«МАТЕРИАЛЫ Международной научно-технической конференции Дніпро-М Проблемы механики горно-металлургического комплекса 28 - 31 мая 2002 года Днепропетровск 2002 1 28 - 31 мая 2002 года в Национальном горном университете ...»

Министерство образования и наук

и Украины

Днепропетровская областная государственная администрация

Национальный горный университет

МАТЕРИАЛЫ

Международной научно-технической

конференции

Дніпро-М

«Проблемы механики

горно-металлургического комплекса»

28 - 31 мая 2002 года

Днепропетровск 2002 1 28 - 31 мая 2002 года в Национальном горном университете состоялась международная научно-техническая конференция «Проблемы механики горно–металлургического комплекса»

Организаторами конференции выступили Министерство образования и науки Украины, Днепропетровская областная государственная администрация, институт черной металлургии НАН Украины, горно-металлургическая группа ХК «Механобр», НТТЦ «Океанмаш», АО «НКМЗ», ХК «Центр-М», УЭЛНИИ, Днепропетровский агрегатный завод, АО «Днепропресс» и Национальный горный университет.

Цель конференции – дальнейшая консолидация научного и производственного потенциала Украины для развития перспективных направлений механики.

В работе конференции приняло участие более 300 специалистов в области металлургии, горного дела, транспортных систем и технологий из Украины, России, Германии, Польши, Белоруссии.

Участниками конференции было представлено более 250 научных докладов, в которых рассмотрены современное состояние и перспективы развития механики горно-металлургического комплекса и механики транспортных систем.

В период работы конференции в НГУ был организован семинар «Современные методы проектирования инженерного анализа и управления», выставка и демонстрация программных продуктов по компьютерному проектированию машин, механизмов и сооружений, представленных АО «НКМЗ», «Аскон-Киев», «АПМ», инженерной компанией ТЕХНОПОЛИС и демонстрация работы гидрокрепи КД- для тонких пластов производства завода «ДАЗ».

Оргкомитет конференции и редакционная коллегия сборника научных трудов НГА Украины выражает признательность за финансовую поддержку в издании научных трудов участникам конференции, предприятиям и организациям.

Содержание Стр.

Анциферов А.В. Многомассная динамическая модель вертикальной вибрационной мельницы Заболотный К.С., Жупиев А.Л., Безпалько Т.В. Исследование влияния параметров подъемной установки на изгиб каната при стационарной намотке на барабан с использованием плоской модели Гущин О.В. Пневмотранспорт сыпучих материалов в порционном режиме движения Бейгул В.О. Исследование динамики нагружения системы "буксировщик–карьерный автосамосвал" Лукьяненко А.Ф. Грохоты с неоднородным полем колебаний Кофанов А.С., Руль А.С., Кравченко П.А., Болобан Б.А. Отсадочная машина с под- вижным решетом, результаты испытаний Кириченко Е.А., Вишняк Е.А., Евтеев В.В. К вопросу совершенствования энергетиче- ских свойств мощных эрлифтов Кирия Р.В. Задачи и методы оптимального проектирования перегрузочных узлов лен- точных конвейеров Кириченко Е.А., Чеберячко И.М., Шворак В.Г. О комплексном подходе к проблеме добычи и переработки руд глубоководных месторождений Коноваленко А.Д. Повышение качества изготовления ободьев колес тракторов класса 0,6-1,4 ТС Вишняк Е.А., Кириченко Е.А., Шворак В.Г. Верификация конструктивных парамет- ров гидроподъемов в рамках системного подхода Лагунова Ю.А. Оценка эффективности рабочих процессов измельчительного оборудо- вания Кочура И.В. Наиболее вероятные риски для предприятий угольной промышленности Королев П.П., Алтухов В.Н, Левченко Э.П. Разработка и исследование роторно- ударной дробилки Макаров Д.М. Методика нахождения базиса адаптивного спектрального преобразова- ния для предварительной обработки вибросигналов Леепа И.И. Результаты исследования динамических процессов в механизме передвиже- ния колодцевого крана Светкина Е.Ю. Стабилизация композиционных материалов за счет активации минера- лов путем вибронагружения Сладковский А.В., Ситаж М., Сладковская О.П. Анализ температурных напряжений в железнодорожных колесах промышленного транспорта Сладковский А.В., Хмиленко В.С., Рубан В.Н. Восстановление профиля рабочей по- верхности колесных пар машин рельсового транспорта металлургических предприятий и ГОКов Сладковский А.В., Гондарь И.Н., Сладковская О.П. Тестовая модель прохождения железнодорожного колеса с подрессоренной массой неровности пути Сургай Н.С., Толстой М.Н. Снижение динамики экскавационной машины на основе имитационного моделирования её рабочего процесса (на примере карьерного роторного экскаватора) Сургай Н.С., Кулиш В.А., Карпенко А.В. Энергосберегающий подход к использова- нию высокопроизводительного оборудования непрерывного действия на открытых горных работах Федоскин В.А., Плахотник В.В., Хаддад Д.С. Особенности движения материала в виб- рационной сушильной установке Франчук В.П., Анциферов А.В., Егурнов А.И. Применение теории вязко-упругого по- ведения при исследовании гармонических колебаний пластины Чижик Е.Ф., Дырда В.И., Чижик Е.Е., Мельников О.К. Современное состояние и перспективы развития конструкций резиновых футеровок рудоразмольных мельниц Веселовский В.Б., Клим В.Ю., Сясев А.В. Разогрев составного стержня при высоко- частотном нагружении Громадский А.С. Исследование вибрации и разработка средств виброзащиты оборудо- вания карьерных экскаваторов Ленда В.А. Оптимизация характеристик параметрического импульса в нелинейных сис- темах с кусочно-линейными упругими связями Малащенко В.О., Сороківський О.І., Куновський Г.П., Малащенко В.В. Динаміка підіймання жорсткої високої споруди Орлова Н.Д., Овчинников П.Ф. О расчете параметров процесса изменения удельной поверхности металлических порошков при измельчении на вибрационных мельницах Настоящий В.А., Яцун В.В., Джирма С.А., Тарасенко А.А. Повышения технического уровня оборудования для измельчения, сортировки и транспортирования минеральных материалов методом гумирования Овчинников П.Ф. Обзор методов решения обыкновенных дифференциальных уравне- ний с переменными коэффициентами Выстороп А.П., Гребёнкин С.С. Технико-экономическое обоснование управления гор- ным давлением в лаве наклонного пласта пневматическими элементами с регулируемой жесткостью и несущей способностью Бондаренко Л.Н., Дырда В.И., Овчаренко Ю.Н., Терещенко Н.В., Рыжков И.Е., Андрушевич А.В. Оптимизация соотношений между элементами кулачковых механизмов Дырда В.И., Шолин М.К. К расчету металлорезиновых систем металлорезиновых сис- тем Заболотный К.С., Зиновьев С.Н. Моделирование отрыва жидкой пленки и капель с поверхностного слоя жидкости, расположенной на цилиндрической поверхности Павленко А.П., Кийко А.И., Ивахненко В.Н., Садило А.В. Высокочувствительная система обнаружения и предупреждения боксования тягового рельсового транспорта Ильин С.Р., Дворников В.И., Карцелин Е.Р. Программный комплекс “армировка шахтного ствола” Кийко А.И., Павленко А.П. Моделирование динамических процессов в системе «тяго- вый электродвигатель – колесная пара – рельсовый путь – противобоксовочная система»

Константинов Е.Г., Тарасенко Е.А., Орлова Т.Л. К вопросу о повышении свойств сталей, работающих в условиях ударно истирающих нагрузок истирающих при пониженных температурах окружающей среды Науменко Е.Г., Сальников А.С. Исследование фазового состава износостойких нитри- дов Логвиненко Е.А., Силич-Балгабаева В.Б. Обоснование, расчет динамических пара- метров и создание асимметричных вибромашин с бигармоническим возбуждением Логвиненко Е.А., Силич-Балгабаева В.Б., Пилипенко Т.А. Влияние спектра вибра- ции на формование железобетонных конструкций Науменко Ю.В. Прогнозирование параметров вращательных режимов горизонтальных барабанных машин горно-металлургического комплекса Олишевский Г.С. Определение рациональных параметров гидротранспортных систем средствами ПЭВМ Крижанівський Є.І., Вольченко Д.О., Пургал М.П. До методик розрахунку динаміч- ної і теплової навантаженості різних типів стрічково-колодкових гальм бурових лебідок Вольченко О.І., Криштопа С.І., Вольченко М.О., Сп’як М.А. Теплонавантаженість стрічково-колодкового гальма з обертальними фрикційними накладками Петрик А.А., Вольченко Н.А., Волощук В.В. Термоэлектрическое охлаждение бара- банно-колодочных тормозов различных типов Петров А.Г.

Защита от взаимного заклинивания очистного комбайна и скребкового конвейера Корнеев С.В., Сафонов В.И. Поиск места заклинивания тягового органа скребкового конвейера с применением метода пробного пуска Корнеев С.В., Варченко Ю.Э., Сафонов В.И. Новый способ монтажного натяжения тягового органа забойных скребковых конвейеров Хоменко О.Е. Технология отработки руд в зонах влияния выработанного пространства Хромов В.Г., Бохонский А.И., Хромов Е.В. Исследования фрикционных колебаний питающих катушек канатовьющих машин Костецька Н.Б., Ярошенко В.Ф. Шляхи забезпечення надійності підшипникових вуз- лів подрібнювачів граніту Таран А.А. Выбор основных параметров шахтных локомотивов с комбинированным приводом Горобец С.В., Горобец О.Ю. Теоретический расчет параметров насадки магнитного фильтра, состоящей из решетки железных шаров Дятчин В.З., Дудченко А.Х., Франчук В.П. Определение рациональных форм просеи- вающих поверхностей для грохочения различной крупности материала Кошик Ю.И., Недельский А.Г., Дятчин В.З. Опыт применения и перспективы разви- тия вибрационных машин и механизмов на добыче и переработке полезных ископаемых Вернер И.В. Использование средств компьютерного моделирования при проектирова- нии гидропередачи привода шахтного локомотива Иохельсон З.М. Теоретические основы взрывозащиты нагревающихся элементов руд- ничного электрооборудования Мушенков Ю.А., Вишинський В.Т., Рахманов С.Р., Зданевич С.В. Використання ін- формаційних технологій в НДРС на кафедрі теоретичної механіки НМЕТАУ Брюханов А.М., Мнухин А.Г., Манжос Ю.В., Иванилов В.Н., Антипин А.В., Иохельсон З.М. Рудничный взрывной прибор со специальным видом взрывозащиты на основе эпоксидного компаунда Рагулина Т.В., Харитонов В.П. Высокопроизводительные системы очистки жидких сред в горно-металлургических переделах Алимов В.И., Матвеев Г.П., Кондрацкий В.Л., Алимова С.В. Социально- психологические мотивы адаптации инженерного образования к современности Бузило В.І., Горова А.І., Долинський В.А., Скворцов В.О., Ковров О.С. До еко- логічної програми розвитку гірничовидобувної галузі України Бондаренко Н.К., Єфімов В.Г., Резніков М.Г. Порівняльні дослідження реагентів на ефектівність очищення шахтних вод від механічних домішок, які визначають фактори заблуднення навколошнього природного середовища гірничим підприємством Лобков Н.И. Исследование сдвижения породных слоев над очистными выработками пологих пластов Финкельштейн З.Л., Бойко Н.З. Применение гидродинамических фильтров в обору- довании горно-металлургического комплекса Худолей О.Г. Модификация коэффициента вариации для оценки конкурентоспособно- сти угольных шахт Басс К.М., Небатов А.В. Кинематический анализ механизма привода отсадочной ма- шины с подвижным решетом Небатов А.В., Басс К.М., Федоскин В.А. Оперативное регулирование процесса отсадки в машинах с подвижным решетом Франчук В.П., Басс К.М., Басс Т.П. Воздушно-пульсационная отсадочная машина с регулируемыми негармоническими колебаниями рабочей среды Ларионов Г.И. К вопросу о выборе формы валов бесшпоночных соединений Табаченко Н.М. Охрана выработок под сводом естественного равновесия Ільїна І.С. Моделювання параметричних коливань підйомної посудини шахтної врівноваженої установки при взаємодії з жорстким армуванням під час аварійного гальмування Рахманов С.Р. Повышение износостойкости матричных колец при горячем прессова- нии труб Кузнецов Г.В., Фомичев В.В., Гусенко М.В. Анализ связи между производительно- стью конусной дробилки ККД 1500/180 и расходом футеровочной стали Козорезов К.И. Загадки ударных кратеров, парадокс плотности метеороидов, некото- рые тайны неопознанных летающих объектов (НЛО) Дидык Р.П., Олишевская В.Е. Теория и практика повышения трещиностойкости кон- струкционных материалов Сердюк А.А., Степаненко И.В. Долговечность упругого слоя секционной футеровки приводного барабана ленточного конвейера Пацера С.Т., Метелин Е.П., Радзюк И.Г., Полях М.Ю. Системный подход к оценке качества продукции при производстве и сертификации, основанный на стандартах ISO Кузьменко О.М. Геометрично інтегровані системи технічного планування інтенсифіка- ції гірничих робіт Усатый В.Ю., Усатый В.В. Совершенствование технологии горных работ в условиях ЗАО «ЗЖРК»

