При разработке твердых пород с прочностью 120 МПа классические резцы постоянно сталкиваются с конструктивным противоречием: при повышенной твердости сплава корпус резца изнашивается и выходит из строя первым; при высокой износостойкости корпуса твердый сплав разрушается преждевременно. Кроме того, высокие температуры и переменные нагрузки провоцируют массовое образование микротрещин, из-за чего резцы постепенно теряют остроту, а эффективность разработки породы неуклонно снижается.
Для решения ключевых проблем при работе с твердыми породами мы заложили в основу дизайна принцип «синхронного износа твердого сплава и корпуса резца» и реализовали функцию «бионического самозатачивания». Это позволяет сократить частоту замены резцов, минимизировать простои оборудования, увеличить скорость разработки и предоставить надежное высокоэффективное решение для эксплуатации в условиях сверхтвердых пород.
1. Твердые породы 120 МПа – предельный полигон испытаний для резцов
Твердые породы с прочностью 120 МПа (маловыветренный гранит, плотный известняк и др.) обладают крайне высокой абразивностью. Резцы при эксплуатации подвергаются трем основным видам повреждений:
Ударное растрескивание: при интенсивных ударных нагрузках твердый сплав легко скалывается, а корпус резца подвергается излому. Стандартные резцы требуют частой замены в течение каждой рабочей смены.
Несинхронный износ: несоответствие твердости твердого сплава и корпуса резца приводит к тому, что коэффициент использования материала составляет менее 40 %. Часто наблюдается нерациональный расход ресурса: сплав сохраняет целостность, а корпус уже полностью изношен.
Высокотемпературная деградация: температура трения при резке пород превышает критическое значение, что провоцирует появление термоусталостных микротрещин, размягчение материала и постепенное снижение эффективности разработки породы.
2. Ключевое преимущество: синхронный износ, самозатачивание и подавление трещин для исключения неэффективных потерь
Благодаря градиентному подбору материалов и оптимизации конструкции достигнута точная синхронизация скорости износа резца. Изделие постоянно сохраняет режущую остроту в процессе работы и максимально реализует ресурс каждого элемента материала.
При разработке твердых пород с прочностью 120 МПа классические резцы постоянно сталкиваются с конструктивным противоречием: при повышенной твердости сплава корпус резца изнашивается и выходит из строя первым; при высокой износостойкости корпуса твердый сплав разрушается преждевременно. Кроме того, высокие температуры и переменные нагрузки провоцируют массовое образование микротрещин, из-за чего резцы постепенно теряют остроту, а эффективность разработки породы неуклонно снижается.
-
Градиентный подбор материалов
Головка резца: изготовлена из сверхизносостойкого твердого сплава с низким содержанием кобальта и крупными зернами, сочетает высочайшую износостойкость и сопротивляемость трещинам.
Корпус резца: выполнен из легированной стали 35CrMnSi, прошел холодную ковку и многоэтапную термообработку, приобретает свойства «вязкость внутри, твердость снаружи», эффективно амортизирует ударные нагрузки.Паяльный шов: применяется вакуумная печная пайка, прочность соединения повышена на 50 %, обеспечивает синхронную передачу нагрузок при износе и исключает риск отрыва головки сплава.- Оптимизация конструкции и самозатачивающая конструкция
Широкий плечевой конус + элемент самоповорота: равномерно распределяет ударные усилия, обеспечивает 360‑градусный равномерный износ, коренным образом решает проблему эксцентрического износа.
Бионический механизм самозатачивания: за счет градиентной структуры с высокой износостойкостью внешнего слоя и высокой вязкостью внутреннего слоя при постепенном износе естественно формируется новая острая режущая кромка. Всегда сохраняется оптимальный угол резки, достигается эффект «чем больше работает, тем острее становится».Результаты полевых испытаний: достигнут синхронный износ и постоянное самозатачивание, коэффициент использования материала превышает 90 %, ресурс одного резца в 2,8 раза выше по сравнению со стандартными резцами.- Эффективность на первом месте: новые стандарты разработки твердых пород
- Оптимизация конструкции и самозатачивающая конструкция
-
Снижение затрат: срок службы увеличен более чем в 2 раза, расходы на расходные материалы сокращены на 60 %, затраты на обслуживание оборудования снижены на 40 %.Повышение эффективности: простои из‑за замены резцов сокращены на 90 %, суточная проходка выросла с 3 метров до более 4 метров, месячная проходка увеличилась на 30 %.Высокая стабильность: отсутствует риск сколов головки и излома хвостовика, небольшие колебания нагрузки, более безопасный режим эксплуатации.На объектах, таких как водоотводные тоннели в провинции Шаньдун и твердопородные шахты в Гуйчжоу, данный резец демонстрирует «крайне низкий износ за смену и существенный рост эффективности», полностью решая узкое место при разработке твердых пород.
- Три рекомендации для строительных организаций
Для условий твердых пород 120 МПа мы рекомендуем:
Грамотный подбор резцов: не стоит слепо стремиться к максимальной твердости, необходимо выбирать модели резцов, адаптированные к геологическим условиям и обеспечивающие «синхронный износ».Отслеживание динамики износа: регулярно фиксировать и анализировать данные об износе резцов, строить кривую расхода под конкретный проект и динамически корректировать рабочие параметры разработки.Оценка совокупных затрат за весь цикл эксплуатации: высокоэффективные резцы имеют более высокую первоначальную цену за штуку, но за счет существенного сокращения простоев на замену и роста производительности часто дают лучший совокупный экономический эффект. - Три рекомендации для строительных организаций
5. Вывод
Разработка твердых пород с прочностью 120 МПа — это не борьба с постоянным интенсивным износом, а точная адаптация и разумное повышение эффективности. По‑настоящему высокоэффективные резцы благодаря синхронному износу, самозатачиванию и подавлению роста трещин обеспечивают производительную и бесперебойную разработку породы. Мы продолжаем развивать инновационные решения, помогая большему числу проектов осваивать твердые породы и достигать целей по ускорению работ, снижению затрат и повышению безопасности.