Горные машины и оборудование

	Технологические процессы и машины для измельчения смерзшегося и крупногабаритного угольного топлива Рассмотрены особенности технологических процессов разгрузки смерзшегося и негабаритного угольного топлива. Показано, что наиболее перспективными являются механизированные комплексы, имеющие высокую производительность и значительно сокращающие время простоев железнодорожных вагонов у потребителей топлива, особенно в зимний период. Отмечены недостатки ранее созданных и находящихся в эксплуатации, в основном на ТЭС, дробильно-фрезерных машин ДФМ-П первичного измельчения угольного топлива. Приведены описание конструкции и принцип действия предложенной установки на основе результатов хронометражных исследований, дан анализ рабочего цикла для обоснованного определения ее эксплуатационной (фактической) производительности. Для объективного определения нагрузок на резцах барабанного исполнительного органа впервые установлена сопротивляемость резанию смерзшегося угольного топлива, поступившего на московскую ТЭЦ. Для специалистов угольной промышленности.

	Рудничный транспорт и механизация вспомогательных работ. Каталог-справочник В разделе I приведены расчеты технологических схем конвейерных линий и нагрузок на них. Рассмотрены перспективные конструкции ленточных конвейеров, приведены методики тягового расчета, выбора типов конвейеров и прочности конвейерных лент, изложены особенности эксплуатации конвейеров, монтажа, демонтажа, техники безопасности и т.д. Описаны существующие и перспективные конструкции конвейерных лент, их достоинства и недостатки, проблемы эксплуатации и стыковки, футеровки приводных барабанов. В разделе II представлены конструкции рудничных контактных, аккумуляторных и дизельных локомотивов, шахтных вагонеток, описаны строение рельсового пути, типы аккумуляторных батарей, приведен расчет параметров локомотивной откатки, рассмотрены организация и эксплуатация рельсового транспорта. Аналогичные вопросы отражены в разделе III, посвященном самоходному транспорту. В разделе IV представлены характеристики напочвенных и подвесных средств вспомогательного транспорта с канатным и локомотивным (дизельным) приводами, оборудования подвесных дизельных дорог, приведены методы расчета масс перевозимого груза и расхода воздуха, изложены вопросы организации работ по монтажу, эксплуатации и безопасности дорог. Для инженерно-технических работников угольных предприятий, проектных организаций, преподавателей вузов, институтов повышения квалификации. Может быть использован как методическое руководство при проектировании, выборе средств шахтного транспорта и эксплуатации для повышения надежности и безопасности транспортирования.

	Основы научных исследований и испытаний машин и оборудования природообустройства В работе содержатся основные положения организации, постановки и проведения научных исследований и испытаний машин и оборудования. Приведены методы измерений и обработки экспериментальных данных, получаемых в процессе научных исследований и испытаний. Даны основы моделирования процессов, явлений и теория подобия. Описаны основные виды испытаний и особенности их постановки и проведения. Для студентов вузов, обучающихся по специальности 171100 «Машины и оборудование природообустройства и защиты окружающей среды».

	Гидравлика Изложены основные понятия и определения по ключевым разделам гидравлики: свойства жидкостей, силы, действующие в жидкости, гидростатика, кинематика и динамика жидкости, турбулентность, струйные течения, процессы переноса при движении жидкости переходные аэрогазодинамические процессы, фильтрационные процессы, а также подобие и физическое моделирование процессов движения жидкости. К.З. Ушаков (1929—2005 гг.) — д-р техн. наук, профессор кафедры «Аэрология и охрана труда» МГГУ. В.А. Малашкина — д-р техн. наук, профессор кафедры «Аэрология и охрана труда» МГГУ. Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Безопасность технологических процессов и производств (горная промышленность)» направления подготовки «Безопасность жизнедеятельности».

	Материаловедение в горном машиностроении Рассмотрены связь свойств со строением материалов и пути получения требуемых свойств. Приведены данные справочного характера для большинства описанных материалов, а также режимы обработки конструкционных материалов. Основное внимание уделено свойствам конструкционных и инструментальных материалов, применяемых в горном машиностроении. Для студентов машиностроительных специальностей горных вузов. Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению "Горное дело", машиностроительным специальностям.