Недолужко В.Н., Скляренко А.А., Торгаев Л.В. Вопросы ликвидации угольных шахт центрального району Донбасса Царенок И.А. Исследование влияния крупности исходного продукта на производитель- ность барабанных мельниц Півняк Г.Г., Пілов П.І., Салов В.О. Адаптація управління вищими навчальними за- кладами до сучасних умов Большаков В.И. Пути повышения надёжности и ремонтопригодности оборудования прокатных станов Дыченко А.С. Современные технологии определения распределения внутренних физи- ческих параметров в зависимости от геометрической формы тела Таран И.А., Ширин Л.Н. О выборе типа передачи шахтного локомотива с дизельным двигателем Новицкий А.В. Совершенствование конструкций рельсового тормоза шахтных локомо- тивов Савченко Ю.В. Новые мелкодисперсные твердые сплавы WC—Ni—Co Воскресенский В.С. Некоторые возможности применения комплекса Visualnastran 4D для трехмерного моделирования процессов работы и прочностных расчетов в угольном машиностроении Сторожев В.И., Кононов Ю.Н., Щепин Н.Н., Плескач Б.В. Разработка математиче- ской модели расчета усилий и конфигурации роликов догибочной машины Сясев А. В. Формирование термомеханического состояния тел в процессе кристаллиза- ции Глушко А.И. Особенности применение эмульсионных взрывчатых веществ на карьерах Надутый В.П., Лапшин Е.С. Интенсификация переработки горной массы на основе процесса сегрегации Ходос О.Г., Дерюгин О.В. Применение резинометаллических элементов в системе под- вешивания ходовой части шахтного рельсового транспорта Мямлин С.В. Зависимость динамических качеств порожних грузовых вагонов от тех- нического состояния ходовых частей Каряченко Н.В. К вопросу о динамике гибких рабочих органов грузотранспортирую- щих установок с подвижной инерционной нагрузкой Горбенко В.В., Винник И.А. Получение комплексных легирующих добавок из никель- содержащих отходов после электроэрозионной обработки деталей Алимов В.И., Матвеев Г.П., Кондрацкий В.Л., Алимова С.В. Социально- психологические мотивы адаптации инженерного образования к современности Запара Е.С., Бондаренко А.А. Обоснование рационального режима работы грунтоза- борных устройств при эксплуатации Маляров П.В. Результаты внедрения и перспективы совершенствования эксперимен- тальной ячейковой футеровки для шаровых барабанных мельниц Риполь-Сарагоси Т.Л. Экологическое обоснование нецелесообразности применения адсорбционной осушки для подвижного состава промышленного транспорта Кочура И.В. Рисковые ситуации в производственной деятельности угольных предпри- ятий Калиниченко В.В. Повышение эффективности грохочения влажной горной массы пу- тем интенсификации процесса Краснопер В.П. Результаты исследований процесса тонкого грохочения на грохоте с непосредственным возбуждением сита Веселкова Т.А., Мещеряков В.И., Сенина Т.И., Глухов Н.И. Воздействие продуктов разложения ингибирующих добавок на реагирующие поверхности Луцкий М.Б., Дорожко И.К., Луценко В.А., Коваленко А.А., Чичкан А.А. Новая конструкция металлических шпал для рудничного транспорта Бакланов А.А., Трофимов О.Г. О повторном использовании выработок при столбовой системе разработки Гого В.Б. Обоснование параметров и характеристика элементов комплексной газлифт- ной системы гидротранспорта Кольчик Е.И., Мороз О.К., Кольчик И.Е., Касьян Р.Н. К вопросу о выборе оптималь- ного сечения подготовительных выработок Півняк Г.Г., Школа М.І., Кириченко В.В. Роль програмного керування в підвищенні надійності синхронних електроприводів з пружними муфтами Пивняк Г.Г., Кириченко В.И., Бородай В.А. О повышении надежности пуска крупных производственных механизмов Пивняк Г.Г., Кириченко В.В., Боровик Р.А. О проблемах модернизации барабанных мельниц и их электромеханических систем Кириченко В.И., Рыбаков А.А. О дополнительных возможностях управления эффективностью процесса измельчения в барабанных мельницах Коноваленко А.Д. Повышение качества изготовления ободьев колес тракторов класса 0,61,4 ТС Бондаренко Н.К., Єфімов В.Г., Рєзніков М.Г. Порівняльні дослідження реагентів на ефективність очищення шахтних водвід механічних домішок, які визначають фактори забруднення навколишнього середовища гірничим підприємством Бузило В.І., Горова А.І., Долинський В.А., Скворцов В.О., Ковров О.С. До еко- логічної програми розвитку гірничовидобувної галузі україни Кириченко В.Я., Сугаренко Г.Г. Ресурсосбережение при креплении и поддержании горных выработок Костыря В.Ю., Долженков И.Е., Деревянко С.А., Костыря Ю.Ф., Кравченко Л. Ис- пользование трёхмерной графики при ресурсооценке надёжности и долговечности деталей агрегатов горно-металлургического комплекса Пивень Ю.А., Доронин А.Д., Пушной П.И., Гончаров А.Д. Контроль технологиче- ских процессов в очистных забоях, оборудованных щитовыми агрегатами, с использованием звукоулавливающей аппаратуры Борисенко Э.В., Могунов С.Г., Пилютин В.В., Теросипов В.М. Научно-техническое обоснование и опыт применения комбинированной забойки при ведении буровзрывных работ Гребенкин С.С., Артамонов В.Н., Кузык И.Н., Керкез С.Д. Направленное изменение свойств угля гидровоздействием в зонах ведения БВР Хмара Л.А., Соколов И.А., Урих Е.И. Высокоэффективное землеройное оборудование для горно-металлургического комплекса Заболотный К.С., Жупиев А.Л., Безпалько Т.В. Критерий допустимых кривизн для определения шага нарезки канавок на цилиндрическом барабане шахтной подъемной машины Маляров П.В. Интенсификация процессов разделения материалов по крупности в бара- банных грохотах Литовко Б.М. Анализ эффективности пневматических сетей рудных шахт Константинов Е.Г., Тарасенко Е.А., Орлова Т.Л. К вопросу о повышении свойств сталей, работающих в условиях ударно истирающих нагрузок при пониженных температурах окружающей среды Лобков Н.И. Исследование сдвижения породных слоёв над очистными выработками пологих пластов Заболотный К.С., Зиновьев С.Н. Моделирование отрыва жидкой пленки и капель с поверхностного слоя жидкости, расположенной на цилиндрической поверхности Лобков Н.И., Носач А.К., Бачурин Л.Л., Присяжный Д.Н. Исследование влияния скорости подвигания на работу очистного забоя Носач А.К., Кольчик Е.И., Исаенков А.А. Влияние состава пород и степени метамор- физма на газопроницаемость выработанного пространства Ширин Л.Н., Посунько Л.Н., Сидоренко Г.П. Технологическое обоснование средств вспомогательного транспорта в подготовительных выработках с анкерным креплением Зиборов К.А. Выбор параметров элементов привода шахтного локомотива с гидромеха- ническим передаточным механизмом Ярошенко В.Ф. Хвильові процеси в приводах з ланцюговими та пасовими передачами Блохин С.Е., Сердюк А.А. Адаптация выпускников механико–машиностроительного факультета НГУ к научно–педагогической работе Зюзь В.Н. Погрешности при балансировке роторов по методу двух пусков Сердюк А.А., Старченко Е.В., Калашников О.Ю. Перспективный транспорт для глу- боких карьеров Зюзь В.Н. Погрешности при балансировке роторов по методу трех пусков (через 120 градусов) Твердохлеб А.М. О повышении синхронизирующей способности синхронных двигате- лей Франчук В.П., Титов А.А. Исследование влияния свойств загрузки виброударных мельниц на ее массовые характеристики Шаталов Р.М. Сопротивление движению конвейерной ленты и диагностирование со- стояния роликоопор Холодняк А.Г, Ганкевич В.Ф. Определение факторов влияющих на возникновение вибрации приводов исполнительных органов роторных экскаваторов типа SRs – Пучков А.И. Оценка параметров гидравлического балансира шахтного локомотива Микитась А.П. Машины для механизации основных процессов при проходке вырабо- ток с использованием БВР Алімов В.І., Єгоров М.Т., Штихно А.П. Удосконалення деформаційно-термічного зміцнення швидкорізальних сталей Большаков В.И., Учитель А.Д., Зелов Е.А., Засельский В.И., Григорьева В.Г., Сорокин А.В., Учитель С.А., Коваленко И.М. Оборудование для контроля качества металлургической шихты Учитель А.Д., Григорьева В.Г., Засельский В.Н., Учитель С.А., Зайцев Г.Л., Большаков В.И. Новое оборудование для подготовки сырья к агломерации и спеканию Большаков В.И., Учитель А.Д., Григорьева В.Г., Засельский В.И., Зелов Е.А., Швед С.В., Зайцев Г.Л. Перспективное оборудование для подготовки агломератов и спеков к плавке Драгобецкий В.В. Определение технологических параметров получения штампо- сварных изделий при штамповке и сварке взрывом Кассов В.Д. Повышение надежности сварных узлов горношахтного оборудования Ушеренко С.М., Правдин Н.Ю., Губенко С.И., Ситало В.Г., Бунчук Ю.П. Структур- ные изменения в металлической мишени при взрывном легировании Пістунов І.М., Цапко В.К. Оптимальний вибір антифрикційного матеріалу Бодун В.М. Експериментальне дослідження повзучості та довготривалої міцності спе- чених порошкових матеріалів Тулашвілі Ю.Й., Кошелюк В.А. Аналіз структури конструкційних порошкових виро- бів на основі геометрично-імовірнісного опису упаковки часток порошку сферичної форми Веренев В.В. Инженерная методика выбора оптимальных конструктивных параметров линии привода прокатного стана Шинский О.И., Русаков П.В. Вибрационные технологии и оборудование для получе- ния литых деталей Богдан К.С. Весодозирующее оборудование повышенной надежности для составления литейной шихты Бойко Л.В., Дудка А.М., Вишинський В.Т. Розробка композиційних матеріалів трибо- технічного призначення з високопористою орієнтованою металевою матрицею Цапко В.К., Пилипчатин Л.Д., Гулковский Д.П., Вышинский В.Т., Чернавский Г.Г.

