Науковий вісник НГУ

Геометричне моделювання поверхонь обробки вибою планетарними виконавчими органами гірничопрохідницьких машин

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2023

Останнє оновлення: 27 жовтня 2023

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 1871

Authors:

Д. Довгаль, orcid.org/0000-0002-1448-4152, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. Мацюк*, orcid.org/0000-0002-0861-0933, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (5): 054 - 059

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-5/054

Abstract:

Мета. Виявлення характерних форм поверхонь, що породжуються при русі різального інструменту, розташованого на робочих дисках планетарного виконавчого органу, в залежності від основних його параметрів у різних схемах реалізації. Це сприятиме надалі більш точному визначенню раціональних значень конструктивних і кінематичних параметрів виконавчого органу для конкретних конструктивних схем і експлуатаційних умов.

Методика. Використана схема для загального визначення поверхні, що утворюється у процесі обробки вибою системою робочих інструментів планетарного виконавчого органу, яка узагальнює в собі всі існуючі й теоретично можливі варіанти планетарного виконавчого органу із двома обертальними та одним поступальним рухом. В основу узагальненої моделі планетарного виконавчого органу покладено довільно зорієнтований рухомий робочий диск, що обертається, з розташованою на ньому системою робочих інструментів.

Результати. У роботі виконане моделювання й геометричний аналіз характерних форм поверхонь-носіїв (поверхонь обробки) траєкторій робочого інструменту, установленого на дисках планетарних виконавчих органів гірничопрохідницьких машин. Виявлені характерні особливості зміни форми поверхні обробки при варіюванні значеннями параметрів виконавчого органу та характер впливу кожного з них на форму даної поверхні з урахуванням особливостей взаємодії робочого інструменту з масивом, що руйнується.

Наукова новизна. Геометричний аналіз поверхонь-носіїв, що утворені множиною траєкторій руху робочих інструментів різних конструктивних схем планетарного виконавчого органу, показує, що у загальному випадку поверхнею обробки є відсік гвинтової гелікоїдальної циліндричної поверхні. У спрощеному випадку, вона перетворюється на відсік тороїдальної поверхні, із твірною у вигляді замкненої кривої другого порядку, форма якої залежить від значень кутів орієнтації робочого диску. Для виявлення характерних ознак формоутворення поверхні вибою, була виконана оцінка впливу окремо кожного із цих параметрів на форму поверхонь-носіїв робочих ділянок траєкторій руху інструменту (поверхонь обробки), розглядаючи, для спільності результатів, випадок максимальної обробки поверхні вибою робочими дисками виконавчого органу.

Практична значимість. Результати проведених у роботі досліджень дають теоретичне підґрунтя для вирішення технологічних питань взаємодії робочого інструменту планетарних виконавчих органів із масивом, що руйнується, де вкрай важливе значення мають геометричні параметри цієї взаємодії.

Ключові слова: вибій, гірничопрохідницька машина, планетарний виконавчий орган, різальний інструмент, поверхня обробки

References.

1. Franchuk, V. P., Ziborov, K. A., Krivda, V. V., & Fedoriachenko, S. O. (2018). Influence of thermophysical processes on the friction properties of wheel – rail pair in the contact area. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (2), 46-52. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-2/7.

2. Ziborov, K., & Fedoriachenko, S. (2015). On influence of additional members’ movability of mining vehicle on motion characteristics. New Developments in Mining Engineering. Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, January, 237-241. ISBN 978-131564877-4, 978-113802883-8.

3. Tian, W., Wang, L., & Bu, G. (2021). Application of Modern Machinery Design Method in Mine Machinery Design. Journal of Physics: Conference Series, 1748(6), 062003. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1748/6/062003.

4. Fan, D.-P., Zhang, J., Xu, G., Cheng, M.-M., & Shao, L. (2023). Salient objects in clutter. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 45(2), 2344-2366. https://doi.org/10.1109/tpami.2022.3166451.

5. Dovhal, D. О. (2016). Structural systematization of drilling executive units for full hole-drilling tunnel-boring machines. Visti Donetskoho Hirnychoho Instytutu, (1), 115-126.

6. Macias, F. J., Dahl, F., & Bruland, A. (2015). New Rock Abrasivity Test Method for Tool Life Assessments on Hard Rock Tunnel Boring: The Rolling Indentation Abrasion Test (RIAT). Rock Mechanics and Rock Engineering, 49(5), 1679-1693. https://doi.org/10.1007/s00603-015-0854-3.

7. Cho, J.-W., Jeon, S., Yu, S.-H., & Chang, S.-H. (2010). Optimum spacing of TBM disc cutters: A numerical simulation using the three-dimensional dynamic fracturing method. Tunnelling and Underground Space Technology, 25(3), 230-244. https://doi.org/10.1016/j.tust.2009.11.007.

8. Dovhal, D. О., & Zori, S. А. (2016). Multicriteria optimization algorithm of parameters of planetary executive bodies of rock-destructive drilling machines. Visti Donetskoho Hirnychoho Instytutu, 2(39), 20-33.

9. Wang, W., Liu, G., Li, J., Zha, C., & Lian, W. (2021). Numerical simulation study on rock-breaking process and mechanism of compound impact drilling. Energy Reports, 7, 3137-3148. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2021.05.040.

10. Li, T., Zhang, Z., Jia, C., Liu, B., Liu, Y., & Jiang, Y. (2022). Investigating the cutting force of disc cutter in multi-cutter rotary cutting of sandstone: Simulations and experiments. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 152, 105069. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2022.105069.

11. Stopka, G. (2021). Modelling of Rock Cutting with Asymmetrical Disc Tool Using Discrete-Element Method (DEM). Rock Mechanics and Rock Engineering, 54(12), 6265-6279. https://doi.org/10.1007/s00603-021-02611-y.

12. Mendyka, P. (2016). Innovative roadheader mining head with asymmetrical disc tools. 16^th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM2016, Science and Technologies in Geology, Exploration and Mining. https://doi.org/10.5593/sgem2016/b12/s03.064.

13. Chen, Y., Wei, T., & Gong, T. (2018). Research on optimal layout of cutter-head system of rock tunnel-boring machine based on Archimedes spiral theory. Advances in Mechanical Engineering, 10(2). https://doi.org/10.1177/1687814018759352.

14. Nehrii, S., Nehrii, T., Volkov, S., Zbykovskyy, Y., & Shvets, I. (2022). Operation complexity as one of the injury factors of coal miners. Mining of Mineral Deposits, 16(2), 95-102. https://doi.org/10.33271/mining16.02.095.

• < Попередня
• Наступна >