	Проектирование машиностроительного производства Приведены методические и справочные материалы, необходимые дтя выполнения практических занятий, самостоятельной работы и дипломного проекта. Все работы подобраны по единой системе, предусматривающей сообщение кратких сведений по теории рассматриваемой темы, методические указания по выполнению и оформлению работ. Выполнение практических работ последовательно подводит студентов к самостоятельному выполнению основных этапов проектирования цеха в дипломном проекте. Практические работы содержат примеры расчетов, что облегчает понимание и выполнение поставленных задач. Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология машиностроения» направления подготовки «Конструкторско-технологиче-ское обеспечение машиностроительных производств.

	Технология повышения долговечности рабочего колеса погружного центробежного насоса В результате проведенных исследований представлено новое решение актуальной научной задачи, состоящей в выборе и обосновании методов повышения ресурса скважинных погружных центробежных насосов, что позволит увеличить эффективность процесса отбора жидкости из горных выработок. Разработанные методы позволяют повысить ресурс насосов за счет увеличения износостойкости рабочих поверхностей борированием и усталостной прочностью магнитно-импульсной обработкой. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований отказов основных деталей насосов. Показано, что основным видом изнашивания является абразивное и гидроабразивное изнашивание. Выявлено, что рабочее колесо в сравнении с другими конструктивными элементами насоса испытывает максимальный уровень нагрузок, связанных с одновременным воздействием на него сил, возникающих при вращении и сопутствующих колебаниях, а также при взаимодействии со скважинной жидкостью. На основе анализа качественных факторов показано, что существует значительный потенциал улучшения микроструктурных и эксплуатационных характеристик рабочих колес, получаемых по литейной технологии.

	Результаты экспериментальных исследований вертикального гидротранспорта железомарганцевых конкреций Приведены результаты исследования процессов, проходящих при вертикальном гидравлическом транспортировании твёрдых полезных ископаемых. Среднее относительное отклонение экспериментальных данных от теоретических составило 2,6 %, что говорит о высоком качестве проведённых экспериментов и отражает высокую степень изученности данного вопроса. При проведении регрессионного анализа абсолютных отклонений относительно основных параметров гидравлического транспортирования выявлена определённая закономерность их изменения, характеризующаяся уменьшением влияния гидростатической составляющей в трубопроводе под действием увеличивающихся турбулентных пульсаций, которые ранее не учитывались. Введён коэффициент корреляции, который выражается линейной зависимостью относительно скорости гидросмеси в трубопроводе.

	Совершенствование конструкции алмазных коронок на основе анализа работы трения при бурении Приведены результаты исследования по выбору рациональных конструктивных параметров алмазных коронок и режима бурения, в зависимости от распределения осевого усилия между объёмными алмазами, особенно при бурении глубоких разведочных скважин снарядами со съемными керноприемниками КССК. Получено выражение распределения нормального давления вдоль радиуса алмазной коронки, а так же выражение для удельной работы трения А_Т за один оборот алмазной коронки при бурении. Получены расчетные зависимости распределения нормального давления (q) и работы трения (А_Т) вдоль радиуса ступенчатой коронки при различных значениях объёмных зерен алмазов, контактирующих с забоем. Намечены пути совершенствования инструмента, модернизированы коронки типа 17-А4 для бурения в породах средней твердости снарядами со съемными керноприемниками.

	Экспериментальный стенд для изучения виброрезания пород малой крепости Приведены сведения по конструктивным особенностям специально разработанного экспериментального стенда для изучения процесса виброрезания угля малой прочности. Установлено, что для различных физико-механических свойств породы могут быть использованы рабочие органы разных конструктивных исполнений. Приведены сведения относительно областей применения метода вибрационного воздействия при добыче и обогащении горных пород. Указано, что для эффективности виброразрушения необходимо учитывать конкретные параметры резания, такие как скорость подачи, площадь сечения реза и др. Для студентов, аспирантов и научно-технических работников.