Конструктивные и функциональные особенности машин для дробления и измельчения сырья при производстве изделий из огнеупоров Черевик Ю.И., Вышинский В.Т. Пути улучшения динамических характеристик глав- ных приводов станов холодной прокатки труб Колобов Г.А., Бредихин В.Н., Мирович И.Э., Козловский К.П. Применение отбойно- воздушной сепарации стружки цветных металлов для обеспечения стабильной работы центрифуг

МНОГОМАССНАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ВИБРАЦИОННОЙ

МЕЛЬНИЦЫ

Анциферов А.В., Национальный горный университет, Днепропетровск Существуют машины и устройства, динамический анализ которых приводит к необходимости рассматривать многомассные виброударные системы. В частности к ним относятся вибрационные машины технологического назначения: мельницы, транспортирующие машины, грохота и питатели. Среди этих машин отдельным классом можно выделить вертикальные вибрационные мельницы (МВВ). Особенностью их работы является то, что рабочий орган совершает гармонические колебания в вертикальной плоскости, что приводит к периодическим взаимодействиям ее с технологической загрузкой (как правило это шары, заполняющих помольную камеру до определенного уровня). Аппараты этого типа имеют перспективное направление использования не только как эффективные измельчители, но и как активаторы или механохимические реакторы. Это показали результаты предварительных экспериментов, проведенных на лабораторных мельницах в Национальном горном университете. Основной вывод из анализа полученных результатов сводится к тому, что наиболее эффективным режимом работы МВВ является виброударный режим. Поэтому идеей данного направления исследований является разработка теории выбора и обоснования технологических параметров МВВ с позиций виброударных систем. В основу проводимого анализа положены два исходных положения: 1) абсолютно неупругое взаимодействие загрузки с днищем камеры; 2) рассматривается граничный случай взаимодействия масс – режим непрерывного подбрасывания, когда загрузка после контакта с днищем мгновенно отрывается от него, меняя направление движения на противоположное. В рассмотренных ранее случаях загрузка принималась как единичная масса. Закономерный интерес представляет подход, при котором технологическая загрузка рассматривается как система масс, в частности одномерный столбик, совершающий правильные движения. Для упругого взаимодействия нижней массы с ударником получены уравнения движения этой простейшей многомассной системы. Однако, для приведенных выше исходных положений они не выполняются. Решить эту задачу предельным переходом в соотношениях также невозможно. Поэтому в данной работе на основании принятых предположений проводятся преобразования исходных уравнений и далее рассматриваются несколько примеров расчета исследуемых систем. Исходными данными являются количество масс т, соотношения между ними n и соотношения между коэффициентами восстановления скорости для различных пар масс Rn. Рассматриваются правильные движения систем из двух, трех и четырех элементов при различных законах изменения n и Rn. Построены области изменения этих параметров, обеспечивающих виброударное взаимодействие элементов системы. Для рассмотренных случаев определяются динамические высоты столбиков. Анализ результатов и сравнение их с известными данными позволяет указать модель, которая наиболее близко соответствует поведению технологической загрузки МВВ.

УДК 621.863.2:539.4.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ НА ИЗГИБ

КАНАТА ПРИ СТАЦИОНАРНОЙ НАМОТКЕ НА БАРАБАН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ПЛОСКОЙ МОДЕЛИ

Национальный горный университет, Днепропетровск Актуальной задачей совершенствования конструкций барабанных шахтных подъемных машин (ШПМ) является увеличение их канатоемкости, что непосредственно связано с назначением минимального шага намотки каната на барабан. Для назначения шага в настоящее время используется критерий точечного касания навиваемого каната и соседнего навитого каната. Находящиеся в эксплуатации четырех- и пятиметровые машины с деревянной футеровкой имеют шаг намотки меньше, чем шаг, рекомендуемый по этому критерию. В связи с этим, необходимо выдвинуть новый критерий, которому бы удовлетворяли уже существующие машины.

В качестве критерия работоспособности подъемной машины с точки зрения процесса намотки каната на барабан предлагаем критерий кривизн, суть которого в выполнении следующего условия: отношение радиуса кривизны оси наматываемого каната к радиусу каната должно быть больше либо равно отношению диаметра барабана к диаметру каната (Db/dk), рекомендуемого правилами безопасности (ПБ). Такой критерий гарантирует обеспечение значений максимальных изгибных напряжений проволок каната, а также нормального давления на соседний канат и на гребешок канавки, меньших либо равных соответствующим значениям при намотке на дно канавки машины с минимальным Db/dk, допустимым по ПБ.

Для использования предложенного критерия решена задача определения кривизны оси наматываемого каната в предположении, что ось наматываемого каната вплоть до точки, соответствующей контакту каната с дном канавки барабана, лежит в плоскости девиации. Профиль канавки лежит в плоскости, проходящей через ось барабана, и представляется сопряжением дуг окружностей и отрезков прямых.

Применение критерия кривизн приводит к следующим результатам:

1) намотка на гребешок (случай пустой соседней канавки со стороны уменьшения угла девиации) более опасна, чем намотка на соседний канат;

2) критерий точечного касания приводит к завышенному шагу намотки; увеличение угла девиации за значение 1,5°, рекомендуемое по ПБ, вплоть до величин 1.8-2.4° (в зависимости от отношения диаметра барабана к диаметру каната), не приводит к превышению допустимого значения кривизны каната.

УДК 621.867.

ПНЕВМОТРАНСПОРТ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В ПОРЦИОННОМ РЕЖИМЕ

ДВИЖЕНИЯ

Гущин О.В., Донбасская государственная машиностроительная академия, Краматорск Доставка сыпучих материалов относительно чистым экологически пневматическим транспортом имеет большое народнохозяйственное значение и касается как очень крупных по объему грузопотоков (измельченные полезные ископаемые в горном деле, каменный уголь в системе топливоподачи ТЭЦ, сухие пески и формовочные материалы в литейном производстве), так и небольших грузопотоков в технологических транспортных системах и поточных линиях. На промышленных предприятиях для перемещения сыпучих материалов широкое распространение получили высоконапорные установки нагнетательного типа, работающие по принципу пылевого облака, производительностью 5…30 т/ч, дальностью подачи до 1000 метров, скоростью движения воздуха 15…40 м/с и избыточным давлением от 0,6…0,8 МПа. Их эксплуатация выявила следующие недостатки: малая концентрация аэросмесей, высокая энергоемкость процесса транспортирования, интенсивный износ трубопроводов (особенно колен, поворотов), разрушение фракционного состава сыпучих материалов, закупорка трубопроводов.

Работа установок с высокой скоростью движения аэросмесей сопровождается сложностью и трудоемкостью очистки воздуха, имеет место выброс больших объемов пыли в атмосферу цеха, что в ряде случаев ставит вопрос о целесообразности их использования. В целом установки данного типа оказались низкоэффективными.

Решение проблем, связанных с разработкой и внедрением новых высокоэффективных способов пневматического транспорта измельченных полезных ископаемых с разными физикомеханическими свойствами, является актуальной задачей для обогатительных фабрик горных предприятий. Одним из направлений дальнейшего развития и совершенствования пневматического транспорта сыпучих материалов является разработка низкоскоростных установок с высокой концентрацией движущихся аэросмесей при относительно невысоком избыточном давлении. Максимальный массоперенос в этом случае ожидается при условии равенства скоростей движения несущей среды и несомого твердого компонента.

Экспериментальные исследования массопереноса сыпучих материалов пневмотранспортной установкой в порционном режиме движения аэросмесей выполнены на стенде. Особенность экспериментальной установки – материалопровод оборудован дополнительным воздуховодом. Материалопровод и воздуховод соединены между собой посредством воздухоподводящих патрубков.

Основные параметры стенда определены в соответствии с критериями подобия, в качестве которых приняты числа Рейнольдса и Фруда. Исследования массопереноса выполнены с применением методов видеосъемки и фотографии. Производительность оценивалась мерным бункером. Для измерения давлений использована виброизмерительная аппаратура ВИ5-6МА с полупроводниковым блоком питания и датчиками индуктивного типа ДД6, предназначенными для измерения статических и пульсирующих давлений в газовой среде. Процессы массопереноса изучались при транспортировании таких сыпучих материалов: сухие кварцевые пески, измельченный каменный уголь, некоторые виды железистых соединений, кальцинированная сода, гранулированные частицы полиэтилена и пластмассы и др. Крупность частиц изменялась в пределах 0,1…3 мм, насыпная плотность – 0,4…4,5 кг/дм3. Включения отдельных частиц достигали 5…7 мм.

Исследования массопереноса с порционным режимом движения аэросмесей показали, что при определенных условиях сыпучий материал в транспортном трубопроводе движется в виде отдельных объемов, чередующихся с объемами воздуха; порционный режим сохраняется по всей длине транспортного трубопровода, при этом границы порций очерчены достаточно четко; длина и форма отдельных порций несколько видоизменяются в процессе поступательного движения вдоль трубопровода. Длина движущихся порций зависит от физико-механических свойств сыпучих материалов, эффективного диаметра трубопровода и скорости движения потока. По поперечному сечению транспортного трубопровода сыпучий материал распределяется неравномерно, более высокая концентрация наблюдается у нижней поверхности материалопровода. Потери напора в транспортном трубопроводе в начальный момент сдвига порции сыпучего материала зависит от ее длины, диаметра материалопровода и физико-механических свойств перемещаемых легкоподвижных или связных сыпучих материалов. Потери напора на линейных участках определяются структурой движущегося газо-материального потока.

