Аналитическое исследование процесса мехатронной вибрационной системы резания горной породы плоскими резцами шнекового бура

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

С.П.Шевчук, д-р техн. наук, проф., Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина, e-mail: Zstefv@fmail.com

Н.А.Шевчук, канд. техн. наук, доц., Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина, e-mail: Zstefv@fmail.com

О.А.Вовк, д-р техн. наук, доц., Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина, e-mail: Zstefv@fmail.com

С.В.Зайченко, д-р техн. наук, доц. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев, Украина, e-mail: Zstefv@fmail.com

Abstract:

Цель. Создание модели процесса мехатронной вибрационной системы резания горной породы плоскими резцами шнекового бура с учетом физико-механических свойств обрабатываемого массива и кинематических характеристик инструмента.

Методика. Разработана аналитическая модель процесса разрушения горной породы вибрационным режущим инструментом с учетом пластических свойств массива. Смоделированы основные технологические параметры процесса вибрационного резания горного массива с нормальными колебаниями: зависимости нормальных и касательных давлений в зоне взаимодействия рабочего органа со средой, нормальные и касательные напряжения в зоне разрушения горной породы, характеристики среды, зависимости вибрационных параметров мехатронной системы от особенностей геометрии зоны контакта плоских резцов с обрабатываемой средой.

Результаты. Обоснован выбор расчетной модели процесса вибрационного резания горной породы с нормальными к направлению движения рабочего органа колебаниями с учетом возникающих процессов при разрушении: сжимающих и растягивающих напряжений. Установлены основные этапы и взаимосвязи параметров при моделировании процесса вибрационного резания.

Научная новизна. Заключается в разработке метода анализа контактного взаимодействия режущего инструмента с горным массивом, с учетом изменения во время процесса резки физико-механических свойств обрабатываемого среды, целью которого является прогнозирование возникающих напряжений и давлений в зоне контакта и глубины обособленного слоя, а также определение условий возникновения процесса вибрационного резания.

Практическая значимость. Созданы теоретические основы резания горной породы плоскими резцами шнекового бура с учетом действия нормальной составляющей вибрации относительно направления движения с учетом особенностей деформации горного массива и контактного взаимодействия рабочего органа с обрабатываемой средой, позволяющие усовершенствовать технологию бурения скважин путем уменьшения энергоемкости процесса резания. Полученные результаты позволяют определить силовые параметры процесса и кинематические условия возникновения вибрационного резания. 

Reference / Список літератури

1. Neskromnykh, V.V., 2012. Razrusheniie gornyh porod pri provedenii heolohorazvedochnykh rabot [Destruction of rocks during exploration]. Krasnoyarsk: SFU.

Нескоромных В.В. Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ / Нескоромных В.В. – Красноярск: СФУ, 2012. – 300 с.

2. Borisov, K.I., 2012. The scientific method of evaluating the effectiveness of the dynamic processes of destruction of rocks during drilling modern tools of cutting-breaking action, Dr Sc. (Tech.). Tomsk.

Борисов К.И. Научный метод оценки эффективности динамических процессов разрушения горных пород при бурении скважин современными инструментами режуще-скалывающего действия: автореф. дис. на соискание научной степени д-ра техн. наук: 25.00.14 / К.И.Борисов. – Томск, 2012. – 36 с.

3. Neskromnykh, V.V., 2012. Analytical study of the process of cutting, chipping rock bit with PDC cutters. Bulletin of the Tomsk Politechnic University, Vol. 323, No. 1, pp. 191–195

Нескоромных В.В. Аналитическое исследование процесса резания-скалывания горной породы долотом с резцами PDC / В.В.Нескоромных, К.И.Борисов // Известия Томского политехнического университета. – 2013. – Т. 323. – № 1. – С. 191–195.

4. Neishteter, I.A., 1998. The kinetic nature of static and dynamic rock failure. In: The Ural State Mining and geological Academy, Improving the Technique and Technology of Drilling Boreholes for Solid Commercial Minerals, Russia, 1998, Yekaterinburg.

 

Нейштетер И.А. Кинетическая природа статического и динамического разрушения горных пород / И.А.Нейштетер // Межвузовский научный тематический сборник „Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые‟. – 1998. – Вып. 21. – С. 53–67.

Files:
03_2016_Shevchuk
Date 2016-07-29 Filesize 882.19 KB Download 404

Посетители

3312387
Сегодня
За месяц
Всего
467
8611
3312387

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Архив журнала по выпускам 2016 Содержание №3 2016 Разработка месторождений полезных ископаемых Аналитическое исследование процесса мехатронной вибрационной системы резания горной породы плоскими резцами шнекового бура