	Теория ленточных трубчатых конвейеров пространственной криволинейной трассы. Выпуск 1 Дана оценка ветровой нагрузки и сил инерции на криволинейном участке трассы при расчете суммарных нагрузок на металлоконструкцию става ленточного трубчатого конвейера. Учтено натяжение ленты, создающее дополнительное боковое удельное усилие при расчете суммарных нагрузок на став ленточного трубчатого конвейера на криволинейных участках трассы от кольцевых роликоопор. Составлена математическая модель ленточного трубчатого конвейера для исследования нестационарных процессов на ЭВМ.

	Тяговый расчёт скребковых трубчатых конвейеров Определены отдельные силы сопротивления, возникающие при перемещении груза в скребковом трубчатом конвейере. Эти силы необходимы при выполнении тягового расчёта конвейера и определяют, совместно с другими силами, мощность двигателя, а также используются при прочностном расчете тяговой цепи.

	Тяговый расчёт скребковых трубчатых конвейеров. Часть 2 Определены силы сопротивления движению, возникающие при перемещении груза в скребковом трубчатом конвейере. Эти силы являются составной частью тягового усилия, которое определяет мощность привода. Описаны экспериментальные стенд и исследования, подтвердившие основные теоретические исследования.

	Исследования качества алмазного дискового инструмента, организация его производства Исследованы способы повышения качества алмазных сегментов и алмазного дискового инструмента в России, организации и развития производства алмазного гранулята, организации распиловки радунита Якутского месторождения.

	Определение энергетических параметров вибрационных агрегатов для переработки минерального сырья Рассмотрена обобщенная модель горного центрированного деба-лансного вибрационного агрегата для переработки минерального сырья. Приведены выражения, отражающие энергетический баланс колебательной системы такого агрегата в различных режимах работы. Получены аналитические зависимости мощности от основных влияющих факторов. Проведено сравнение значений мощности, определенных по полученным зависимостям, со значениями мощности серийных вибрационных агрегатов: грохотов, питателей и мельниц.

	Повышение качества алмазного породоразрушающего инструмента Проведён расчёт максимально возможного уровня остаточных напряжений, создаваемых в композиционном материале с матричной структурой при термоударе от некоторой начальной температуры Т_н до конечной Т_к. Исследованы механизмы и основные закономерности влияния термоудара на характеристики структурного состояния и свойства алмазосодержащего композиционного материала. Проведён анализ исследований по вопросу изнашивания алмазных коронок. Предложена формула расчёта профиля алмазной коронки, при котором износ коронки при бурении будет более равномерным и минимальным.

	Надёжность металлоконструкций горного оборудования на Севере Представлены статьи, посвященные проблемам повреждений металлоконструкций, конструктивных и технологических причин разрушения деталей, влияния сварки на надежность металлоконструкций, повышения ресурса металлоконструкций, диагностики их нарушений в условиях пониженных температур Севера. Для студентов, аспирантов и инженерно-технических работников предприятий.

	Эффективность молотковых дробилок Производительность молотковой дробилки определяется коэффициентом готовности рабочего органа и возрастает с увеличением межремонтного периода, который зависит от точности оценки остаточного ресурса рабочего органа.

	Закономерности изменения транспортной работы по подъёму горной массы по высотным зонам карьеров На основе зонного принципа компоновки транспортных схем и схем вскрытия карьеров рассмотрены изменения транспортной работы для карьеров, отрабатывающих залежи, представленные брахисинклинальными складками и пластами с крутым падением. Определены высотные зоны карьеров, обладающие максимальными значениями транспортной работы, и даны рекомендации по снижению нагрузки с группы наиболее «тяжёлых» горизонтов.

