Selection and underground tests of the rotary tangential cutting picks used in cutting heads of the longwall and roadway miners

• Autorzy: Krauze K. , Kotwica K.

Warianty tytułu

PL

Dobór i badania dołowe noży styczno-obrotowych stosowanych w organach kombajnów ścianowych i chodnikowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Rock mining with use of the rotary tangential cutting tools requires consideration of numerous factors related with the tools itself, as weII as their holders, head-types and rock body properties. Analysis of the influence of construction, material and kinematics properties of the rotary tangential pick onto cutting process and durability of the cutting element (cutting head) enabled to propose general procedure of the cutting tool selection and assessment of its quality and durability as welI. The procedures enable precise defining of the requirements of ordered rotary tangential tools, including technical inspection procedure. Moreover, results of underground tests of chosen rotary tangential picks actualIy used in longwalI and heading miners in selected Polish Coal Mines compared with new-generation rotary tangential tools produced by Kennametal Company have also been presented. Moreover, influence of material type and properties of sintered carbide inserts, inc1uding cutting pick body material, onto its qualitative and quantitative wear have been presented.

PL

Urabianie mechaniczne w górnictwie podziemnym jest obecnie najczęściej stosowanym sposobem, zarówno pozyskiwania urobku jak i drążenia wyrobisk udostępniających i przygotowawczych. Polega ono na bezpośrednim oddziaływaniu narzędziem urabiającym w postaci udaru, nacisku statycznego lub skrawania na caliznę skalną. Dostarczona w ten sposób energia zostaje wykorzystana na pokonanie wewnętrznych sił spójności skały. Najbardziej rozpowszechnione jest urabianie skał przez skrawanie (frezowanie, struganie), które realizuje się narzędziami skrawającymi. Najczęściej do skrawania skał zwięzłych wykorzystuje się noże styczno-obrotowe. Noże styczno-obrotowe stosowane powszechnie do zbrojenia organów urabiających (kombajny ścianowe, chodnikowe) znalazły swoje zastosowanie dzięki większej trwałości w stosunku do noży stycznych czy promieniowych. Urabianie skał nożami styczno-obrotowymi wymaga uwzględnienia wielu czynników związanych z samymi narzędziami, uchwytami, organami i własnościami urabianej calizny. Przedstawienie wpływu parametrów konstrukcyjnych, materiałowych i kinematycznych noża styczno-obrotowego na proces frezowania i trwałość elementu urabiającego (organu) pozwoliło zaproponować ogólną procedurę doboru narzędzi skrawających, sposób oceny ich wykonania oraz określenie trwałości. Daje to możliwość dokładnego sprecyzowania wymagań dla zamawianych noży styczno-obrotowych i kontroli realizacji zamówienia. Kształt noża, wyrażony liniowymi i kątowymi wymiarami oraz własności materiału, z którego wykonano korpus, chwyt i ostrze (płytka) muszą spełniać określone wymagania związane z prawidłową realizacją procesu skrawania (ruchowe kąty skrawania) i długością czasu pracy (trwałość). Dlatego też zarówno w procesie projektowania jak i użytkowania ważnym jest ustalenie prawidłowych parametrów konstrukcyjnych noża styczno-obrotowego uwzględniające miejsce jego pracy (parametry kinematyczne i konstrukcyjne organu i uchwytu). Wtedy, zapewniając właściwe warunki pracy noży, należy określić wymagania materiałowe, które wynikają z budowy narzędzia skrawającego (wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie, udarność) i założonej trwałości (czasu eksploatacji). Ustalenie wspomnianych wcześniej wymagań pozwoli na zminimalizowanie zużycia narzędzi skrawających w określonych warunkach górniczo-geologicznych, w których pracuje lub przewidywana jest do zastosowania odpowiednia maszyna urabiająca. Wtedy ważnym jest określenie, na drodze empirycznej lub analitycznej, poziomu zużycia noży styczno-obrotowych dla konkretnego wyrobiska kopalnianego (ściana, chodnik). W dalszej konsekwencji powinno to przyczynić się do zapewnienia uzyskania założonego wydobycia dobowego lub postępu przodka, jak też do obniżenia kosztów wydobycia minerału użytecznego. Niedopełnienie powyższych wymagań może skutkować nieprawidłową pracą noża, co w konsekwencji prowadzi do jego szybkiego zużycia. W artykule przedstawiono ponadto opracowana metodykę badań i wyniki badań dołowych wybranych noży styczno-obrotowych S stosowanych obecnie na organach urabiających kombajnów ścianowych i chodnikowych w wytypowanych polskich kopalniach węgla kamiennego oraz noży styczno-obrotowych nowej generacji /inny Kennametal KN o porównywalnych parametrach konstrukcyjnych. Ocena zużycia noży styczno-obrotowych stosowanych w organach urabiających kombajnów górniczych została przeprowadzona w warunkach rzeczywistych, w wybranych przodkach eksploatacyjnych i w oparciu o badania porównawcze. Czas pracy każdego rodzaju noży wynosił minimum 5 dni roboczych. W czasie pracy wymieniano i zbierano zużyte noże dla każdego z badanych rodzajów - S i KN. Wymienione noże oraz noże pozostałe po badaniach poddano oględzinom w celu ustalenia ilościowego i jakościowego zużycia oraz typu i rodzaju zastosowanego słupka z węglika spiekanego. Otrzymane wyniki były podstawą do przeprowadzenia analizy i ustalenia szybkości zużycia się noży stosowanych w badaniach dołowych. Równocześnie z zakończeniem badań danego typu noży obliczano wielkość wydobycia odpowiadającego okresowi stosowania tych noży - wydobycie w tonach dla ściany węglowej, objętość urobionego urobku w metrach sześciennych dla przodka chodnikowego. Wyniki te przedstawiono w tabelach I i 2. Zaprezentowano również wpływ rodzaju i własności materiału słupka z węglika spiekanego oraz materiału korpusu noża na jego jakościowe i ilościowe zużycie.

Słowa kluczowe

EN

cutting head; shearer; roadheader; rotary tangential tools; wear

PL

organ urabiający; ścianowy kombajn węglowy; kombajn chodnikowy; noże styczno-obrotowe; zużycie

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 52, no 2
• Strony: 195--217
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krauze K.

autor

Kotwica K.

• AGH University of Science and Technology, Department of Mining, Dressing and Transportation Machines; al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Jonak J., 2002. Urabianie skał głowicami wielonarzędziowymi. Wydawnictwo Naukowe "Śląsk", Katowice.
• Jankowski Z., 2005. Wpływ geometrii ustawienia noża styczno-obrotowego na opory urabiania. Praca doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków.
• Krauze K., 1999. Zagadnienie ustawienia noży styczno-obrotowych na frezującym organie ślimakowym. Archiwum Górnictwa, vol. 44, Kraków.
• Krauze K., 2002. Urabianie skał kombajnami ścianowymi. Wydawnictwo Naukowe "Śląsk", Katowice.
• Krauze K., 2005. Propozycja wprowadzenia jednoznacznych oznaczeń dla noży styczno-obrotowych frezujących organów ślimakowych. Kwartalnik Naukowo-Techniczny "Maszyny Górnicze", nr 1 (101), Gliwice.