Study on Fatigue Life of Plow Bit under Different Planning Parameters

Abstract

In order to study the fatigue life of plow bit under different planning parameters, the process of plow bit cutting coal seam is simulated based on a solid model. The variation of the stress in the joint between the blade and carbide head is obtained by simulating the planning process with different planning parameters of the weak joint (cutting angle, plow thickness and plow spacing). The fatigue life of the plow bit is predicted using the improved rain-flow method and the Miner linear accumulated fatigue damage model. According to the experiment on plow bit life, the stress amplitude and accumulated damage in one stroke are the least at the cutting angle of 80C, with the number of working strokes and working hours of a damaged plow bit reaching the maximum. The thicker the plow bit is, the larger is the resistance and higher is the damage. In addition, a smaller plow spacing implies a better planning ability and a smaller damage. The experimental data are consistent with the results of the theoretical analysis.

С целью исследования усталостной долговечности бурового долота с различными параметрами технологического проектирования проведено моделирование процесса подрезки угольного пласта с помощью долота на основе твердотельной модели. Изменение напряжения в соединении между лопаткой и твердосплавной головкой получили путем моделирования процесса проектирования при различных параметрах разработки слабого соединения (угол подрезки, толщина и шаг долота). Усталостную долговечность долота прогнозировали с помощью усовершенствованного метода дождевого потока и правила Майнера. Согласно данным испытаний на усталость значения амплитуды напряжений и накопления повреждений за один ход являются наименьшими при угле подрезки 80, при этом количество рабочих ходов и часов поврежденного долота достигает максимума. Чем толще долото, тем больше его сопротивление и тем значительнее повреждение. Кроме того, чем меньше шаг долота, тем проще его спроектировать и тем меньше повреждение. Результаты испытаний соответствуют данным теоретического анализа.

Із метою дослідження довговічності від утомленості бурового долота з різними параметрами технологічного проектування проведено моделювання процесу підрізки вугільного пласта за допомогою долота на основі твердотільної моделі. Зміну напруження в з’єднанні між лопаткою і твердосплавною головкою отримали шляхом моделювання процесу проектування за різних параметрів розробки слабкого з’єднання (кут підрізки, товщина і крок долота). Довговічність від утомленості долота спрогнозували за допомогою удосконаленого методу дощового потоку і правила Майнера. Згідно з даними випробувань на утому значення амплітуди напружень і накопичення пошкоджень за один хід є найменшими при куті підрізки 80, при цьому кількість робочих ходів і годин пошкодженого долота сягає максимуму. Чим товще долото, тим більший його опір і тим значніше пошкодження. Окрім того, чим менший крок долота, тим простіше його спроектувати і тим менше пошкодження. Результати випробувань збігаються з даними теоретичного аналізу.