Марин Цветков



Дата22.07.2016
Размер80.35 Kb.


Годишник на Минно-геоложкия университет "Св. Иван Рилски"


том 44-45, свитък III, Механизация, електрификация и автоматизация на мините, София, 2002, стр. 49-51
ОТНОСНО НЯКОИ ТЕХНОЛОГИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ДИАМАНТЕНИТЕ ДИСКОВЕ ЗА РЯЗАНЕ НА СКАЛНИ МАТЕРИАЛИ


Марин Цветков
СД ”Мина - ЦЛ”

София 1325, България



Кристина Грозева
ЕТ ”Кристина М”

София 1505, България


РЕЗЮМЕ


Разгледана е пазарната конюнктура на диамантени дискове у нас и въз основа на анализи се предлага производството им да става само въз основа на физикомеханичните свойства на скалния материал. За производството на диамантени дискове е коментиран случаят,когато се използва синтетичен диамант,произведен според изискванията на стандартите на FEPA и на САЩ. Подробно са третирани показателите за производство на диамантен диск,в съответствие с вида на скалния материал.


ПРОБЛЕМЪТ ИЗБОР НА ДИАМАНТЕН ДИСК
Известно е,че напоследък у нас на пазара се предлага голям асортимент от диамантени дискове за рязане на различни материали,произведени от чуждестранни и български фирми. В повечето случаи диамантените дискове, които фирмите предлагат са с така нареченото общо предназначение: рязане на бетон, асфалтови настилки, керамика, теракот, гранитогрес и различни видо­ве скални материали. Очевидно е, че тези инструменти не могат да удовлетворят специфичните технологични изиск­вания за рационално рязане на различните скални материали. Освен това тези дискове са с най-различно качество и цена,която в повечето случаи се определя от конюнктурата на пазара и в по-малка степен от технико-технологичните параметри на инструментите. При тази ситуация не е рационално използването на диамантени дискове,които не са съобразени с експлоатационните усло­вия на работа на тези инструменти, и по-специално с вида и физикомеханичните свойства на скалния материал. В условията на пазарна икономика конкуренцията между фирмите производителки на диамантени инструменти налага те да приемат поръчки и за единични бройки,които да са съобразени с конкретните изисквания на потребите­ля. По този начин за да се направи една коректна поръчка за производство на диамантен диск,която максимално да удовлетворява изискванията на потребителя, е необхо­дима определена информация, която се разглежда по-долу.
Производството на диамантени дискове е свързано с два вида фактори: лимитиращи и избираеми.
Лимитиращите фактори се свързват главно с вида, физикомеханичните качества и зърнометричния състав на диамантения материал,който обикновено фирмите произ­водители на инструменти доставят от производителите на диамантен материал.

Избираемите фактори се определят от потребителя в зависимост от физикомеханичните свойства на рязания скален материал и други експлоатационни условия и изисквания.


Лимитиращи фактори от технологичната характерис­тика на диамантения диск.
Вид на диамантения материал. Това е един от основни­те фактори,който определя работоспособността и техни­ческия ресурс на диамантения инструмент. В настоящия момент дисковете за рязане на скални материали са със сегменти изготвени, изключително със синтетичен диа­мант. Този материал се произвежда с програмирани физико-механични свойства и зърнометрична характерис­тика, които показатели се определят от технологичните параметри на синтеза на диамант. Поради фирмените тайни на синтеза,заводите произвеждат синтетичен диамант с различни показатели,но тези материали най-общо отговарят на изискванията на ГОСТ(стандарт на бившия СССР), или на стандартите на FEPA(федерация на европейските производители на абразиви) и на САЩ. Продукцията на основните производители на синтетичен диамант в света, отговаря на изискванията на стандартите на FEPA и САЩ,поради което тук се разглежда само този материал.
Синтетичните диаманти се произвеждат с различно качество и са групирани в следните марки (сортове):, SDA,SDA85SDA100 и SDA100S.
Синтетичният диамант SDA се характеризира с много добри якостни показатели и контрулирана гранулометрия. Този материал е подходящ за изготвяне на сегменти за дискове за рязане на средно твърди скални материали като мрамори и варовици.
Материалът SDA85 е по-качествен от SDA и се характе­ризира с по-правилна форма на диамантените зърна,което качество определя и по-голямата му якост на ударни натоварвания. SDA85 е проектиран за диамантени инстру­менти за рязане на скални материали с по широк диапазон на твърдост. Може да се приеме,че този диамант е подхо­дящ за рязане на най-различни неметални материали. Синтетичният диамант SDA100 е много по-износоустойчив в сравнение с гореописаните. Този сорт материал съдържа по-голям процент диамантени зърна с повишени якостни качества и това обстоятелство го определя подходящ за инструменти за рязане на много твърди скални материали, като например гранитните материали и кварцитите. Инструментите с диамантени сегменти от SDA100 изискват по-голяма мощност на задвижващия двигател в сравнение с тези, изработени от SDA и SDA85.
Синтетичният диамант SDA100S е от изключително високо качество и е най-скъп. Използва се за специални нужди като изготвяне на сегменти за гатерни ножове, режещи много твърди скални материали и за сондажни корони.
Трудно може да се определи кой сорт диамант е най-подходящ за рязане на скални материали с дискове,но основният критерий е реализирането на минимална себе­стойност на единица срязана повърхност, която се определя чрез експериментални изследвания.
Зърнестост на диамантения материал. Известно е, че зърнестостта на обикновените абразивни диамантени материали, според стандартите на FEPA и САЩ, коли­чиствено се определят по така наречената дюймова система,която е различна от метричната, приета в някои страни от Източна Европа, Русия и други. Производители­те на синтетичен диамант от сортовете SDA,SDA85SDA100 и SDA100S доставят материал за инструменти за рязане на скални материали само по американския стандарт ASTM с размер на зърна та по-голям от 80 меша, тоест с фракции 60/80,50/60,40/50,30/40 и 20/30 (последният е с най-голям раэмер на зърната). В този аспект факторът зърнестост на диамантения материал е лимитиращ за производителите на диамантени дискове,с което обстоя­телство трябва да се съобразяват потребителите на тези инструменти.
Показатели на диамантения диск, определящи се от вида на скалния материал.
Концентрация на диамант.Това е един от най-важните показатели на диамантения диск,който определя режещи­те му свойства, производителността,техническия ресурс (рандеман) и цената. Концентрацията на диамант се нарича процентното съдържание на диамант (по маса) в единица обем от диамантоносния слой на сегмента от диска. И този важен показател се определя според американския стандарт въведен още през 1922 г. За 100 % концентрация условно е прието съдържанието на 72ct (1 ct = 0,2 g) диамант в един кубичен дюим. Тази мярка превърната в метричната система е 0,88 g/mm3. Като се има предвид,че плътността на диаманта е 3,52 g/cm3,се определя обемът,който заема диамантът в 1см3 тоест:

