Зависимость наработки пики гидромолота от износостойкости ее материала

Представлены результаты экспериментов по влиянию энергии удара на интенсивность ударно-абразивного изнашивания модельного инструмента из трех марок инструментальных сталей вида конической пики при ударном взаимодействии с фрагментом гранита. Часть инструмента подвергалась типовой термической обработке, практикуемой на заводах-изготовителях пик, другая — дополнительной обработке холодом или криогенной обработке. Для обоснования возможности переноса экспериментальных данных на натурные условия устанавливались рабочие параметры эксперимента, при соблюдении которых его условия будут подобны условиям работы пики гидромолота. Для выполнения указанного подобия уровень контактных напряжений между модельным инструментом и породой в экспериментах был таким же, как и при ударном внедрении пики. Установлена зависимость между интенсивностью ударно-абразивного изнашивания и энергией удара модельного инструмента, на основании которой рассчитаны интенсивности изнашивания пики гидромолота JCB HM380 при разрушении гранитных фрагментов. Оценивалась наработка пики, за которую принималось количество нанесенных ей ударов до полного изнашивания острия. Из сравнения наработки пик, изготовленных из анализируемых сталей и подвергнутых указанным видам термической обработки, сделан вывод о целесообразности внедрения операций обработки холодом и криогенной обработки в технологический процесс изготовления пик гидромолотов.

Болобов В. И., Ле Тхань Бинь, Чупин С. А., Плащинский В. А. Зависимость наработки пики гидромолота от износостойкости ее материала // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 5. – С. 68–79. DOI: 10.25018/0236-14932020-5-0-68-79.

Болобов Виктор Иванович¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: boloboff@mail.ru,
Ле Тхань Бинь — научный сотрудник, Vinacomin, Институт энергетики и горногомашиностроения (IEMM), Ханой, Социалистическая Республика Вьетнам,
Чупин Станислав Александрович¹ — канд. техн. наук, доцент,
Плащинский Вячеслав Алексеевич1 — аспирант,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Болобов В.И., e-mail: boloboff@mail.ru.

1. Федосеев А. П. Напряженно-деформированное состояние ударника для дробления негабаритов горных пород при динамическом нагружении // Горный информационно-аналитический бюллетень. —2013. —№ 12. —С. 156—159.

2. Родин М. С., Иванов С. Л. Обоснование и выбор параметров устройства для разрушения негабаритов в подземных условиях рудников компании «Де Бирс» // Записки Горного института. —2009. — Т. 182. —С. 105—109.

3. Толстунов С. А., Половинко А. В. Определение эффективности применения машин ударного действия при добыче крепких горных пород // Записки Горного института. —2013. —Т. 205. —С. 36—39.

4. Гречнева М. В., Толкачев С. А., Владимирцев И. К. Повышение износостойкости деталей горных машин // Вестник ИрГТУ. —2011. —№ 12(59). —С. 26—29.

5. Первов К. М., Коровин С. К., Аракчеев С. Н., Сафронов Д. В. Способы и средства упрочнения породоразрушающих инструментов горных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2003. —№ 10. — С. 168—172.

6. Ушаков Л. С., Климов В. Е. Выбор определяющих параметров для разработки математической модели разрушения горных пород ударным инструментом таранного типа // Горный информационно-аналитический бюллетень. —2017. —№ 10. —С. 100—105. DOI: 10.25018/0236-1493-2017-10-0-100-105.

7. Yang Daolong, Li J., Du C., Liu S., Zheng Kehong, Jiang H. Wear performance of conical pick in rotary-drilling cutting process // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2015. Vol. 20, No 8. Pp. 2031—2040.

8. Li Xuefeng, Wang Shibo, Ge S., Malekian Reza, Li Z. A theoretical model for estimating the peak cutting force of conical picks // Experimental Mechanics. 2018. Vol. 58, Pp. 709–720. DOI: 10.1007/s11340-017-0372-1.

9. Zverev E.A., Skeeba V. Yu., Martyushev N. V., Skeeba P.Yu. Integrated quality ensuring technique of plasma wear resistant coatings // Key Engineering Materials. 2017. Vol. 736. Pp. 132—137.

