Обоснование системы воздухораспределения погружного пневмоударника с экономичным рабочим циклом
Автор: Тамбовцев П.Н., Русин Е.П.
Журнал: Горные науки и технологии @gornye-nauki-tekhnologii
Рубрика: Горные машины, транспорт и машиностроение
Статья в выпуске: 4 т.8, 2023 года.
Бесплатный доступ
Одним из способов экономии энергии в горной промышленности и обеспечения необходимой величины давления сжатого воздуха в воздухопроводных сетях подземных добычных предприятий является уменьшение удельного расхода энергоносителя потребителями, в частности, погружными пневмоударниками. Цель настоящей работы - обоснование системы воздухораспределения пневмоударника, обеспечивающей снижение удельного расхода сжатого воздуха. Предложена система, включающая две камеры с постоянной подачей сжатого воздуха, две управляемые камеры, два упругих клапана на ударнике и клапан для отсечки подачи сжатого воздуха в камеру прямого хода, управляемые от положения ударника. На основе предложенной конфигурации разработаны два варианта конструкции пневмоударника. Рабочий цикл разработанного устройства исследован численно с привлечением программного обеспечения SimulationX и экспериментально на лабораторном стенде. Расчеты показали, что предложенная система воздухораспределения в версии с управляемым впуском в камеру обратного хода обеспечивает достижение поставленной цели. По сравнению с серийным пневмоударником М29Т, при практически одинаковых с ним габаритах, ударной мощности, расходе сжатого воздуха на продувку забоя скважины, разработанный пневмоударник имеет удельный расход энергоносителя на 53 % меньше, а потребление электрической мощности на его питание сжатым воздухом в 2 раза ниже. Расчетные данные соответствуют опытным, полученным в эксперименте и из литературных источников, что подтверждает корректность результатов расчета.
Энергопотребление, погружной пневмоударник, система воздухораспределения, удельный расход, ударная мощность, продувка забоя скважины, численное моделирование, показатели рабочего цикла, стендовые эксперименты
Короткий адрес: https://sciup.org/140303193
IDR: 140303193 | DOI: 10.17073/2500-0632-2022-12-67
Список литературы Обоснование системы воздухораспределения погружного пневмоударника с экономичным рабочим циклом
- Минеева А. С. Энергоэффективность как фактор устойчивого развития горнодобывающего предприятия. Экономика и предпринимательство. 2016;(11–2):565–570.
- Люханов В. В., Алферов С. Б., Трофимов В. Ф., Роженцов В. Ф. Пневмоударный буровой инструмент, работающий при высоком давлении сжатого воздуха. Горная промышленность. 2012;(5):28–30.
- Смоляницкий Б. Н., Репин А. А., Данилов Б. Б. и др. Повышение эффективности и долговечности импульсных машин для сооружения протяженных скважин в породных массивах. Монография. Новосибирск: Изд. СО РАН; 2013. 204 с.
- Карпов В. Н., Немова Н. А., Резник А. В. О повышении эффективности бурения взрывных скважин при освоении твердых полезных ископаемых. В: Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: сборник тезисов 8-й Международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург: СПГУ; 2021. C. 341–345.
- Кумыкова Т. М., Кумыков В. Х. Исследование динамических характеристик шахтного гидропневмоаккумулятора сжатого воздуха. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013;(5):99–109. (Перев. вер.: Kumykova T. M., Kumykov V. K. Dynamics of mine hydro-pneumatic accumulator. Journal of Mining Science. 2013;49(5):763–771. https://doi.org/10.1134/S1062739149050109)
- Алексеев С. Е., Кокоулин Д. И. Использование погружных пневмоударников для прямолинейного направленного бурения. В: Современные проблемы в горном деле и методы моделирования горно-геологических условий при разработке месторождений полезных ископаемых: сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. КузГТУ; 2015.
- Гаун В. А. Разработка и исследование погружных пневмоударников с повышенной энергией удара. Повышение эффективности пневмоударных буровых машин: сб. науч. трудов. Новосибирск: ИГД СО РАН; 1987. C. 3–10.
- Липин A. A. Перспективные пневмоударники для бурения скважин. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2005;(2):74–78. (Перев. вер.: Lipin A. A. Promising pneumatic punchers for borehole drilling. Journal of Mining Science. 2005;41(2):157–161. https://doi.org/10.1007/s10913-005-0078-0)
- Емельянов П. М., Есин Н. Н., Зиновьев А. А. и др. Машины для бурения скважин погружными молотками в подземных условиях. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР; 1965. 161 с.
- Иванов К. И., Латышев В. А., Андреев В. Д. Техника бурения при разработке месторождений полезных ископаемых. М.: Недра; 1987. 272 с.
- Суднишников Б. В., Есин Н. Н., Тупицын К. К. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия. Новосибирск: Наука, СО АН СССР; 1985. 134 с.
- Wijk G. (Ed.) Hammer theory and practice. 2008. URL: https://www.researchgate.net/publication/271527406_Hammer_Theory_and_Practice
- Герц Е. В. Пневматические приводы. Теория и расчет. М.: Изд-во «Машиностроение»; 1969. 359 с.
- Мюнцер Е. Г. Построение математической модели пневмоударных механизмов на ЭВМ. В: Пневматические буровые машины: сб. науч. тр. Новосибирск: ИГД СО АН СССР; 1984. C. 49–55.
- Федулов А. И., Архипенко А. П., Маттис А. Р. Выбор зазоров в трущихся парах пневмомолотов. Новосибирск: Наука, Сибирское отд; 1980. 128 с.
- Петреев А. М., Примычкин А. Ю. Работа кольцевого упругого клапана в пневмоударном приводе. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2016;(1):132–143. (Перев. вер.: Petreev A. M., Primychkin A. Y. Ring-type elastic valve operation in air hammer drive. Journal of Mining Science. 2016;52(1):135–145. https://doi.org/10.1134/S1062739116010224)
- Тамбовцев П. Н. Экспериментальные исследования пневмоударного устройства с пониженным удельным расходом сжатого воздуха. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2020;7(2):47–52. https://doi.org/10.15372/FPVGN2020070208
- Петреев А. М., Воронцов Д. С., Примычкин А. Ю. Кольцевой упругий клапан в пневмоударных машинах. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2010;(4):56–65. (Перев. вер.: Petreev A. M., Primychkin A. Y., Vorontsov D. S. Ring-shape elastic valve in the air percussion machines. Journal of Mining Science. 2010;46(4):416–424. https://doi.org/10.1007/s10913-010-0052-3)
- Тымчур А. Д. К вопросу улучшения пневмотранспорта выбуренных частиц при бурении скважин на карьерах. Известия УГГУ. 2000;(11):277–279.
- Есин Н. Н. Методика исследования и доводки пневматических молотков. Новосибирск: ИГД СО АН СССР; 1965. C. 25–26.