	Адаптивная система автоматического управления параметрами шаровой барабанной мельницы Проведены разработка и исследование адаптивной системы автоматического управления параметрами шаровой барабанной мельницы с параметрической идентификацией в процессе управления. Предложена трехконтурная система автоматического регулирования загрузки мельницы измельчаемой средой, регулирования скорости вращения барабана мельницы, а также регулирования вязкости пульпы. Данная система управления позволяет обеспечить стабилизацию влажности и тонкости помола шлама, а также поддержать их значения на заданных технологической картой величинах.

	Применение комбинированных методов обработки при ремонте чугунных кулачков Представлены технологические рекомендации по восстановлению изношенных поверхностей крупногабаритных пространственных чугунных кулачков на основе применеия газотермического напыления медесодержащих покрытий и отделочной обработки поверхностным пластическим деформированием. Показано, что реализация комбинированных методов поверхностной обработки обеспечивает восстановление требуемой геометрической точности паза кулачка, повышение эксплуатационных свойств поверхностного слоя рабочей зоны кулачка за счёт упрочнения матеиала покрытия 15—20 % и достижения шероховатости восстановленной поверхности по Ra в пределах 0,2—0,3 мкм при пористости покрытия от 2 до 5 %. Рассмотрены технологические особенности восстановительного ремонта чугунных деталей.

	Моделирование предельного износа в соединениях гидростойки. Влияние точности изготовления деталей соединения гидростойки на величину контактных деформаций Статья 1 посвящена вопросу моделирования износа в соединениях гидростойки. Даны рекомендации по совершенствованию этого процесса. В статье 2 рассматриваются контактные напряжения и деформации, возникающие при эксплуатации гидростойки. Приведены расчетные схемы и методики. Для студентов, аспирантов и инженерно-технических работников предприятий.

	Опыт эксплуатации горного комбайна Wirtgen 2200 SM в условиях карьера карбонатных пород «Дубенский камень» в Дубенском районе Тульской области Рассмотрен опыт эксплуатации комбайна Wirtgen на открытых горных работах. Приведены данные о горно-геологических условиях Дубенского месторождения и показателях работы комбайна на начальном этапе освоения месторождения.

	Некоторые геометрические свойства рабочего оборудования одноковшовых гидравлических экскаваторов В настоящей работе, состоящей из трёх частей, речь идёт о некоторых геометрических свойствах рабочего оборудования одноковшовых гидравлических экскаваторов. В первой части описан новый подход к классификации кинематических схем рабочего оборудования. Попутно предложен подход к классификации точек рабочей зоны. Во второй части представлен подход к оценке площади или фрагмента осевого профиля рабочей зоны. В последней части работы указаны некоторые геометрические свойства рабочего оборудования, связанные с суммами углов (т.н. «шарнирных углов» и ещё одного, дополнительного, связанного с траекторией копания), что может быть полезно для разработки системы управления экскаватором.

	Технологические методы восстановления работоспособности горных машин на месте эксплуатации и методы оценочного прогнозирования их качества Изложены технологические решения и специальные многофункциональные мобильные станочные модули, обеспечивающие восстановление геометрической точности крупногабаритных деталей на местах установки уникального дробильно-размольного оборудования большой единичной мощности и методы оценки и прогнозирования качества машин.

	Контроль зажимов подвижного состава канатных дорог Дано описание метода магнитопорошкового контроля, наиболее эффективного в целях обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов ферромагнитных материалов, а также принципов работы переносных устройств PBY-140 или PBY-140, применяемых при неразрушающем контроле как основного материала, так и сварных соединений.

	Математическая модель формирования давлений на приводном барабане ленточного конвейера с учётом изменяющегося коэффициента сцепления Рассмотрены вопросы, связанные с анализом нагрузок, действующих на поверхности приводного барабана ленточного конвейера. Установление характера нагружения поверхности барабана необходимо для оценки долговечности сварных соединений барабана. Предложено обобщенное аналитическое выражение, аппроксимирующее экспериментально полученные зависимости в диапазоне изменения рабочего давления для резинотканевых и резинотросовых конвейерных лент. Составлено и решено дифференциальное уравнение, позволившее определить характер изменения давления по углу обхвата лентой поверхности барабана, а также определить касательные напряжения, необходимые для расчета напряжённого состояния приводного барабана.

	Моделирование на ЭВМ напряжённого состояния приводного барабана ленточного конвейера для оценки долговечности сварных швов Описана цифровая модель приводного барабана ленточного конвейера, для анализа напряжённо-деформированного состояния сварных швов основных элементов барабана и, в частности, сварного шва обечайки. В качестве объекта исследования выбран сварной шов, выполненный по образующей обечайки барабана, который по данным наблюдений разрушается наиболее часто, причём это разрушение носит усталостный характер. При создании модели использован метод конечных элементов (МКЭ). При задании нагрузок учтены изменяющиеся по дуге обхвата нормальные давления и касательные напряжения, причём произведена коррекция формулы Эйлера с учётом изменяющегося по дуге обхвата коэффициента сцепления между лентой и барабаном. Установлено, что за один оборот приводного барабана некоторые зоны сварного шва испытывают многократные знакопеременные изгибные напряжения, которые могут быть использованы для оценки долговечности шва. Разработанная цифровая модель может быть использована для прочностного расчёта приводного барабана, натяжного и обводного барабанов.

	Совершенствование привода геологоразведочных буровых установок вращательного действия Приведены результаты экспериментальных исследований частотно регулируемого привода применительно к буровым установкам на твердые полезные ископаемые, разработана математическая модель для определения необходимых параметров привода при его настройке и энергосбережению, предложены методы анализа осциллограмм несинусоидалъного тока в целях повышения энергетической эффективности тиристорного плавно-регулируемого привода.

	Повышение стойкости буровых коронок Установлен критерий для оценки износостойкости буровых коронок. Произведена оценка величины энергии, необходимой для изменения структуры и свойств твёрдого сплава буровых коронок. Приведены результаты экспериментальной работы по обработке буровых коронок высокоэнергетическими воздействиями. Сделаны выводы об их влиянии на стойкость инструмента и качество соединения корпус коронки — твердосплавный зубок.

	Оптимизация технологии изготовления деталей с фасонными поверхностями с применением станков с ЧПУ Описаны принципы построения технологических процессов механической обработки деталей, относящихся к прессовому инструменту с твёрдостью свыше 45 HRC. В основе создания новых технологических процессов лежит применение многофункционального оборудования с ЧПУ, которое отвечает требованиям по жесткости системы станок — приспособление — инструмент — деталь и способно осуществлять токарную обработку деталей, прошедших термическую обработку, режущим инструментом с пластинками из кубического нитрида бора.

	Усовершенствованные промежуточные линейные приводы ленточных конвейеров с увеличенным тяговым усилием Описаны конструкции и принципы действия промежуточных линейных приводов ленточных конвейеров, а также приведены расчетные формулы для определения величин реализуемых ими увеличенных тяговых усилий, сообщаемых конвейерной ленте конвейеров увеличенной длины, производительности и с увеличенными углами наклона. Использование на предприятиях горной и других отраслей промышленности любого из рассмотренных вариантов конструкций промежуточных линейных приводов позволит существенно улучшить параметры ленточных конвейеров — их длину, производительность и угол наклона ленточных конвейеров к горизонту, что позволит использовать ленточные конвейеры в качестве подземных и поверхностных магистральных, а также шахтных подъемных конвейеров с повышенной надежностью их эксплуатации.

	Повышение эффективности эксплуатации шахтных подъёмных установок, оборудованных системами мониторинга плавности движения скипов Рассмотрена задача проведения постоянного контроля контактных нагрузок в системе «подъёмный сосуд — жёсткая армировка» вертикальных шахтных стволов. Приведены данные аппаратурных динамических испытаний в промышленных условиях, результаты измерений обработаны с помощью компьютера, представлены в графическом виде. Изучен характер и диапазон изменения динамических нагрузок от движущихся подъёмных сосудов по всей длине шахтного ствола. На основе проведённых исследований разработана система контроля плавности движения скипов. Обоснована необходимость разработки и внедрения систем мониторинга плавности движения скипов, с целью более объективной оценки её работоспособности и динамической устойчивости.

	Материалы для горного машиностроения. Выпуск 1. Краткие сведения о редких и рассеяных химических элементах и минеральном сырье для их получения Приведены основные свойства, способы получения редких и рассеянных элементов, области их использования. Для инженеров горного и машиностроительного профиля, а также студентов и аспирантов этих специальностей.

	Материалы для горного машиностроения. Выпуск 2. Технологии получения материалов с особыми свойствами Приведены технологии получения материалов с особыми свойствами: низколегированных сталей, порошковых ультрадисперсных композиций, материалов, полученных высокотемпературным самораспространяющимся синтезом. Для инженеров машиностроительных и металлургических специальностей. Может быть полезна для студентов и аспирантов этих специальностей.

	Обоснование параметров камнекольного станка при плоском параллельном расколе для производства мелкоразмерной брусчатки Рассмотрен вопрос влияния распределенного усилия раскола при плоском параллельном расколе пластин-заготовок Ташму-рунского гранита на брусчатку на погонное усилие раскола, а, следовательно, и на параметры камнекольного станка. Приведены параметры камнекольного станка с учетом коэффициента снижения максимума.

	Развитие теории ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами для горных предприятий Представлены особенности тягового расчёта ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами, определены и исследованы области устойчивого поперечного движения ленты, исследованы автоколебания подвесных роликоопор. Даны рекомендации по стабильной работе конвейера. Для широкого круга исследователей и специалистов в области горного транспорта.

	Актуальные проблемы машиностроения Представлены результаты теоретических экспериментальных исследований по изучению ряда параметров приборов, машин и механизмов при различных условиях с применением математического аппарата. Смоделированы нестационарные и стационарные процессы этих механизмов. Для описания параметров их работы применены классические модели теоретической и прикладной механики, определены основные факторы изменения напряженно-деформированного состояния используемого оборудования. Рассмотрены вопросы эксплуатации машин и оборудования, включающие технологические, метрологические, экономические параметры и вопросы, связанные с промышленной и экологической безопасностью.

	Научные проблемы горнотранспортных комплексов и технологий

	Подход к управлению технической готовностью карьерного автотранспорта Рассмотрены виды ремонтных воздействий, влияющие на техническую готовность карьерного автотранспорта, а также влияние производительности труда в системе ремонта, качества ремонтных работ и условий эксплуатации автосамосвалов на техническую готовность автосамосвалов. Приведены расчёты фактического и возможного значений коэффициента технической готовности автосамосвала БелАЗ 7530 в условиях ОАО «Разрез Тугнуйский», показаны основные пути управления технической готовностью машин. Брошюра предназначена для руководителей и специалистов предприятий, как методическое пособие по оценке технической готовности автотранспорта и управления ею.

	Прогрессивные технологии машиностроительных производств Современную деятельность человека невозможно представить без машин. На машиностроительных производствах выполняют разнообразные технологические процессы по переработки предметов природы, по механообработке заготовок и сборке различных изделий. Все это направлено на удовлетворении материальных и духовных запросов общества. Потребность человеческого общества в различных видах качественной продукции, производимой на различных машиностроительных предприятиях, определяет необходимость создания и совершенствования машин разного служебного назначения. Таким образом, машиностроение является главным технологом всех отраслей хозяйственной деятельности страны, от эффективности которой во многом зависит уровень экономического развития общественного производства. В данном сборнике представлены статьи по актуальной тематике технологии машиностроения, в которых отражены прогрессивные технологии современных машиностроительных производств. Статьи написаны коллективом ученых — профессоров, докторов и кандидатов технических наук, работающих в ведущих технических универ-ситетах и научно-производственных объединениях Москвы: Московский государственный технологический университет МГТУ «Станкин», Московский государствен-ный горный университет «МГГУ», Российский государственный университет Нефти и газа им. И.М. Губкина, Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Государственный научный центр ГНЦ НПО ЦНИИТМАШ.