Науковий вісник НГУ

Аналітичне дослідження процесу мехатронної вібраційної системи різання гірничої породи плоскими різцями шнекового бура

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ корисних копалин

Останнє оновлення: 07 серпня 2016

Опубліковано: 04 серпня 2016

Перегляди: 3613

Authors:

С.П.Шевчук, д-р техн. наук, проф., Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут‟, м. Київ, Україна, e-mail: Zstefv@fmail.com

Н.А.Шевчук, канд. техн. наук, доц., Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут‟, м. Київ, Україна, e-mail: Zstefv@fmail.com

О.О.Вовк, д-р техн. наук, доц., Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут‟, м. Київ, Україна, e-mail: Zstefv@fmail.com

С.В.Зайченко, д-р техн. наук, доц., Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут‟, м. Київ, Україна, e-mail: Zstefv@fmail.com

Abstract:

Мета. Створення моделі процесу мехатронної вібраційної системи різання гірської породи пласкими різцями шнекового бура з урахуванням фізико-механічних властивостей масиву, що обробляється та кінематичних характеристик інструмента.

Методика. Розроблена аналітична модель процесу руйнування гірської породи вібраційним ріжучим інструментом з урахуванням пластичних властивостей масиву. Змодельовані основні технологічні параметри процесу вібраційного різання гірського масиву з нормальними коливаннями: залежності нормальних і дотичних тисків у зоні взаємодії робочого органу із середовищем, нормальні й дотичні напруження в зоні руйнування гірської породи, характеристики середовища, залежності вібраційних параметрів мехатронної системи від особливостей зони контакту пласких різців з оброблюваним середовищем.

Результати. Обґрунтовано вибір розрахункової моделі процесу вібраційного різання гірської породи з нормальними до напряму руху робочого органу коливаннями з урахуванням виникаючих процесів при руйнуванні: стискаючих і розтягуючих напружень. Встановлені основні етапи та взаємозв’язки параметрів при моделюванні процесу вібраційного різання.

Наукова новизна. Полягає в розробці методу аналізу контактної взаємодії ріжучого інструменту з гірським масивом з урахуванням зміни під час процесу різання фізико-механічних властивостей оброблюваного середовища, метою якого є прогнозування виникаючих напружень і тисків у зоні контакту та глибини відокремленого шару, а також визначення умов виникнення процесу вібраційного різання.

Практична значимість. Створені теоретичні основи різання гірської породи пласкими різцями шнекового бура з урахуванням дії нормальної складової вібрації відносно напрямку руху з урахуванням особливостей деформації гірського масиву та контактної взаємодії робочого органу із середовищем, що обробляється, які дозволяють удосконалити технологію буріння свердловин шляхом зменшення енергоємності процесу різання. Отримані результати дозволяють визначити силові параметри процесу та кінематичні умови виникнення вібраційного різання.

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.

03_2016_Shevchuk
2016-07-29  882.19 KB  984

• < Попередня