Способ определения сопротивляемости породы резанию Советский патент 1991 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для экспериментального определения сопротивляемости породы разрушению.

Цель изобретения - повышение точности определения сопротивляемости породы резанию.-

На фиг,1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фи1.2 г вид А на фиг.1; на фиг.З - кинематическая схема устройства.

Устройство для осуществления способа определения сопротивляемости породы резанию содержит ось 1, закрепленную в забое посредством крепежной плиты 2 с анкерами 3. На оси 1 установлен о возможностью вращения рычаг 4, поджатый гайкой 5. На одном плече рычага смонтирован ползун 6 с резцом 7, а на другом - груз 8. Плечо рычага 4 с грузом 8 соединено кривошипно- ползунным механизмом 9 с датчиком скорости - реостатом 10.

Способ определения сопротивляемости породы резанию осуществляют следующим образом.

В забое бурят шпур, в который перпендикулярно плоскости резания вставляют ось 1. На ось 1 насаживают крепежную плиту 2, которую с помощью анкеров 3 плотно поджимают к забою. Затем на ось 1 устанавливают рычаг 4.

На конец оси 1 навинчивают гайку 5. Ползун 6, перемещая на плече рычага 4 по направляющей, устанавливают на некотором заданном расстоянии i от центра вращения и крепят. В него вставляют резец 7. Рычаг 4 вместе с резцом 7 подвигают к забою. Вращая рычаг 4 вокруг оси 1, выравнивают забой. После этого устанавливается необходимая толщина стружки, Рычаг 4 поджимается гайкой 5, тем самым обеспечивается фиксация рычага 4 с резцом 7 относительно забоя в горизонтальной плоскости. На один из концов рычага 4 подвешивается груз 8 постоянной массы, посредством которого через рычаг 4 прикладывают усилие резания к резцу 7, приводя рычаг 4 во вращение в вертикальной плоскости. Кривошипно-ползунный механизм 9, закрепленный на одном из плеч рычага 4, перемещает ползун реостата 10, тем самым изменяя силу тока. По изменяющейся силе тока определяется скорость Vp движения резца.

Величину А сопротивляемости породы резанию рассчитывают из отношения

А -, Н/мм, п

где Fp - усилие резания, Н;

h - толщина срезаемой стружки, мм. Усилие резания Fp выражают из уравнения движения устройства

Мд-Мс, где Мд, Н -м- движущий момент;

Мс, Н -м - момент сопротивления; I, кгм - момент инерции устройства; е, с г - угловое ускорение;

или ± t-gr- Gli-slna-Fp- 2.

Домножив обе части уравнения на da и разделив на I, получим

:t«to(G± -f«Lb)da.

Проинтегрировав обе части данного уравнения, будем иметь

± G /sln«da-5dl/da, и домножив на I22, получим

±l Gj i/slnada iii/da.

Выразим из полученного уравнения усилие 30 резания Fp

G-h /sin a da.,. I Vp l2

/da 2$/da

или

Fp G-ri±Vl-m, H,

H /sinad a i где n Y- --r и m -.

2 /da2l§/da

С учетом того, что сопротивляемость породы резанию есть отношение усилия резания к толщине стружки, срезаемой резцом, получим

G-n , Д-т

А

ПГ Т

где А - сопротивляемость породы резанию, Н/мм;

h - толщина срезаемой стружки, мм;

,G - вес груза, Н;

Vp - скорость движения резца, м/с;

пит- постоянные коэффициенты, зависящие от величины h плеча рычага, на котором приложен вес груза G, и от величины h плеча рычага, на котором приложено усилие Fp резания.

Коэффициенты пит, как видно из формул, носят конструктивный характер и определяются заранее.

Знак + или - ставится перед вторым членом выражения , определяющим величину А сопртивляемости породы резанию, после обработки осциллограммы, получен- ной с реостата 10.

Знак + означает замедляющие процессы, сила инерции помогает движущей силе (весу груза), а - ускоряющийся процесс, сила инерции противодействует движущей силе. При выводе выражения используется прием интегрирования, т.е. все процессы, ускоряющие и замедляющие на определенном пути, суммируются и в зависимости от доли того или другого ставится знак. Геометрическим сложением ускоряю- щих и замедляющих процессов получают знак перед вторым членом выражения.

Предлагаемый способ позволяет учитывать динамику процесса резания, что приводит к более точному определению сопротивляемости пород резанию.

Формула изобретения Способ определения сопротивляемости породы резанию, заключающийся в том, что осуществляют резание породы путем при

5

1015

0

5

ложения усилия к резцу, измеряют толщину срезаемой стружки и рассчитывают сопротивляемость породы резанию, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения сопротивляемости породы резанию, усилие к резцу прикладывают посредством груза постоянной массы через рычаг, установленный на оси, перпендикулярной плоскости резания, измеряют скорость движения резца, з сопротивляемость породы резанию рассчитывают из выражения

л G-ri Vp-m

A -TT±-V

где А - сопротивляемость породы резанию, Н/мм;

h - толщина срезаемой стружки, мм;

G - вес груза, Н;

Vp - скорость движения резца, м/с

пит- постоянные коэффициенты, зависящие от величины И плеча рычага, на котором приложен вес G груза, и от величины (2 плеча рычага, на котором приложено усилие Fp резания.

ой А

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение точности определения сопротивления породы резанию путем обеспечения учета динамических / /// /7/ //7 /// /// /// /У/ составляющих усилия резания. На ось 1. закрепленную в забое, устанавливают рычаг (Р) 4, на одном конце которого монтируют резец 7. На второй конец Р 4 подвешивают груз 8 постоянного веса G (Н), посредством которого через Р 4 прикладывают усилие резания к резцу 7, приводя Р 4 во вращение в вертикальной плоскости. Имеряют скорость Vp (м/с) движения резца 7 и толщину h (мм) срезаемой стружки Сопротивляемость А (Н/мм) породы резанию рассчитывают из выражения : А Gn/h ± ±VP2- m/h, где тип- постоянные коэффициенты, зависящие от величины И плеча Р 4, на котором приложен вес G груза 8, и от величины 2 плеча Р 4, на котором приложено усилие Fp резания. 3 ил. С/) О О

/// /// /// /// /г/ ///////// ///

Фив.2

ЈИ80°

/ft/е.3

8

Ь