnym charakterze. Dominującymi formami uszkodzeń eksploatacyjnych noży kombajnowych jest zużycie ściernoerozyjne ostrzy oraz wykruszanie węglików spiekanych. Narzędzia te poddawane są przy tym działaniu cyklicznie zmiennych, silnych obciążeń, nierzadko o charakterze udarowym. Prowadzi to niejednokrotnie do wskrośnego pękania zmęczeniowego trzonków noży w obrębie karbu konstrukcyjnego, jakim jest przejście pomiędzy kołnierzem oporowym i częścią chwytową trzonka noża. Własności wytrzymałościowe zastosowanego materiału, postać konstrukcyjna oraz technologia wykonania noży kombajnowych zapewnić powinny dlatego możliwość przenoszenia dużej liczby cykli zmian obciążenia do wystąpienia pełnego przełomu zmęczeniowego. W artykule zajęto się możliwością wydatnego zwiększenia trwałości zmęczeniowej trzonków noży dzięki wykorzystaniu zgniotu powierzchniowego wykonywanego na zimno. Przedstawiono opracowane w Katedrze Mechanizacji i Robotyzacji Górnictwa Politechniki Śląskiej wybrane rozwiązania urządzeń do umacniania trzonków noży styczno-obrotowych stosowanych w kombajnach górniczych, zwłaszcza w kombajnach chodnikowych metodą naporowego i dynamicznego ich nagniatania. Zaletą tych rozwiązań jest prosta konstrukcja, możliwość wykorzystania konwencjonalnego parku maszynowego oraz niski koszt takiego zabiegu.

EN

The cutting with mining machines, especially of hard and very abrasive rocks, is accompanied by various types of intensive wear and tear of the tools. The predominant types of wear and tear are abrasive and erosive wear of the picks and chipping of the carbide tips. These tools are subjected to the action of cyclically variable, strong and often impact loads. This often leads to fatigue cracking of the shank of the picks within the constructional notch, which is the transition between the thrust collar and the handle of the shank. The strength properties of the material used, the constructional form and the technology of cutting picks should therefore ensure the possibility of transferring a large number of cycles of load changes to the occurrence of a full fatigue break. The article looks at the possibility of significantly increasing the durability of mining machines picks due to the use of burnishing process. The selected solutions of devices for strengthening the shanks of conical picks used in mining machines, especially in roadheaders by means of static and dynamic burnishing developed at the Department of Mining Mechanization and Robotisation of the Silesian University of Technology are presented.

Słowa kluczowe

PL

noże kombajnowe; zużycie eksploatacyjne; pęknięcia zmęczeniowe trzonków noży; obróbka nagniataniem; urządzenia do nagniatania trzonków noży

EN

mining machines picks; wear and tear; fatigue cracks of picks shank; burnishing process; devices for picks shank burnishing

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 75, nr 12
• Strony: 38--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Cheluszka Piotr

• Politechnika Śląska, Gliwice

autor

Mikuła Stanisław

• Politechnika Śląska, Gliwice, emeryt

autor

Mikuła Jarosław

• Politechnika Śląska, Gliwice

Bibliografia

• [1] CHELUSZKA P., MIKUŁA S. 2017 - Przyrząd i sposób umacniania obrotowych noży kombajnów górniczych. Zgłoszenie patentowe P.420 601
• [2] CHELUSZKA P., MIKUŁA S., MIKUŁA J. 2017 - Urządzenie do umacniania noży obrotowych kombajnów górniczych. Zgłoszenie patentowe P.423 101.
• [3] CHELUSZKA P., MANN R., MIKUŁA J., MIKUŁA S. 2018 - Wirnikowe urządzenie do nagniatania zwłaszcza obrotowych noży kombajnów górniczych. Zgłoszenie patentowe P.425 015.
• [4] DEWANGAN S., CHATTOPADHYAYA S., HLOCH S. 2015 - Wear Assessment of Conical Pick used in Coal Cutting Operation. Rock Mechanics and Rock Engineering 48, Iss. 5, pp. 2129–2139, DOI: https://doi.org/10.1007/s00603-014-0680-z
• [5] DOLIPSKI M., CHELUSZKA P. 1997 - Verbesserung des dynamischen Verhaltens von Streckenvortriebsmaschinen. Glückauf-Forschungshefte 58 Nr 4, s. 156–161.
• [6] DOLIPSKI M., CHELUSZKA P. 1999 - Wrażliwość układu urabiania kombajnu chodnikowego na ubytki noży na głowicy urabiającej. „Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa” 37, nr 2, s. 5–8.
• [7] GAJEWSKI J., JONAK J. 2009 - Badania zużycia noży styczno-obrotowych. Motrol. Motoryzacja i Energetyka Rolnictwa, 11 C, s. 40-50.
• [8] GŁOWACKA M.(red.) 1996 - Metaloznawstwo. Wyd. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk.
• [9] JEZIERSKI J. 1977 - Metody obliczania głębokości warstwy umocnionej po dogniataniu powierzchniowym. „Przegląd Mechaniczny” nr 5, s.86–98.
• [10] KOCAŃDA S. 1972 - Zmęczeniowe niszczenie metali. WNT, Warszawa.
• [11] KOLMAN R. 1965 - Mechaniczne wzmacnianie powierzchni części maszyn. WNT, Warszawa.
• [12] KOTWICA K., KLICH A. 2011 - Maszyny i urządzenia do drążenia wyrobisk korytarzowych i tunelowych. Wyd. Instytutu Techniki Górniczej KOMAG, Gliwice.
• [13] KOTWICA K. 2018 - Mechaniczne drążenie wyrobisk korytarzowych i tunelowych – problemy i propozycje ich rozwiązania. XXVI Międzynarodowa Konferencja Naukowo–Techniczna „Trwałość elementów i węzłów konstrukcyjnych maszyn Górniczych TEMAG”, Ustroń, s.113–130.
• [14] KRAUZE K., MUCHA K. 2016 - Zwiększenie odporności na zużycie ścierne noży kombajnowych. „Przegląd Górniczy” 72, nr 1, s. 63–67.
• [15] MANN R. 2014 - Wpływ cech geometrycznych noży stożkowych na energochłonność urabiania kombajnami chodnikowymi. Monografia. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [16] MIKUŁA S. 1978 - Trwałość zmęczeniowa cięgien łańcuchowych górniczych maszyn urabiających i transportowych. Prace badawcze CMG KOMAG, Gliwice.
• [17] MATERIAŁY II Krajowej Konferencji naukowo-Technicznej „Technologie obróbki przez nagniatanie”, Bydgoszcz 1980.
• [18] PRZYBYLSKI W. 1987 - Technologia obróbki nagniataniem. WNT, Warszawa.
• [19] THURO K., PLINNINGER R.J. 1998 - Geological limits in roadheader excavation – Four case studies. 8th International IAEG Congress. Balkema, Rotterdam, ISBN 90 5410 990 4, pp. 3545–3552.
• [20] YANG D., LI J., DU C., LIU S., ZHENG K., JIANG H. 2015 - Wear performance of conical pick in rotary–drilling cutting process. Electronic Journal of Geotechnical Engineering 20, No. 8, pp. 2031–2040.