Пневмотранспортные установки с порционным режимом движения могут быть рекомендованы для перемещения легкоподвижных и связных материалов с широким спектром их физикомеханических свойств. Их ожидаемая производительность составит 25…100 т/ч при дальности транспортирования 100…500 м и более. При этом реализуются следующие преимущества: снижение скорости движения аэросмеси, снижение избыточного давления в трубопроводе, уменьшение расхода воздуха, снижение энергозатрат на процесс транспортирования, исключение деградации частиц сыпучего материала, уменьшение износа трубопровода, исключение выброса пыли в окружающую среду и улучшение ее экологии.

УДК 629.025:539.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ НАГРУЖЕНИЯ СИСТЕМЫ "БУКСИРОВЩИК–

КАРЬЕРНЫЙ АВТОСАМОСВАЛ"

Бейгул В.О., Национальный горный университет, Днепропетровск При буксировании карьерных автосамосвалов по неровностям технологических дорог возникают значительные динамические эффекты, в том числе увеличение нагрузок в силовых элементах подъемно-сцепного устройства, резонансные режимы при колебаниях машин. В плане научно обоснованного назначения металлоемкости подъемно-сцепных устройств решающую роль играют динамические нагрузки, которые в подъемно-сцепном устройстве характеризуются некоторыми коэффициентами динамичности, полученными из рассмотрения колебаний системы "буксировщик–карьерный автосамосвал". В запас прочности и в целях аналитического исследования динамической системы принято, что опорная точка буксируемого автосамосвала не совершает вертикальных перемещений. В этом случае о динамике нагружения подъемно-сцепного устройства можно судить по динамике в подвеске буксируемого автосамосвала. Для получения картины кинематических возмущений выбран наиболее тяжелый участок технологической дороги, который аппроксимируется синусоидой с длиной волны l0=2 м и размахом А = 0,3 м.

В результате теоретического исследования динамики буксирования карьерных автосамосвалов разработана математическая модель возмущенного движения системы "буксировщик–карьерный автосамосвал". Получены аналитические выражения критических скоростей в зависимости от параметров неровностей технологических дорог. Выведены и решены уравнения возмущенного движения буксируемого автосамосвала. Полученное аналитическое выражение коэффициента динамичности направлено на определение расчетной нагрузки, которая действует на силовые элементы подъемно-сцепных устройств. Приведенный расчет дает представление о предпочтительных режимах буксирования карьерных автосамосвалов БелАЗ–548.

ГРОХОТЫ С НЕОДНОРОДНЫМ ПОЛЕМ КОЛЕБАНИЙ

Лукьяненко А.Ф., Государственный проектно-конструкторский институт обогатительного оборудования "Гипромашуглеобогащение", Луганск Важнейшей задачей в области разделения сыпучих материалов по крупности было и остается улучшение качества рассева и повышения производительности оборудования, используемого для этой цели.

Наиболее широкое применение здесь находят вибрационные грохоты инерционного и самобалансного типа. Как правило, эти грохоты конструируются с таким расчетом, чтобы возмущающая сила, создаваемая вибровозбудителями проходила через центр колеблющейся массы. В этом случае все точки просеивающей поверхности совершают одинаковые по траектории и величине перемещения.

Институтом "Гипромашуглеобогащение" в 1987-1990 гг. были проведены исследования, которые показали, что при перераспределении определенным образом вдоль просеивающей поверхности характера колебаний можно достичь существенного улучшения технологических показателей процесса грохочения. Теоретические предпосылки прошли проверку на экспериментальном образце грохота самобалансного типа, содержащем два вибровозбудителя со смещенной относительно центра колеблющейся массы возмущающей силой. Грохот прошел сравнительные испытания с равновеликим по площади просеивающей поверхности серийным грохотом ГИЛ52А на ГОФ "Миусинская" (г. Красный Луч Луганской обл.) на операции разделения по крупности ±6 мм рядовых антрацитов.

Оказалось, что при идентичных по эффективности результатах рассева сравниваемых грохотов новое изделие обеспечивает в 1,5…2 раза более высокую производительность. Кроме того, если на ГИЛ52А при увеличении влажности перерабатываемого материала сверх 5% эффективность резко снижалась (до 15…20%), то на испытываемом грохоте удавалось обеспечить в аналогичных случаях достаточно эффективный рассев (около 70%).

Следовательно, преимущества грохота по новой схеме нашли свое подтверждение.

Последующие исследования привели к выводу, что аналогичных результатов можно ожидать и на грохоте инерционного типа с одним вибровозбудителем, размещенным со смещением относительно центра колеблющейся массы. Такой грохот по сравнению с предыдущим за счет использования одного вибровозбудителя вместо двух обеспечивает более экономные весовые характеристики.

С целью проверки вышеизложенного вывода был разработан и изготовлен инерционный грохот ГЭТ-1, 35х1Ц. Он прошел предварительное опробование на эффективность рассева железной руды, перерабатываемой дробильной фабрикой (ДФ) Полтавского ГОК. Опробование производилось на экспериментальном участке института "Гипромашуглеобогащение" (изготовителя грохота). Использовался материал, полученный с ДФ в количестве 150 кг, для разделения по крупности ±20 мм на резиновых ситах, как это принято на грохотах, работающих на ДФ. Руда подавалась на ограниченный по ширине участок просеивающей поверхности грохота общей длинной около 3000 мм и производительностью эквивалентной общей производительности грохота при пересчете на полную ширину просеивающей поверхности 450 т/ч, как это имеет место в условия ДФ. Эффективность рассева составила 88,2%.

На серийных грохотах российского производства ГИТ51Н, эксплуатирующихся на ДФ, эффективность составляет 60…70%, на шведских грохотах "Ripl-Flo" этой же фабрики при более длинном сите – до 80%. Из этого очевидны преимущества нового грохота. Итак, отличительные особенности предлагаемых грохотов как и с двумя, так и с одним вибровозбудителями заключается в следующем: размещение вибровозбудителей на коробе таким образом, что возмущающая сила оказывается смещенной относительно центра колеблющейся массы; разнонаклонность к горизонту отдельных участков просеивающей поверхности по длине грохота.

Эти особенности обеспечивают неоднородность поля колебаний вдоль просеивающей поверхности и переменную скорость движения материала на ней. В результате перерабатываемый материал ускоренно проходит зону загрузки, где частицы с размерами меньшими отверстий сит легко проходят в подрешетный продукт, и постепенно замедляет движение к концу просеивающей поверхности, одновременно подвергаясь интенсивным встряхиваниям по крутонаклонным траекториям с почти двукратным по сравнению с серийными грохотами ускорением, что способствует выделению под сито оставшихся в материале трудногрохотимых зерен.

Важно отметить, что интенсификация режима колебаний грохота осуществляется без дополнительных энергозатрат и не приводит к существенному увеличению нагрузок на основные несущие элементы короба – боковины, т.е. надежность работы грохота не снижается.

По нашему мнению, использование предлагаемых грохотов в производствах, связанных с разделением материалов по крупности, обеспечит существенный прогресс.

Институт "Гипромашуглеобогащение" располагает всеми возможностями по разработке и изготовлению этого типа оборудования применительно к конкретным условиям заказчика.

ОТСАДОЧНАЯ МАШИНА С ПОДВИЖНЫМ РЕШЕТОМ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ)

Кофанов А.С., Руль А.С., Кравченко П.А., Болобан Б.А., Государственный проектно-конструкторский институт обогатительного оборудования Отсадочная машина с подвижным решетом ВХП-5хЗР (ОМПР5) разработана в первую очередь для обогащения марганцевых руд, хотя не исключает обогащение других полезных ископаемых.

Главные достоинства подвижного решета, определяющие его высокую эффективность, низкую энергоемкость и незначительный расход воды, заключается в совершенствованном колебательном процессе, обеспечивающем оптимальное разрыхление отсадочной постели и транспортировку вдоль решета небольшой части воды.

Помимо того, что подвижное решето обеспечивало традиционно наиболее эффективные результаты разделения, в данной машине учтены недостатки предшествующих поколений, и глав ное - введена новая система управления, основанная на последних достижениях электронной техники, позволяющая осуществлять оперативный контроль процесса, что обеспечивает эффект даже в случае резких изменений состава исходной руды.

Машина состоит из 3 корпусов (отделений), соединенных между собой, внутри которых расположено подвижное решето, которое приводится в движение пневмоприводами. В каждом отделении подвижное решето имеет канал для разгрузки тяжелых фракций, оборудованный шиберным устройством, которое управляется автоматически в зависимости от количества тяжелых фракций.

Пневмоприводы приводят решето в движение посредством блока пневмоуправления, включающего в себя глушитель выхлопа отработанного воздуха.

Машина оборудована шкафом управления с пуско-регулирующей аппаратурой, обеспечивающей работу блока пневмоуправления, систем автоматического управления разгрузкой тяжелых фракций и системы регулирования амплитуды и цикла перемещения подвижного решета, которое снабжено системой стабилизации перемещений как в вертикальном, так и в продольном направлениях.

Расход сжатого воздуха по условиям всасывания, м /ч, не более На ГОФ Марганецкого ГОКа был внедрен экспериментальный образец отсадочной машины с подвижным решетом ОМПР5.

На ГОФ имелись 2 технологические цепочки гравитационного обогащения с запиткой от одного общего бункера. В каждой цепочке стояло по 2 отсадочные машины ОПМ14 – основная и перечистная. В одной из цепочек был установлен экспериментальный образец отсадочной машины с подвижным решетом вместо 2 отсадочных машин ОПМ14. Были проведены сравнительные испытания 2-х цепочек (питание из одного бункера).

Результаты (из протокола приемочных испытаний):

1. Извлечение металла в концентрат высших сортов на 4-8% выше.

2. Потери высших сортов во 2-м сорте на 6-8% ниже.

3. Расход подрешетной воды в 6-7 раз меньше.

4. Расход сжатого воздуха в 3-4 раза меньше.

Таким образом, одна отсадочная машина ОМПР5 экономичнее и дает лучшие показатели, чем две машины ОПМ14.

К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЩНЫХ

ЭРЛИФТОВ

Национальный горный университет, Днепропетровск Тенденция развития глубоководных эрлифтных гидроподъемов (ГЭГ) в составе горно-морских судовых комплексов заключается в разработке энергосберегающих технологий подъема полезных ископаемых на поверхность.

При движении судна-носителя под воздействием квазистатических нагрузок, обусловленных взаимодействием трубопровода с окружающей морской средой, он отклоняется от вертикального положения и принимает некоторое деформированное состояние с изогнутой осью симметрии. Это приводит к повышению энергоемкости процесса транспортирования и может быть объяснено следующим образом. Для подводящей трубы эрлифта при движении пульпы дополнительные энергозатраты зависят от степени осевой асимметрии поля скоростей и искривления эпюр локальных концентраций твердых частиц. При движении же пульповоздушной смеси в подъемной трубе, по мере отклонения эрлифта от вертикали, основная масса жидкости стремится расположиться вдоль нижней образующей трубопровода, что приводит к увеличению скорости проскальзывания газа и, как следствие, снижению транспортирующей способности потока.

С целью повышения эффективности гидроподъемов разработаны рекомендации, направленные на повышение к.п.д. установок. В результате анализа причинно-следственных связей эрлифтных процессов и систематических числовых экспериментов предложен комплекс мер, обеспечивающих найвыгоднейшее сочетание конструктивных, расходных и энергетических параметров. Установлено, что наибольший эффект достигается путем совместного проведения следующих мероприятий:

• предварительное дробление твердых частиц;

• увеличение действительной концентрации пульпы;

• увеличение рациональной глубины погружения смесителя.

Расчеты, выполненные для базового варианта ГЭГ с глубины 6000 м показали, что для массовой производительности установки mT = 7,78 кг/с дробление частиц диаметром d T = 0,02 м до диаметра d T = 0,005 м в совокупности с повышением концентрации пульпы от T = 0,05 до T = 0,09 и увеличением глубины погружения смесителя от H СМ = 1900 м до H СМ = 2350 м приводит к уменьшению потребного расхода воздуха от m в = 4,22 кг/с до m в = 3,4 кг/с и снижению мощности на 16 %.

В виду отсутствия высоконапорных компрессоров требуемой производительности разработан способ, позволяющий осуществить запуск и работу ГЭГ на смесителе, гидростатическое давление в котором превосходит максимальное давление, развиваемое компрессором.

Создание ГЭГ с улучшенной энергетической характеристикой повысит конкурентоспособность эрлифтного варианта подъема при разработке глубоководных месторождений.

УДК 622.647.

ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ

УЗЛОВ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Институт геотехнической механики НАН Украины, Днепропетровск Создание новых ленточных конвейеров и конвейерных линий с высоким техническим уровнем невозможно без существенного повышения качества проектирования с использованием ЭВМ.

Опыт эксплуатации конвейерных линий на горнорудных предприятиях показал, что низкая их надежность, прежде всего, связана с частыми отказами перегрузочных узлов ленточных конвейеров.

В то же время их низкая надежность связана, с одной стороны, со сложными и недостаточно изученными процессами движения горной массы в перегрузочных узлах, с другой стороны, с отсутствием системных методов их проектирования, использующих ЭВМ.

Для создания системы автоматизированного проектирования перегрузочных узлов ленточных конвейеров необходимо решить задачи синтеза и анализа. С точки зрения системного анализа ставится задача структурного и параметрического синтеза в процедуре оптимального проектирования перегрузочных узлов ленточных конвейеров.

Структурный синтез перегрузочных узлов ленточных конвейеров представляет собой задачу выбора по исходным данным наилучшей схемы перегрузочного узла, удовлетворяющей определенным требованиям.

Все конструкции перегрузочных узлов ленточных конвейеров можно разделить на пассивные и активные. Пассивные формируют грузопоток за счет сил гравитации. Активные имеют специальный механизм, формирующий грузопоток за счет дополнительного источника энергии.

На практике широкое применение получили пассивные перегрузочные узлы. По сравнению с активными они просты по конструкции и более надежны. В работе даны методы оптимального проектирования именно этих перегрузочных узлов.

Анализ всевозможных конструкций пассивных перегрузочных узлов показал, что многообразие последних можно свести к 28 типовым схемам, каждая из которых состоит из различных сочетаний полок и лотков.

Следовательно, задача структурного синтеза перегрузочных узлов ленточных конвейеров на стадии принятия технического решения заключается в том, что по исходным данным из 28 схем необходимо выбрать одну или несколько, лучше всего удовлетворяющих выше изложенным требованиям.

После выбора схемы перегрузочного узла ленточного конвейера необходимо подобрать его оптимальные конструктивные параметры. Другими словами, решить задачу параметрического синтеза (параметрическая оптимизация).

При решении этой задачи на стадии эскизного проектирования оптимизировались критерии эффективности работы перегрузочных узлов ленточного конвейера, к которым относятся:

степень совпадения скорости падающего груза на ленту приемного конвейера со скоростью этой ленты; габаритные размеры перегрузочного узла; динамические усилия при воздействии потока груза на элементы перегрузочного узла.

В математической форме эти критерии можно записать в виде:

где Vв скорость потока груза в момент падения его на ленту конвейера; V л скорость ленты конвейера; Lm максимальный размер перегрузки; Ri силы взаимодействия груза с полками, лотками и лентой приемного конвейера.

Кроме того, при решении задачи параметрического синтеза перегрузочных узлов ленточного конвейера выполнялись условия работоспособности, т.е. попадания груза на ленту, отсутствия завала, габаритное ограничение. Разработанные методы оптимального проектирования перегрузочных узлов ленточных конвейеров реализованы на ЭВМ и внедрены в проектные организации.

О КОМПЛЕКСНОМ ПОДХОДЕ К ПРОБЛЕМЕ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ РУД

ГЛУБОКОВОДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Национальный горный университет, Днепропетровск Большая протяженность транспортного трубопровода глубоководного эрлифтного гидроподъема стимулирует попытки разработчиков совместить операции по подъему и переработке минерального сырья в рамках комплексной технологии, используя в определенной мере, пневмогидравлический тракт в качестве обогатительного. С этой целью в НГУ проводятся исследования в двух направлениях:

использование для дробления твердых частиц кинетической энергии отработанного в эрлифте воздуха;

регулирование расходных параметров потока для наиболее выгодного сочетания его транспортирующей способности с возможностью дезинтеграции твердых частиц.

Согласно первому направлению разрабатываются способы измельчения, обладающие патентной чистотой.

Реализация второго направления связана с исследованием морфологии газожидкостного потока с учетом активной роли твердых частиц. Установлено, что длины участков подъемной трубы с различными структурами течения зависят от соотношения объемных расходов жидкости и газа на этих участках. В свою очередь, потребный расход воздуха определяется в процессе гидравлического расчета эрлифта как функция массового расхода и объемной концентрации твердой фазы. Таким образом, при заданной производительности установок по твердому в зависимости от концентрации частиц будет изменяться и протяженность участков подъемной трубы с различными структурами течения смеси, отличающихся различной энергоемкостью процесса транспортирования. Поэтому описанный подход может быть также полезен при выборе рациональной концентрации твердой фазы.

Выполнены исследования динамики твердых частиц при снарядной и кольцевой структурах течения Снарядная структура характеризуется чередованием газовых пузырей и жидких пробок.

Скорости твердых частиц на границе раздела фаз претерпевают периодические скачкообразные изменения за счет различной плотности несущей среды. Причем в пределах одного периода частицы, в зависимости от крупности, могут совершать как подъемное так и нисходящее движение.

Протяженности периодов увеличиваются по высоте подъемной трубы за счет расширения воздуха, при этом более крупные частицы ввиду гравитационных сил претерпевают большое число периодов.

Показано, что при кольцевом режиме касательные напряжения на границе раздела фаз компенсируют действие силы тяжести на жидкость и обеспечивают ее восходящее движение, а твердые частицы опережают жидкость, т.к. скорость воздуха достаточна для их пневмотранспорта в ядре потока.

УДК 629.114.2.012.3:658.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОДЬЕВ КОЛЕС ТРАКТОРОВ

Коноваленко А.Д., Кременчугский государственный политехнический университет, Кременчуг Сегодня ключевым фактором завоевания и удержания позиций на рынке, обеспечения максимальной продажи выпускаемой продукции является ее качество. Для заводов машиностроительного комплекса Украины, прилагающих большие усилия в целях завоевания зарубежных рынков для своей продукции проблема конкурентоспособности особо актуальна.

Это касается и ОАО “Кременчугский колесный завод” – единственного в СНГ специализированного предприятия по выпуску колес для автотракторной техники. Все ободья колес, выпускаемые этим предприятием, изготавливаются из листового метала методом радиально-ротационного профилирования (РРП).Процесс РРП отличается высокой производительностью, простотой реализации в производстве и универсальностью оборудования. Однако отсутствие данных по технологическим усилиям и надежной методики их расчета не дает возможности в полной мере использовать все преимущества радиального профилирования, затрудняет проектирование новых технологических процессов. В связи с этим Кременчугским государственным политехническим университетом совместно с ОАО “Кременчугский колесный завод” в производственных условиях были проведены экспериментальные исследования ободьев колес тракторов 0,6 – 1,4 ТС. Данный тип тракторов комплектуется ободьями 4,5 Е х 16, при профилировании которых применяется следующая схема: на первой операции на цилиндрической обечайке выполняют наметку бортов. На второй операции профилируют черновой профиль, где уже имеются все составляющие профиля:

борта, посадочные полки и центральный ручей, при чем радиусы угловых переходов имеют размеры большие, чем аналогичные радиусы готового профиля. Глубина центрального ручья после второй операции соответствует глубине окончательного профиля. На третьей операции производится загибка бортовых закраин, окончательная обработка посадочных полок и доводка всех радиусов. Распределение толщины метала по окончательному профилю неравномерные: наибольшее утонение наблюдается в угловых зонах центрального ручья, в то время как дно центрального ручья имеет максимальную толщину, обычно даже большую, чем толщина исходной заготовки. Такая технологическая схема профилирования имеет ряд существенных недостатков: неравномерное распределение деформации по операциям, многократное профилирование по одним и тем же радиусам (работа «радиус в радиус»), что в совокупности не позволяет уменьшить утонение металла в местах радиусных переходов.

В связи с этим с целью разработки новых технологических схем профилирования данного типа ободьев проведены исследования и определены усилия профилирования на всех технологических переходах ободьев колес 4,5 Е х 16. Результаты обработки и анализа осциллограмм показали следующее: максимальные усилия профилирования данных ободьев имеют место в третьем переходе и составляют 395,89 кН, усилия профилирования распределены неравномерно, с тенденцией к повышению к последнему переходу, что отрицательно сказывается на качестве ободьев и стойкости профилировочных роликов. На основании выполненных исследований, разработаны предложения по созданию новой технологической схемы профилирования ободьев колес 4,5 Е х 16, включающие предварительную осадку, вытяжку середины центрального ручья с перегибом в месте будущих радиусов закругления между посадочной полкой и стенкой центрального ручья, перемещение в процессе профилирования угловых зон центрального ручья от центра к периферии, распределение коэффициента вытяжки по операциям с уменьшением от первого перехода к последнему.

Внедрение в производство такой схемы профилирования позволяет экономить 200 т метала в год.

ВЕРИФИКАЦИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОПОДЪЕМОВ В РАМКАХ

СИСТЕМНОГО ПОДХОДА

Национальный горный университет, Днепропетровск На стадии предпроектных исследований установлено, что используемые в конструкции трубного става (ТС) глубоководных эрлифтных гидроподъемов (ГЭГ) легированные стали испытывают предельно допустимые напряжения от растягивающих статических нагрузок, поэтому для обеспечения целостности ТС было принято решение о его ступенчатой конструкции с различными внутренними диаметрами трубных секций и толщинами стенок.

Кроме того, при выборе конструкции учитывалось, что на различной высоте ТС находятся сосредоточенные массы (технологическая платформа, смеситель и др.). То есть, на начальном этапе развития горно-морской техники форма ТС выбрана только из соображений прочности и функциональных требований, в то время как вопросы оптимизации расходных и энергетических параметров внутреннего трения пульпы для ступенчатой формы ТС оставались в тени.

Чтобы восполнить этот пробел, авторами разработан метод расчета гидравлических параметров ГЭГ, модифицирован и кинетически распространен на ступенчатую конструкцию ТС. Оказалось, что говорить об оптимальной скорости пульпы по всей длине ступенчатого става не приходится, т.к. критическая скорость должна обеспечиваться в самом широком сечении трубопровода во избежание срыва подачи твердого. При этом в узких сечениях ТС скорость гидросмеси будет значительно превосходить оптимальную, что приведет к резкому увеличению потерь давления.

Установлено, что более рациональной формой ТС является трубопровод постоянного внутреннего диаметра с расширяющейся конической «ступенькой» в верхней части, что позволит обеспечить оптимальную скорость пульпы по всей длине става и существенно сократить энергоемкость установок. Во избежание разрыва трубопровода предлагается использовать специальные материалы с положительной плавучестью (например, сферопластик) с различной толщиной слоя по высоте ТС. В этом смысле, предлагаемая конструкция характеризуется переменным внешним диаметром. Заключение ТС (основной ствол + сателлитные трубопроводы) в цилиндрическую оболочку из сферопластика позволит гарантированно исключить возникновение автоколебаний типа флаттера, бафтинга и галопирования, обусловленных внешним обтеканием, однако приведет к дополнительным затратам энергии на транспортирование ТС в толще воды при движении судна.

Результаты технико-экономического анализа, выполненного с учетом взаимовлияния прочностных и гидродинамических параметров, указывают на перспективность предлагаемой конструкции ТС ввиду того, что на гидротранспорт твердого материала расходуется до 70 % энергии в общем балансе энергозатрат.

УДК 621.926.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

Лагунова Ю.А., Уральская государственная горно-геологическая академия (УГГГА), В горнорудной промышленности наибольшее распространение получили барабанные шаровые мельницы. Основными преимуществами барабанных мельниц являются простота конструкции и обслуживания, а также большая производительность. Однако из всех типов помольных агрегатов (молотковые, струйные, вибрационные и др.) эти мельницы самые энергоемкие, отличаются весьма низким коэффициентом полезного действия, большим удельным износом мелющих тел и внутримельничных устройств.

Основным фактором, определяющим высокий уровень энергозатрат при измельчении, является низкая эффективность рабочего процесса барабанных мельниц. Интенсивность их рабочего процесса определяется силами тяжести и инерции, в связи с чем, повышение производительности может быть достигнуто за счет увеличения рабочего объема или повышения скорости вращения барабана.

Интенсивность рабочего процесса барабанных мельниц может быть охарактеризована величиной энергонапряженности (условным напряжением) а = А/Е = mV2/2E, где А – кинетическая энергия шаровой загрузки, Дж; Е – рабочий объем мельницы, м3; m – масса шаровой загрузки, кг; V – максимальная скорость шаров, м/с.

Выражая величину V через диаметр барабана D, получим а = kD0,5, где k – коэффициент пропорциональности.

При D = 4 м величина энергонапряженности ориентировочно составляет а = 5…10 кПа, что значительно меньше предела прочности измельчаемых частиц горных пород.

Следовательно, исходя из уровня энергонапряженности, можно констатировать, что диспергация частиц происходит, в основном, за счет истирающих воздействий.

Известно, что частицы крупнее 1 мм целесообразно измельчать ударом, а более мелкие – истиранием. В мельницу подается материал, в котором доля фракции 1 мм,либо уже составляет 30 %, либо образуется в большом количестве на начальных участках мельницы. Следовательно, измельчение материала должно быть избирательным, т.е. режим работы мелющих тел за каждый оборот должен изменяться от водопадного до каскадного.

Одним из перспективных направлений совершенствования барабанных мельниц является создание таких внутримельничных устройств, которые бы разрушали застойные зоны, интенсифицировали движение мелющих тел, обеспечивали внутримельничную классификацию измельчаемого материала, улучшали условия энергообмена между барабаном, футеровкой, мелющими телами и материалом.

Разработан ряд технических решений, направленных на интенсификацию рабочего процесса барабанных мельниц.Так, предложена схема шаровой мельницы с наклонной перегородкой, которая создает продольно-поперечное движение мелющих тел, что приводит к разрушению застойных зон, снижению потребляемой мощности привода за счет уменьшение массы мелющих тел и т.д. Повышение эффективности рабочего процесса в данном случае обеспечивается за счет, главным образом, увеличения мощности истирающих воздействий.

Известно также техническое решение, в котором реализуется сверхкритический режим работы мельницы. Измельчение материала осуществляется за счет продавливания материала в узкую клиновидную щель, образованную встроенным в барабан рабочим органом и футеровкой барабана.

Недостатком данного технического решения является повышенный износ рабочего органа и футеровки.

В целом известные технические решения основаны на использовании энергосилового потенциала гравитационного и инерционного полей, при этом повышение эффективности рабочего процесса ограничивается техническими параметрами измельчительного оборудования.

На кафедре горных машин и комплексов УГГГА разработан ряд технических решений по ДИА (авторские свидетельства №№ 946657, 1058605, 1079282 и 1286279). Например, разработана схема барабанной мельницы с активными мелющими телами. Подвод энергии к мелющим телам осуществляется через штанги, встроенные в барабан. Использование силового инерционного поля взамен гравитационного позволяет резко повысить энерговооруженность мельницы.

Таким образом, применение барабанных мельниц с активными мелющими телами дает основание прогнозировать существенную экономию электроэнергии, повышение производственного потенциала размольного оборудования в результате увеличения эксплуатационной надежности и эффективности процесса измельчения.

УДК 338.

НАИБОЛЕЕ ВЕРОЯТНЫЕ РИСКИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ УГОЛЬНОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кочура И.В., Донецкий национальный технический университет, Донецк В период становления рыночных отношений, несмотря на большой производственный потенциал, многие угольные предприятия оказываются на грани банкротства, что влечет за собой их дальнейшее закрытие. Возникает вопрос: есть ли выход из этой ситуации? Одно из решений обозначенной проблемы – это инвестирование финансовых и материальных средств. Звучит заманчиво, но очень рискованно, так как связано с вложением чужих денег, да еще и с процентами – с одной стороны, но может дать вторую жизнь угольному предприятию – с другой.

Необходимо заметить, что риск является неотъемлемой частью экономической жизни предприятия, а тем более в угольной промышленности, и игнорирование его в процессе внедрения какихлибо технологических, экономических и финансовых мероприятий значительно снижает конкурентоспособность предприятий, потенциал их жизнедеятельности в условиях изменчивой, в какой-то мере агрессивной внешней среды.

Очень важным для принятия решения привлечений сторонних инвестиций является определение вероятности наступления того или иного риска, а также возможности управления ими.

В современной экономической литературе описаны и систематизированы классификации рисков для различного рода видов экономической деятельности предприятий. В настоящее время можно обозначить те, которые наиболее присущи предприятиям угольной промышленности, а затем выделить факторы, влияющие на риски и оценить роль и место каждого риска в общей системе.

Если говорить о конкретном предприятии, то можно выделить пять основных сфер деятельности, в которых возможно потенциальное возникновение рисковой ситуации – производство, финансы, маркетинг, менеджмент и персонал. Необходимо проанализировать возникновение рисков в каждой из этих сфер деятельности предприятия, найти наиболее слабое звено и проанализировать возможность контроля и управления ими.

Рисковую ситуацию предлагается рассматривать как совокупность факторов риска, то есть факторов внешней и внутренней среды, взятых в единстве и взаимодействии друг с другом. Созданию рисковых ситуаций способствуют любые изменения в окружающей предприятие рыночной среде, а также они могут быть результатом действия самого предприятия.

При проведении анализа и оценки уровня рисков в угольной промышленности можно сделать акцент на изучение таких внешних факторов как общее состояние экономики региона, социальное положение, уровень инвестиционной активности и т.д.

Установлено, что рисковая ситуация в угольной промышленности возникает при принятии управленческого решения, наличия значительной неопределенности, существования нескольких альтернатив и необходимости выбора одной из них. Исходя из этого, можно выделить основные свойства технико-экономического риска. Это двойственность, дискретность, изменение характера и природы рисковой ситуации во времени, альтернативность при принятии решений, возможность получения случайных ошибок, склонение рисковой ситуации к управленческому влиянию, непредсказуемость.

Возможность выявления в процессе управления предприятием причин экономического риска и мер их влияния на деятельность угольного предприятия в текущем периоде и в перспективе позволяет провести анализ потенциальной рисковой ситуации и разработать способы и приемы управления его.

Для создания алгоритма оценки и управления экономическими рисками, адаптированного к рискам в угольной промышленности, необходимо внедрить систему управления рисками, которая состоит из трех подсистем: подсистемы экономического регулирования, подсистемы страхования, подсистемы информатизации.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ РОТОРНО-УДАРНОЙ ДРОБИЛКИ

Донбасский горно-металлургический институт, Алчевск Возрастающие требования к качеству продуктов дробления, стремление к экономичности технологических процессов за счет сокращения энергии и материальных ресурсов обусловливают необходимость применения эффективных способов разрушения материалов.

Свободный удар реализуется в двух типах дробилок – молотковых и с разгонным ротором, в которых вертикальное расположение ротора облегчает вывод материала из зоны разрушение, а локальный контакт материала с отбойной плитой снижает износ. Эффективность и гибкость технологии дробления, низкая энергоемкость и материалоемкость дробилок с разгонным ротором ставит их в ряд наиболее перспективных. Причинами ограниченного применения машин такого типа в промышленности являются - износ разгонных рабочих поверхностей, выделение пыли в окружающую среду.

Двухпоточная схема дробления, при которой на вертикальном валу размещены нижний и верхний роторы, с параллельной загрузкой материалов, позволяет снизить расход энергии и металлоемкость дробилки. Эффективность принципиального решения подтверждена работами НИПКИ "Параметр" при ДГМИ (г. Алчевск).

Проводились исследования по поиску оптимальных конструкций ротора с разгонными лопатками из проката и формированию воздушного потока, образующего внутреннюю замкнутую циркуляцию в рабочем пространстве за счет Рис. 1. Гранулометрическая характеристика 1 -шлак при двухпоточном дроблении;

3 - шлак при однопоточном дроблении Расход энергии для угловой скорости вращения ротора 1500 об/мин с изменением производительности от 6 до 14 кВт для однопоточного дробления и для двухпоточного, соответственно, составлял от 8 до 21 кВт. Это примерно соответствует для стабильных технологических характеристик следующему удельному расходу энергии: для однопоточного дробления 1, кВт ч/т и 2,1 кВт ч/т для двухпоточного дробления.

Все характеристики крупности обеспечивают номинальный размер максимальной крупности в границах 9-11 мм с содержанием частиц менее 5 мм до 60-70 % (рис. 1). Дробленый материал в среднем содержит 10-12 % частиц размером менее 1 мм. Степень дробления обеспечивается до 6 – При проведении технологических и динамических испытаний принцип двухпоточного дробления материалов в дробилках с разгонным ротором показал на значительный резерв, который может обеспечить расширение технологических показателей, снижение энергоемкости по сравнению с однопоточным дроблением.

УДК 621.395.

