Некоторые направления современной техники и технологии алмазно-канатной распиловки природного камня Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

• возможностью автоматического пропуска недробимых тел, размеры которых не-превышают размер разгрузочной щели;

• повышенной пропускной способностью, при которой раздробленный материал разгружается не только под действием силы тяжести, но и с начальной скоростью, сообщаемой дробилкой;

• способностью деблокировки рабочей камеры прочным или недробимым материалом путем использования резонанса, при прохождении которого резко увеличивается амплитуда колебаний корпуса и конуса;

• способностью перерабатывать влажные руды со значительным содержанием глины.

1. Фишелъштейн Г.А., Иванов НА., Зарогатский Л.П. Технологические и эксплуатационные особенности конусных инерционных дробилок // Горн. Журн. 1981. №3 с. 52-55.

2. Туркин В.Я. Сравнительные испытания ударно-вибрационной и щековой дробилки // Обогащение руд. 1971. №3. с. 28-30.

3. Молявко Б.А., Шпирт М.Я. Новая виброудар-ная дробилка для углистого колчедана //

Выводы

Проведенные теоретические исследования послужили основой для разработки проекта виброконусной дробилки с диаметром дробящего конуса 300 мм.

На динамической схеме в исследованном диапазоне частот вынужденных колебаний наблюдается устойчивая самосинхронизация де-балансных вибраторов.

Целесообразность создания дробилок этого типа подтверждается работами институтов ИГИ и ИОТТ, использующих вибрационную конусную дробилку в схемах безотходного обогащения бурых углей [3, 4].

----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Обогащение и брикетирование. 1978. №5.

4. Вайсберг Л.А., Зарогатский Л.П. Новые машины и комплектные технологические линии для дробления и измельчения материалов //Проблемы машиностроения и надежности машин. Машиностроение, //«Наука» 2002 г., №1, с.64-71.

Туркин В.Я, Зарогатский Л.П. Ревнивцев Г.А. Вибрационная дезинтеграция твердых материалов // Недра, 1992, с. 253

— Коротко об авторах

Казаков Сергей Владимирович - инженер-конструктор, ОАО «Механобр-техника», г. С.-Петербург.

----------------------------------------- © С.В. Назаренко, К.Д. Давтян,

Г.Л. Левковский, 2004

УДК 621.93

С.В. Назаренко, К.Д. Давтян, Г.Л. Левковский

НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ АЛМАЗНО-КАНАТНОЙ РАСПИЛОВКИ ПРИРОДНОГО КАМНЯ

Семинар № 15

Способ алмазно-канатного пиления по- как при добыче, так и при обработке природно-

лучает все большее распространение го камня. На карьерах канатные пилы, осна-

Рис. 2. Рациональная область применения алмазноканатного контура (ОАБВ): 1 - у = ах2,

2 - П^_.

Пт

щенные контурами с алмазосодержащими режущими элементами, применяются при добыче мрамора и других горных пород. Основные преимущества этого способа следующие: возможность работы в сложных горногеологических условиях; получение широкой номенклатуры блоков; относительно малые потери горной массы при отделении монолитов от массива; возможность оперативного изменения направления фронта горных работ. В камнеобрабатывающих цехах благодаря применению алмазно-канатных станков с увеличенным количеством рабочих плоскостей (осей) появилась возможность изготавливать на них сложнопрофильные изделия из камня.

В то же время конструкция рабочего органа перечисленного оборудования - алмазноканатного контура - не претерпела существенных изменений (рис. 1). Составными частями контуров являются следующие элементы: алмазнорежущие втулки (наружный диаметр 6-10 мм); несущий стальной канат (наружный диаметр 3-5 мм); разделительные амортизирующие элементы; соединительные элементы (муфты). В качестве разделительных элементов практически повсеместно применяются эффективные покрытия из полиуретана.

Главной проблемой применения алмазноканатных пил остается необходимость снижения неравномерного износа наружного слоя режущих втулок и числа разрывов несущего каната, происходящих преимущественно в местах соединения концов контура, выполняемого при помощи специальных втулок (муфт). Остановимся на некоторых направлениях совершенствования работы исполнительных органов пил. Рассмотрим следующие направления:

1. Повышение прочности и износостойкости элементов конструкции контура.