10. Prokopenko S. A., Ludzish V. S., Kurzina I. A. Improvement of cutting tools to increase the efficiency of destruction of rocks tunnel harvesters // Journal of Mining Science, 2016, Vol. 52, no 1, pp. 153—159.

11. Прокопенко С. А., Лудзиш В. С., Курзина И. А. Разработка комбайновых резцов нового класса // Горный журнал. — 2017. —№ 2. — С. 75—78.

12. Krasnyy V. A. The use of nanomaterials to improve the wear resistance of machine parts under fretting corrosion conditions // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 560(1), Article 012186. DOI: 10.1088/1757-899X/560/1/012186.

13. Ольт Ю., Максаров В. В., Красный В. А. Исследование износостойкости подшипниковых узлов двигателей карьерных автосамосвалов, работающих в условиях фреттингкоррозии // Записки Горного института. — 2019. — Т. 235. — С. 70—77. DOI: 10.31897/ PMI.2019.1.70.

14. Gabov V. V., Zadkov D. A., Nguyen Khac Linh Features of elementary burst formation during cutting coals and isotropic materials with reference cutting tool of mining machines // Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 236, pp. 153—161. DOI: 10.31897/PMI.2019.2.153.

15. Болобов В. И., Ле Тхань Бинь Закономерности разрушения материала ударника при повторяющихся единичных ударах // Записки Горного института. — 2018. — Т. 233. — С. 525—533. DOI: 10.31897/PMI.2018.5.525.

16. Ушаков Л. С., Котылев Ю. Е., Кравченко В. А. Гидравлические машины ударного действия. — М.: Машиностроение, 2000. — 416 с.

17. Клименко A. П. Холод в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1969. — 248 с.

18. Candane D., Alagumurthi N., Palaniradja K. Effect of cryogenic treatment on microstructure and wear characteristics of AISI M35 HSS // International Journal of Materials Science and Applications. 2013. Vol. 2. Issue 2, pp. 56—60.

19. Gill S. S., Singh J., Singh R., Singh H. Metallurgical principles of cryogenically treated tool steels — a review on the current state of science // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2011. Vol. 54, pp. 59—82.

20. Patil P. I., Tated R. G. Comparison of effects of cryogenic treatment on different types of steels: a review // International Conference in Computational Intelligence (ICCIA) — Proceedings published in International Journal of Computer Applications® (IJCA). 2012. pp. 10—29.

21. Tated R. G., Kajale S. R., Iyer K. Improvement in tool life of cutting tool by application of deep cryogenic treatment // 7th International Tooling Conference Held, Politecnico di Torino, Italy. 2006. Pp. 135—141.

22. Collins D. N., Dormer J. Deep cryogenic treatment of a D2 cold-work tool steel // Heat Treatment of Metals. 1997, no 3, Pp. 71—74.

23. Kalsi N. S. Cryogenic treatment of tool materials: a review // Materials and Manufacturing Processes. 2012. Vol. 25. Pp. 1077—1100.

24. Ivancivsky V. V., Skeeba V.Y., Bataev I. A., Lobanov D. V., Martyushev N. V., Sakha O. V., Khlebova I. V. The features of steel surface hardening with high energy heating by high frequency currents and shower cooling // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 156(1). 012025.

25. Plotnikova N. V., Skeeba V.Y., Martyushev N. V., Miller R. A., Rubtsova N. S. Formation of high-carbon abrasion-resistant surface layers when high-energy heating by high-frequency currents // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 156(1). 012022.

26. Martyushev N. V. Alignment of the microstructure of castings from the heterophase lead bronzes // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 880. Pp. 163—167.

27. Иванов К. И., Варич М. С., Дусев В. И., Андреев В. Д. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. Изд. 2. — М.: Недра, 1974. — 408 с.

28. Болобов В. И., Ле Тхань Бинь, Плащинский В. А. О распространении трещины разрушения по горной породе при ударе // Обогащение руд. — 2019. — № 6. — С. 3—7.

29. Ле Тхань Бинь, Болобов В. И., Нгуен Кхак Линь Влияние обработки холодом на механические свойства и износостойкость материалов пик гидромолотов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — СВ 25. — 12 с.