Vg = 0.88/3,52 = 0,25 cm3


Следователно независимо от вида на свързващото вещество при 100% концентрация диамантените частици заемат 25% от общия обем на диамантоносния слой.
Диамантените инструменти с най-общо предназначение се произвеждат с концентрация от 12,5 % до 200 %. Концентрацията на диамант в дисковете за рязане на скални материали се определя по технико-икономически съображения и обикновено варира от 25 % до 50 %.
При избор на концентрация на диамант трябва да се вземат под внимание много фактори,но най-важният е задържането на диамантеното зърно в свръзката макси­мално дълго време при условие,че е в състояние да запа­зи режещите свойства. Тази формулировка може да се поясни със следните два екстремални случая: диск с максимална и минимална концентрация на диамант.
При диск с голяма концентрация,по режещата повърх­ност на сегмента има голям брой диамантени зърна и при рязането,ударното им натоварване е эначително по-малко в сравнение с диск с малка концентрация. При тази ситуация вероятността да се откъртят зърна от свръзката е минимална и в резултат на това се получава заглаждане на острите режещи ръбове на зърната,при което се намалява и производителността на диска.
При диск с малка концентрация,поради намаления брой диамантени частици по повърхността на сегментите, натоварването на отделните режещи зърна е значително и ако се премине някаква определена критична стойност, зърната ще се натрошат или откъртят от свързващия слой. В резултат на това ще се увеличи износването на диаман­тения диск и рязането няма да е ефективно.
При обсъждането на концентрацията на диамант в режещия диск,трябва да се има предвид и здравината на свръзката,която количествено се определя с така наречения показател твърдост на свръзката.
Твърдост на свръзката. Свръзката в диамантения сегмент служи за закрепването на диамантените зърна и пълнителните вещества в достатъчно здрав диамантоно­сен слой. Свръзките на сегментите за рязане на скални материали са метални и се състоят от различни компози­ции на основите на калая, медта,желязото, кобалта и други. Основният параметър на металните свръзки, опре­делящ режещата способност на диска и техническият му ресурс, е тяхната твърдост, която се определя с микро­твърдомер. Въпросът за избор на съставни елементи и твърдост на металната свръзка е доста комплициран и не се определя еднозначно, тъй като важна роля оказват твърдостта и абразивността на скалния материал,които фактори са независими един от друг.
Най-общо за практиката важи следното правило: при твърда метална свръзка се постига малка производи­телност на рязане и голям технически ресурс, и обратно, при мека свръзка - голяма производителност и малък технически ресурс.
Едрина на диамантените зърна. Както по-горе бе отбе­лязано рационалната област на размера на диамантените зърна е ограничена и варира от фракция 60/80 меша до 20/30 меша. Изборът на едрина на диамантените зърна трябва да се основава на анализа на факторите, натовар­ващи работните зърна в процеса на рязане, а те са периферната скорост на рязане и твърдостта на скалния материал. За избора на оптимална зърнестост на диамантения материал важи правилото: твърдите скални материали се режат с диамантени дискове с малка зърнестост и с малка периферна скорост на рязане 30-40 m/s, и обратно,средно твърдите и меки скални материали- с инструмент с по-голяма зърнестост и с по-голяма периферна скорост 45/55 m/s.
Това са основните фактори,определящи избора на диамантен диск за рязане на скални материали.


Препоръчана за публикуване от редакционната колегия на секция
“Механизация, електрификация и автоматизация на мините”






База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница