Разработка гидравлического ударно-скалывающего устройства в составе планетарного исполнительного органа технологической машины

Обоснована необходимость в разработке компактных проходческих комплексов по разрушению крепких пород механическим способом. Описан способ обработки минерального массива путем нанесения многоточечных разрушающих воздействий по траектории эпициклоиды. Предложено техническое решение задачи путем внедрения новой компоновки ударно-скалывающего рабочего органа с использованием инструмента таранного типа. Представлен планетарный ударно-скалывающий исполнительный орган проходческого комбайна. Разработана конструктивно-кинематическая схема и описан принцип работы планетарного ударно-скалывающего исполнительного органа технологической машины для разрушения крепких пород. Выведены уравнения движения каждого из инструментов планетарного ударно-скалывающего исполнительного органа. С целью реализации предложенной конструктивно-кинематической схемы планетарного ударноскалывающего исполнительного органа разработано гидравлическое ударно-скалывающее устройство. Представлена структура и указаны основные элементы гидравлического ударно-скалывающего устройства. Описан принцип работы гидравлического ударно-скалывающего устройства. Обусловлена необходимость в расширении механического способа разрушения крепких горных пород, применения гидравлических ударных устройств, обеспечивающих пролонгированное воздействие силового импульса. Блочная компоновка устройства способствует применению сменных унифицированных энергетических модулей.

Климов В. Е. Разработка гидравлического ударно-скалывающего устройства в составе планетарного исполнительного органа технологической машины // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 3. – С. 96–104. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-3-0-96-104.

Климов Валерий Евгеньевич — аспирант, e-mail: dtk3333@mail.ru, Политехнический институт имени Н.Н. Поликарпова,
Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева.

1. Стратегия развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 года (проект от 2018-01-19). URL: http://www.mineral.ru/Analytics/rutrend/170/562/index.html (дата обращения: 03.02.2019).

2. Смирных К.В., Бычкова Н.С., Гриневич М.А., Вяткин А.А., Юнышев Л.В. Освоение производства шахтоподъемных машин на ПАО «Уралмашзавод» // Горная промышленность. — 2018. — № 2 (138). — С. 22—23.

3. Gerasimova V. Underground engineering and trenchless technologies at the defense of environment // Procedia Engineering. 2016, Vol. 165, pp. 1395—1401. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.870.

4. Кызыров К.Б., Митусов А.А., Решетникова О.С. Проектировочные исследования параметров гидромолота для горной и строительной промышленностей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 9. — С. 220—226. DOI: 10.25018/02361493-2018-9-0-220-226.

5. Шаламанов В.А., Ганин А.Ю. Пути повышения технико-экономических показателей комбайновой проходки подготовительных горных выработок // Вестник КузГТУ. — 2003. — № 6. — C. 50—51.

6. Ушаков Л.С., Климов В.Е. Современные тенденции развития проходческой техники для крепких горных массивов / Иновации на транспорте и в машиностроении: сборник трудов IV международной научно-практической конференции. Т. II. — СПб.: НМСУ «Горный», 2016. — С. 63—68.

7. Бреннер В.А., Жабин А.Б., Шмакин И.Г. Состояние и перспективы развития проходческих комбайнов для горных выработок. URL: http://library.stroit.ru/articles/combain/ index.html (дата обращения 09.02.2016).

8. Земсков А.Н. Тенденции развития отечественного машиностроения // Горная промышленность. — 2005. — № 1. — С. 46—52.

9. Ушаков Л.С. Патент РФ № 2624491 от 09.04.2015. Способ проведения горной выработки. Бюл. № 19 от 04.07.2017.

10. Ushakov L.S. Development and mathematical simulation of an orbital-type actuator of a tunneling machine // International Review of Civil Engineering. 2017. Vol. 8, no 4, pp. 133—137.

11. Каманин Ю.Н., Ушаков Л.С. Разработка новых технологий проходки туннелей в твердых породах // Транспортные системы и технологии. — 2016. — № 4(6). — С. 77—86.

12. Каманин Ю.Н, Ределин Р.А., Кравченко В.А. Моделирование разрушения скальных пород гидравлическим устройством ударного действия // Горное оборудование и электромеханика. — 2017. — № 2(129). — С. 30—34.

13. Климов В.Е. Определение величин критериальных уравнений при моделировании процесса разрушения твердых пород инструментом типа «таран» // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. — 2017. — № 2 (322). — С. 68—72.

14. Kwon R.H. Introduction to linear optimization and extensions with MATLAB®. BokaRaton: CRC Press, 2014. 337 p.

15. Chalco-Cano Y., Lodwick W.A., Osuna-Gómez R. The Karush-Kuhn-Tucker optimality conditions for fuzzy optimization problems // Fuzzy Optimization and Decision Making. 2016. Vol. 15, pp. 57—73.

16. Ушаков Л.С., Каманин Ю.Н., Климов В.Е. Решение задачи оптимизации процесса разрушения минерального массива планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом технологической машины // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 1. — С. 175—181. DOI: 10.25018/0236-1493-2018-1-0-175-181.

17. Климов В.Е., Ушаков Л.С. Патент РФ на изобретение № 2652730 от 21.12.2016. Гидравлическое ударно-скалывающее устройство. Бюл. № 13 от 28.04.2018.

18. Стадник Н.И., Сергеев А.В., Кондрахин В.П. Мехатроника в угольном машиностроении // Известия Донецкого горного института. — 2006. — № 2. — С. 148—163.

19. Горбатов П.А., Косарев В.В., Стадник Н.И. Концептуальная характеристика сложных горных машин как мехатронных систем // Научные труды ДонНТУ. — 2005. — № 104. — С. 53—61.