МЕТОДИКА НАХОЖДЕНИЯ БАЗИСА АДАПТИВНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ВИБРОСИГНАЛОВ

Основой предложенного подхода послужила методика нахождения приспособленного базиса быстрого спектрального преобразования, описанная в работе, модифицированная таким образом, чтобы получить оператор быстрого преобразования Фурье как частный случай адаптивных спектральных операторов для исходных данных, представляющих собой отсчеты синусоидального сигнала.

При описании методики широко используются понятия, связанные с матрично-ядерным представлением спектральных операторов.

Процесс поиска приспособленного спектрального оператора состоит из двух этапов. Целью первого этапа является определение начальных значений углов-параметров ядер спектрального оператора. На втором этапе проводится дальнейшая оптимизация сформированного спектрального оператора.

Выбор начальных значений параметров спектрального оператора.

Пусть имеем множество реализаций случайного процесса {X }= {xin }, i = 1, J ; n = 0, N 1. Найдем для него вектор математического ожидания M {X }= [x n ]T = [x 0 x1... x N 1 ]T и используем его в качестве эталона, сопоставив ему в спектральной области только один коэффициент, не равный нулю:

a1 0, a i 0. Для использования матожидания процесса в качестве эталона его необходимо центрировать:

При разложении процесса в собственном базисе корреляционные моменты высших порядков равны 0. Кроме того, если процесс центрирован, равно нулю и его математическое ожидание. Таким образом, в наилучшем случае достигается разложение вида [0 a1 0... 0 a1 ], где a1 – корреляционный момент 1-го порядка, a1 – комплексно-сопряженное значение 1-го корреляционного момента.

Запишем матричное уравнение для определения необходимых углов-параметров {rl, rl} по заданному эталону [zn] и одному ненулевому спектральному коэффициенту a1, равному, согласно теореме Парсеваля, сумме квадратов значений отсчетов. При условии, что существует обратное преобазование, искомое матричное уравнение примет вид:

Чтобы из этого уравнения найти значения {rl, rl}, матрицу 1 следует выразить через обобщенное спектральное ядро [2].

Результатом решения полученной системы уравнений являются искомые углы-параметры базиса, приспособленного к матожиданию анализируемого процесса.

Оптимизация спектрального оператора по Карунену-Лоэву Некоторые ядра базиса, полученного описанным способом, не зависят от исходного эталона, что позволяет проводить дальнейшую оптимизацию базиса. Для этого может быть использован критерий разности следов ковариационных матриц в спектральной области:

где {nl, nl} – степени свободы приспособленного спектрального оператора. В результате поиск субоптимального по Карунену-Лоэву базиса сводится к нахождению минимума функции F({nl, nl}), т.е. к решению экстремальной задачи. При этом необходимо применять методы глобальной оптимизации.

УДК 621.86.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИЗМЕ

ПЕРЕДВИЖЕНИЯ КОЛОДЦЕВОГО КРАНА

Леепа И.И., Днепродзержинский государственный технический университет, Днепродзержинск В ОАО "Днепровский металлургический комбинат" эксплуатируются колодцевые краны конструкции ПО "Сибтяжмаш" с двухприводным механизмом передвижения моста. Практика эксплуатации этих кранов показала их низкую надежность, известны случаи поломок зубчатых муфт и промежуточных валов.

Для анализа загрузки привода выполнены расчеты сопротивления передвижению моста, необходимой мощности электродвигателей, времени разгона и торможения привода, надежности сцепления колес с рельсами. В связи с большими ускорениями проанализирован процесс разгона крана; в качестве расчетных схем использованы двухмассовые системы с упругой, разрывающейся связью, учитывающие зазоры в трансмиссии и ряд вариантов пуска механизма. Установлено влияние зазоров в приводе на величину максимальных нагрузок.

В соответствии с программой экспериментального исследования испытаниям подвержены два однотипных крана с разными наработкой и износом деталей приводов. При экспериментальном исследовании использована стандартная тензометрическая аппаратура, в том числе усилитель "Топаз-3", осциллограф НО-44-1, определены крутящие моменты в тихоходных валах трансмиссии обоих приводов и токи, потребляемые электродвигателями. Установлено, что в исследуемых кранах задействованы двигатели завышенной мощности с сериесным включением обмотки возбуждения, которые без нагрузки развивают высокие обороты и при выборке зазоров способствуют интенсивному износу зубьев муфт, отверстий под болты во фланцах.

Выполненные расчеты и проведенное экспериментальное исследование двухдвигательного механизма передвижения колодцевого крана послужили основанием для изменения схемы включения электродвигателей в пользу потенциометрической, когда обеспечивается более плавное замыкание зазоров, для конструктивной доработки зубчатых муфт, что в целом способствует повышению надежности и долговечности колодцевых кранов.

УДК 546.

СТАБИЛИЗАЦИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ЗА СЧЕТ АКТИВАЦИИ

МИНЕРАЛОВ ПУТЕМ ВИБРОНАГРУЖЕНИЯ

Светкина Е.Ю., Национальный горный университет, Днепропетровск Несмотря на то, что в настоящее время существует большое количество различных стабилизаторов, они не обеспечивают высокой термостабильности композиционным материалам. Кроме того, в состав композитов входит такое количество хлора, которое может обеспечить высокую огнестойкость, однако под действием температуры хлор легко отщепляется от макроцепи, а полимер и его материалы теряют огнестойкость. Поэтому разработка новых эффективных и доступных стабилизаторов для поливинилхлоридов (ПВХ), которые одновременно способны сообщить материалам на основе ПВХ огнестойкость является одной из важных научных проблем.

Наиболее известный и широко применяемый неорганический замедлитель горения – тригидрат оксида алюминия. Основным преимуществом применения гидраргиллита является его низкая стоимость по сравнению с органическими замедлителями горения, а также то, что продукты разложения, содержащие этот материал при горении не загрязняют окружающую среду.

Существует огромное количество промышленных и лабораторных способов получения достаточно тонкого порошка тригидрата оксида алюминия, который должен состоять из некристаллической или квазибемитной структуры. Несмотря на возможность регулирования структуры материала, методы обладают недостатками: большой расход нерегенирируемых кислот и щелочей; дорогостоящая и громоздкая аппаратура, требующая больших затрат энергии; использование огромного количества воды для отмывки осадка, а также ее утилизация, которая чрезвычайно сложна.

В настоящее время существуют различные методы получения порошковых материалов. Порошки, входящие в состав шихты катализаторов, получают, как правило, механическим измельчением. Технологические и химические свойства их определяются такими характеристиками, как размер и форма частиц, наличие примесей, дефектность кристаллической структуры. В связи с этим большое значение имеют процессы механического измельчения порошков. Размол может осуществляться в вихревых и шаровых мельницах, которые обладают высокой производительностью, но и не лишены существенных недостатков. Они дают большое количество примесей от намола материала корпуса и мелющих тел, в вихревых мельницах не всегда удается получить материал ниже определенной величины крупности, а время работы шаровых мельниц может доходить до сотен часов.

Общеизвестно, что более высокая скорость помола большая дисперсность порошков достигаются в мельницах с повышенной энергией шаров - вибрационных и планетарных. В настоящее время наибольшее распространение получила конструктивная схема вибрационной мельницы с горизонтальным расположением помольной камеры и инерционным вибровозбудителем, корпус которой совершает колебательные движения по траектории, близкой к круговой. Измельчение материала в этом случае происходит в результате удара и истирания с воздействием мелющих тел на поверхностные слои частиц.

Теоретические и экспериментальные исследования, проводимые в Национальном горном университете, позволяют сделать вывод, что для тонкого и сверхтонкого измельчения порошковых материалов и проведения некоторых механохимических реакций большими возможностями обладают вертикальные вибрационные мельницы ( МВВ ). Отличительной особенностью их от мельниц других типов является то, что помольные камеры совершают колебательные движения по прямолинейной траектории в вертикальной плоскости. Такие параметры обеспечивают преимущественно виброударное воздействие на разрушаемый материал с проникновением зоны деформации на весь объем частицы. Износ шаров при этом незначительный и происходит равномерно по всей поверхности с сохранением сферической формы. Проведенные исследования показали, что данный вид движения позволяет реализовать более высокую энергонапряженность технологической загрузки. Поэтому МВВ целесообразно использовать при измельчении материалов, обладающих высокой твердостью с большей или меньшей хрупкостью.

Путем вибронагружения получены порошки тригидрат оксида алюминия квазибемитной структуры. Квазибемитная структура характеризуется аморфным состоянием, которое всегда обладает большей энтальпией по сравнению с кристаллическим, вследствие чего возможен самопроизвольный переход из аморфного (стеклообразного) состояния в кристаллическое (более устойчивое).

Этот переход сопровождается небольшим выделением теплоты. Методом дифференциального термического анализа (ДТА) рассчитана выделяющаяся энергия, образующаяся при виброобработке. Однако для усиления активационного эффекта, полученного в МВВ, а также сохранения механохимической активации произведено закрепление активных центров путем образования кластерных соединений.

Показан механизм стабилизации ПВХ этими кластерными соединениями за счет образования энергетически выгодных конформаций в сенсибилизированных участках цепи ПВХ, а также акцептируют хлористый водород по свободно-радикальному механизму.

Полученный вибронагружением стабилизатор и закрепленный на полимерной матрице позволяет сохранять физико-механические свойства композиционных материалов.

УДК 620.172.251.224:629.46.

АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕСАХ

ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАНСПОРТА

Силезский технический университет Катовице, Польша Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск Известно, что железнодорожный транспорт является одним из наиболее экономичных видов промышленного транспорта. Он широко применяется для открытых разработок карьеров как рудничных, так и угольных. В настоящее время существует устойчивая тенденция увеличения глубины таких карьеров. Следствием этого являются изменения конструкций рельсового транспорта. К их числу относится увеличение мощности тяговых агрегатов, определенные изменения конструкций, как тяговых агрегатов, так и думпкаров. При этом железнодорожные колеса не претерпели практически никаких изменений. Некоторые подвижки в этом направлении наметились в конце 80-х годов. На ряде ГОКов были внедрены новые конструкции колес ДМетИ, которые показали существенные преимущества перед стандартными колесами. Были также использованы разработки ДМетИ для профилей рабочих поверхностей колес. Однако эти разработки не были использованы повсеместно.

Увеличение глубины карьеров приводит к изменению условий работы железнодорожных колес.

Затяжные спуски по кривым с большими уклонами требуют необходимости длительного торможения экипажей. Такие торможения оказывают вредное влияние на состояние рабочих поверхностей колес. Не приходится говорить о том, что условия работы таких колес и без того являются тяжелыми. Наличие большого количества кривых малого радиуса, большие уклоны, значительные осевые нагрузки, запыленность путей абразивной пылью, способствуют существенному увеличению износа колес. При этом особое значение имеет термоупругое напряженное состояние колес.

Очевидно, что значительные температуры на поверхности катания колес способствуют увеличению износа рабочих поверхностей. При этом развиваются значительные остаточные напряжения, которые также могут способствовать разрушению колес. Следовательно, для создания новых конструкций как железнодорожных колес для промышленного транспорта, так и новых конструкций экипажей в целом, необходимо проводить расчеты термических напряжений в колесах.

