Для визначення сил опору на виконавчому органі при руйнуванні вугільного пласту спочатку виконавчий орган розбивається на три групи однотипних а бо різців із близькими параметрами установки відповідно до схеми набору. Потім визначаються середні зусилля різання й переміщення комбайна на різці для кожної групи. Розрахунок проводиться також для кожної групи для двох швидкостей подачі V_{п. б.} = 5.0 м/хв і V_{п. м.} =2.5 м/хв. Це необхідно для встановлення лінійної залежності потужності на двигуні від швидкості подачі комбайна - P=a+b•V_n. Надалі параметри, що відповідають більшій і меншій швидкостям подачі будуть позначатися відповідно індексами "б" і "м".

Середні зусилля різання й подачі визначаються по наступних залежностях:

де: Z_обi сила різання на гострому різці з кінематичним заднім кутом б_до = 10°, Н;

де: A_p - середня опірність пласту різанню в невіджатій зоні масиву очисного вибою, кН/м: A_p = 280 кН/м;

K_отi - коефіцієнт отжиму з урахуванням впливу механізованого кріплення. У випадку, як що в результаті розрахунку виходить K_отi > 1, то в якості розрахункового приймається K_отi =1 Коефіцієнт отжиму K_отi визначається по наступній залежності:

K_от - середній коефіцієнт отжима на крайці вибою:

Е - показник ступеня крихкості пласту при різанні:

В_зi - відстань від оголеної поверхні вибою до i-го різця, уважається середньої для кожної групи різців схеми набору різального інструменту:

забійна група: B_зз=0.5•B_з=0.32 м;

кутова група: B_зк=B_з=0.63 м;

крайня кутова група: B_зкк=B_з=0.63 м;

Hp - потужність розроблювального пласту, м: H_p = 2 м;

Коефіцієнт отжима К_отi дорiвнює:

забійна група:

кутова й крайня кутова групи:

b_р - розрахункова ширина ріжучої частини різця, див: b_р = 1.3 см;

h_i - середня товщина зрізу для кожної i-й групи різців для шнекових і барабанних виконавчих органів визначається по формулах:

забійна група:

група на ланцюзі:

кутова група:

n - частота обертання виконавчого органа, n = 39.4 об/хв;

n_рл - кількість різців в одній лінії різання для відповідних груп різців, шт: n_рлз= 2; n_рлк= 3; n_рлкк= 4;

для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2.5 м/хв:

забійна група:

кутова група:

крайня кутова група:

для швидкості подачі комбайна V_{п. б.} = 5.0 м/хв:

забійна група:

кутова група:

крайня кутова група:

t_i - ширина стружки на різці, прийнята для всіх різців крім крайніх кутових як напівсума відстаней до сусідніх ліній різання, см:

забійна група: t_з = 5.28 см;

кутова група: t_к = 2.85 см;

крайня кутова група: t_кк = 2.5 см;

K_зi - коефіцієнт оголення вибою. Для крайніхкутових різців приймається в межах 1.1ч1.25, причому більші значення приймаються при малому ступені крихкості. Приймаємо: K_зkk=1.1;

Для всіх інших різців обчислюється по формулах:

при t_i?t_оnmi

при t_i>t_оnmi

t_оnmi - оптимальна ширина стружки, див:

для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2.5 м/хв оптимальна ширина стружки:

забійна група:

кутова група:

- для швидкості подачі комбайна

V_{п. б. =} 5.0 м/хв оптимальна ширина стружки:

- забійна група:

- кутова група:

К_зi - оптимальний середній коефіцієнт оголення вибою при t_i=t_оптi:

Оптимальний середній коефіцієнт оголення вибою:

для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2,5 м/хв:

забійна група:

кутова група:

для швидкості подачі комбайна V_{п. б.} = 5,0 м/хв:

забійна група:

кутова група:

Коефіцієнт оголення вибою K_зi дорівнює: для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2,5 м/хв: забійна група: t_з=5,28>t_оптмз=4,53:

кутова група: t_з=2.85<t_оптмз=3,53:

для швидкості подачі комбайна V_{п. б.} = 5,0 м/хв: забійна група: t_з=5,28<t_оптмз=7.19:

кутова група: t_з=2.85<t_оптмз=5.46:

К_yi - коефіцієнт впливу кінематичного кута різання на питому енергію різання, визначається при д_к?60 град:

К_yi - кінематичний кут різання різця, град:

д_i - конструктивний кут різання: д_i=83є;

г - середній центральний кут: г=45є;

Коефіцієнт впливу кінематичного кута різання на питому енергію різання К_yi й кінематичний кут різання різця д_ki визначаються для двох швидкостей руху комбайна V_{п. б.} й V_{п. м.:}

для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2,5 м/хв:

для швидкості подачі комбайна V_{п. б.} = 5,0 м/хв:

К_фi - коефіцієнт впливу форми передньої поверхні ріжучої частини різця на силу різання. Для різців з овальної й плоскоклиновидною поверхнею К_фi=1.2;

К_пр - коефіцієнт впливу на силу різання поворотного різця, К_пр=1;

в_i - середній кут нахилу різця до напрямку подачі машини, що приймається за схемою набору різців на виконавчому органі, град:

забійна група: в_з=0є

кутова група: в_к=23,8є

крайня кутова група: в_ккап=34є

Сила різання на гострому різці для швидкості подачі комбайнаV_{п. м.} = 2,5 м/хв забійні групи:

Результати розрахунків зведемо в табл.3.1.

Таблиця 3.1 - Результати розрахунків сил різання Z_об, Н на гострому різці

б_i - кінематичний задній кут різця, град, обчислюється для шнекових і барабанних виконавчих органів:

б_i - конструктивний задній кут різця: б_i=8є;

Кінематичний задній кут різця:

для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2,5 м/хв:

для швидкості подачі комбайна V_{п. б.} = 5,0 м/хв:

С_ni - коефіцієнт пропорційності між силами подачі на затупленому й гострому різцях:

S_зi - проекція площадки затуплення різця на площину різання, для поворотних різців:

K_pi - коефіцієнт форми ріжучої крайки різця, К_рi = 0.7;

Д_ui - лінійне зношування по задній поверхні різця, приймається рівним максимальному значенню товщини пластини твердого сплаву по задній поверхні різця, Д_ui = 1 см;

b_кi - конструктивна ширина ріжучої частини різця, приймається по його характеристиці b_кi = b_р = 1.3 см;

Проекція площадки затуплення різця на площину різання:

Коефіцієнт пропорційності між силами подачі на затупленому й гострому різцях: для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2,5 м/хв:

забійна група:

кутова група:

крайня кутова група:

для швидкості подачі комбайна V_{п. б.} = 5,0 м/хв:

забійна група:

кутова група:

крайня кутова група:

Середні зусилля різання Z_cpi й подачі Y_cpi на різцях i-х груп для двох швидкостей подачі V_{п. б} й V_{п. м}: для швидкості подачі комбайна V_{п. м.} = 2,5 м/хв: забійна група:

Результати розрахунків зведемо в табл.3.2.

Таблиця 3.2 - Результати розрахунків зусиль різання й подачі

4. Сумарна середня сила різання на виконавчому органі