Для проведения таких расчетов необходимо решение нескольких задач. Необходимо решить задачу контактного взаимодействия в паре обод колеса – тормозная колодка, определяя при этом не столько контактные напряжения, а тепловые потоки, которые возникают вследствие фрикционного взаимодействия. Необходимо решить задачу аэродинамического обдува колеса, для того чтобы определить как скорость обдува, так и то, являются ли воздушные потоки ламинарными или турбулентными. Во многом именно от этого зависит теплоотдача с боковых поверхностей колес. Решение этих задач является предварительным для постановки задачи теплопроводности колеса, в результате чего могут быть определены температурные поля для различных режимов и длительностей торможения. И, наконец, решается задача термоупругости, а следовательно могут быть определены поля напряжений в колесах, результаты анализа которых могут способствовать разработке новых конструкций.

В рассматриваемой работе первая задача термоупругого контактного взаимодействия не решалась, но были использованы результаты исследований других авторов. В большинстве случаев тепловые потоки, генерируемые на рабочей поверхности колес, определяются не расчетным, а экспериментальным путем. При этом рассматриваются различные режимы торможения, его длительность, состояние рабочих поверхностей, как колес, так и тормозных колодок (изношены они или нет).

Для второй задачи (аэродинамика воздушных потоков и, соответственно, теплоотдача с боковых поверхностей колес) были проведены как собственные исследования, так и использовались данные из литературных источников. Здесь следует отметить, что в большинстве случаев в литературных источниках решение задачи не приводится, а только указываются результаты. Отметим также, что в некоторых случаях при правильном решении задач конвективного теплообмена, не учитывается теплоотдача колеса путем теплового излучения нагретых поверхностей, которая может быть также весьма существенной.

Для решения третьей задачи теплопроводности, также как и четвертой термоупругости использовался метод конечных элементов. Задача решалась в осесимметричной постановке, что не исключает возможности ее решения в трехмерной постановке. Такое решение было получено также, когда необходимо было учесть контактные усилия в паре колесо – рельс. При этом задача становилась неосесимметричной. Однако если в анализе необходимо рассмотреть только термические напряжения в колесах, которые среди всех составляющих напряженного состояния наиболее существенны, задача желательно решать именно в осесимметричной постановке, что позволяет существенно сэкономить время расчетов и использовать более густые сетки конечных элементов.

Последнее немаловажно для повышения точности расчетов.

В своей постановке авторы столкнулись с определенной проблемой недостаточности для расчетов данных о материале колесной стали, применяющейся для колес ГОСТ 9036-88, которые в настоящее время используются на промышленном транспорте. Это прежде всего, данные о зависимости механических (модуль упругости, коэффициент Пуассона) и термомеханических (коэффициенты линейного расширения, теплопроводности, теплоемкости, теплоотдачи) характеристик от температуры. Этот недостаток был восполнен характеристиками аналогичной колесной стали R7, которая используется для большинства колес европейского производства.

В результате расчетов были определены поля температур в цельнокатаных колесах для различных режимов торможения, а также соответствующие им поля напряжений. Для наиболее критических режимов торможения были получены распределения пластических напряжений и остаточных деформаций в соответствующих зонах.

УДК 629.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КОЛЕСНЫХ ПАР МАШИН

РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ГОКОВ

Силезский технический университет, Катовице, Польша Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск Повышение производительности труда в горнорудной отрасли неразрывно связано с совершенствованием технических средств карьерного транспорта. Среди различных видов транспорта, используемых на железорудных предприятиях, особое место занимает железнодорожный транспорт.

Им выполняется 45% общих объемов перевозок. Он является самым экономичным, надежным и бесперебойно работающим в различных климатических условиях.

Современному этапу развития горно-транспортных машин как в нашей стране так и за рубежом, присуща тенденция к увеличению объемов перевозки горной массы рельсовым транспортом, и, в частности, при использовании смешанных схем транспорта: железнодорожно-конвейерном, автомобильно-железнодорожном. Таким образом, рельсовый транспорт открытых горных разработок, являясь связующим звеном между извлечением горной массы и ее переработкой, играет важную роль в общем комплексе добычи полезных ископаемых, а его технико-экономические показатели оказывают существенное влияние на работу всей горно-транспортной системы.

Рельсовый транспорт отрасли имеет свои специфические особенности: наличие большого количества кривых малого радиуса, обычно 100 - 200 м, а минимальных радиусов даже 40 - 60 м;

большое количество стрелочных переводов – в среднем на 1 км пути около двух стрелочных переводов; значительные (до 60 О/оо) уклоны; большие осевые нагрузки, которые достигают 350 кН и ряд других особенностей. Подвижной состав отрасли также специфичен: это различные думпкары, например, 2ВС-105, ВС-136, ВС-85, 2ВС-180 и т.д.; тяговые агрегаты EL-1, EL-2, EL-10, ПЭ2, ПЭ2М, ОПЭ1Б и другие горно-транспортные машины.

Одной из важнейших проблем рельсового транспорта отрасли является повышение долговечности и износостойкости пары колесо-рельс. В сложных физико-механических условиях контактного взаимодействия, при наличии высоких статических и динамических нагрузок, температурного воздействия и присутствия абразива происходит интенсивный износ рабочих поверхностей колес и бандажей, а также верхнего строения пути, что снижает их долговечность, уменьшает межремонтный срок, приводит к большим экономическим затратам на их восстановление или ремонт.

Поэтому эффективность использования горно-транспортных машин в значительной степени определяется затратами на ремонт и техническое обслуживание, а насколько они велики можно судить по тому, что для большинства ГОКов межремонтный срок эксплуатации колес думпкаров составлял 3-6 месяцев. В сложившихся экономических условиях отвлечение значительных средств на ремонт горно-транспортных машин и агрегатов необходимо существенно уменьшить, поэтому проблема снижения интенсивности износа в паре колесо-рельс рудничного транспорта, повышения долговечности ее элементов актуально прежде всего с экономических позиций, особенно с учетом значительно возросших цен на металлопродукцию.

Локомотивные колеса в процессе эксплуатации подвержены интенсивному износу и требуют восстановительного ремонта в условиях депо металлургических предприятий и ГОКов. Большая часть таких колес восстанавливается без выкатки колесных пар. В настоящее время в различных локомотивных депо для восстановления профиля колесных пар без их выкатки из-под локомотива используются колесофрезерные станки КЖ-20 различных модификаций. Намного реже используются колесотокарные станки. В основном это станки фирмы «РАФАМЕТ».

Колесофрезерные станки предназначены для восстановления фасонного профиля поверхности катания бандажей колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта без выкатки изпод локомотива. Колесофрезерный станок КЖ-20 представляет собой конструкцию с единой, подвешиваемой из центра оси колесной пары. Такая конструкция обеспечивает абсолютную концентричность и равенство диаметров колес фрезеруемой колесной пары независимо от квалификации оператора.Устанавливаются внутри траншеи под колесами, оставляя свободным передвижение локомотива над станком. Используют в работе метод скоростного фрезерования одновременно двух бандажей специальными фасонными фрезами. При работе на станке КЖ-20 колесная пара подвешивается из центра оси, благодаря чему обеспечивается соосность обеих колес после обработки. Подача фрез осуществляется перпендикулярно (под углом 90°) к оси колесной пары, избегая боковых усилий и обеспечивая точность выполнения профиля. Станок КЖ-20 обрабатывает рабочие поверхности колесной пары с помощью двух жестко смонтированных фрез, которые не отклоняются при увеличении глубины фрезерования. В результате обеспечивается точность профиля.

Станки такого типа появились в начале 50-х годов в США. В СССР фрезы для подобных станков были разработаны во Всесоюзном научно-исследовательском инструментальном институте.

Европейские страны используют колесотокарные станки, а в США колесофрезерные станки. Фирма «Simmons-Stanray» в качестве преимуществ фрезерования указывает, что фрезерование имеет лучшие характеристики динамики резания, у фрез этой фирмы применяется от 115 до 185 режущих кромок. Для сравнения: при точении – одна режущая кромка. При фрезеровании локомотивное колесо лишь вращается, в то время как для точения за счет вращения колеса обеспечивается резание.

Обработка колесных пар на колесофрезерных станках осуществляется при помощи фасонных фрез. Режущими элементами фрез являются твердосплавные чашечные пластины. По конструкции левая и правая фреза аналогичны. Лучшие технические решения, заложены в конструкцию фрезы были использованы при проектировании новых локомотивных фрез ДМетИ. Значительно упрощает процесс проектирования пакет вычислительных программ для расчета локомотивных фрез к станкам типа КЖ-20. Основным недостатком обработки колесных пар при помощи фасонных фрез, разработанных ранее, заключается в сравнительно малой чистоте обработки рабочих поверхностей катания.

В результате научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы разработана фасонная фреза разборной конструкции. Новая конструкция фасонной фрезы отвечает всем техническим, технологическим и эксплуатационным требованиям. Увеличено число ножей и соответственно число режущих чашечных пластин. Благодаря конструкторским решениям масса конструкции не превышает 100 кг. При увеличении диаметра фрезы повышается скорость резания, уменьшается время обработки колесной пары. Соответственно повышается производительность восстановления профилей колес в процессе ремонта.

При проектировании ножей важно, чтобы чашки на всех ножах располагались равномерно, обеспечивая взаимное перекрытие и чистоту обработки профиля поверхности колеса. В соответствии с Инструкцией по формированию и содержанию колесных пар ТПС пункт 6.10.12 необходимо, чтобы чистота обработанной поверхности колесной пары соответствовала Rz 80. Допуск на биение последовательно работающих резцов составляет 0,05 мм.

Чистота обработанной поверхности колесной пары, после обработки улучшенной фасонной фрезой, по сравнению с Инструкцией по формированию и содержанию колесных пар ТПС увеличивается в 1,5 раза. После обработки поверхности колесной пары можно проводить мероприятия по лазерному упрочнению поверхности катания. Облегчается обслуживание конструкции, в процессе ремонта фасонной фрезы. Метод фрезерования является более приемлемой технологией для восстановления профиля колесных пар локомотивов магистрального и промышленного транспорта, не требует больших технологических и эксплуатационных затрат.

УДК 625.

ТЕСТОВАЯ МОДЕЛЬ ПРОХОЖДЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО КОЛЕСА С

ПОДРЕССОРЕННОЙ МАССОЙ НЕРОВНОСТИ ПУТИ

Силезский технический университет, Катовице, Польша Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск Одной из наиболее сложных задач при проектировании железнодорожного транспорта является расчет динамических нагрузок, действующих на ходовую часть подвижного состава. Динамические расчеты позволяют подобрать необходимые параметры жесткости пружин рессорного подвешивания: коэффициенты сухого трения или вязкостного сопротивления демпферов, показатели устойчивости движения железнодорожного состава по пути с конкретными нормами неровностей и т.д., что в свою очередь позволяет уменьшить динамические нагрузки, действующие на ходовую часть подвижного состава, повышение безопасности эксплуатации, скорости движения и полезной нагрузки. Точный расчет динамических нагрузок позволяет более точно рассчитывать на прочность и долговечность ходовую часть подвижного состава: подшипниковые буксы, элементы демпфирования, тормозную систему и т.д.