2. Выбор рациональной области применения контуров с учетом числа обрывов несущего каната.

3. Разработка и применение номограмм для выбора рациональных параметров технологии

Рис. 1. Элементы алмазно-канатного контура: 1 - алмазно-режущая втулка; 2 - несущий стальной канат; 3 - соединительный элемент (втулка); 4 - покрытие из полиуретана

алмазно-канатной распиловки.

4. Разработка и внедрение систем автоматического контроля состояния режущих втулок и несущего каната в процессе распиловки.

Для повышения прочности и износостойкости режущих, несущих и соединительных элементов контура целесообразно использование метода магнитно-импульсной обработки (МИО) [1]. Сложность применения МИО заключается в том, что параметры обработки для отдельных элементов контура должны учитывать различие в функциональном назначении этих элементов. Из этого следует, что МИО можно применять или для контура в целом, или раздельно для каждого вида элементов. В местах стыковки контура необходимо обеспечить определенное соотношение между упруго-деформационными характеристиками несущих и соединительных элементов и соответствующую величину контактного давления.

Для нахождения рациональной области применения контура можно воспользоваться выражениями, связывающими показатель работоспособности контура и отношение эксплуатационной производительности П э установки к технической Пт с предельной площадью распила [2]. Первое выражение может быть приближенно описано параболической зависимостью:

у = ах2, (1)

где у - показатель работоспособности; а - коэффициент; X - площадь распила.

Второе выражение имеет следующий вид:

Я3 = 1 , (2)

Пт 1 ^ І п ^ Іст

ір

где 1, - время потерь на вспомогательные операции; 1^, - время стыковки; 1р - чистое время работы между очередными обрывами несущего каната.

В процессе работы алмазно-канатной пилы после каждого обрыва несущего каната величины X и 1р уменьшаются. Соответственно показатель

нарастания деформаций в несущем канате у _ Ъу

Ъх

увеличивается, а отношение П3 уменьшается.

Пт

При построении соответствующих графических зависимостей для функций у и пэ указанные

П„

зависимые переменные на определенном этапе пересекаются. Точка пересечения характеризует рациональную область эксплуатации контура (рис. 2).

При переходе на рациональный режим повышаются технологические и технико-

экономические показатели процесса алмазноканатной распиловки.

Метод номограмм позволяет эффективно связывать характеристики распиливаемых горных пород и технологические возможности алмазноканатных контуров. При этом горная порода характеризуется такими показателями, как предел прочности на сжатие (усж , штамповая твердость Рш, средневзвешенная микротвердость Нс и комплексная твердость Q. В результате можно определить класс пилимости горной породы, выбрать величину подачи Уп при определенной длине реза Ь, установить возможную величину производительности ал-

1. Шахова К.И., Ступников В.П., Моисеенко Е.И. Использование магнитно-импульсной обработки для повышения долговечности деталей машин и инструмента. Московский государственный горный университет. Силезский технический университет. Международный

мазно-канатного оборудования, оценить

стрелу прогиба f несущего каната в зависимости от вида его конструктивного исполнения.

Д ля снижения уровня аномального износа по диаметру режущих элементов (овализации) компаниями Diamant Boart и Pellegrini разработана система с электронным управлением Girafil. Контроль за состоянием контура осуществляется регистрационными тестами, выполняемыми при проходе контура через детектор и фиксирующими величину радиуса режущих элементов. После анализа полученных и записанных компьютером данных и при обнаружении заметного износа блок системы автоматически создает боковое давление на канате в течение определенного времени. Это давление приводит к вращению каната вокруг оси и устранению неравномерного износа. Такую систему целесообразно дополнить способом оперативной оценки состояния несущего каната с помощью метода неразрушающего контроля (НК).

Уже в течение длительного времени для НК стальных канатов применяют электромагнитные (магнитные) дефектоскопы. Принцип действия дефектоскопов основан на оценке магнитного потока под влиянием изменения площади сечения каната или из-за обрывов проволок. При этом электромагнитом или постоянным магнитом вдоль каната создается магнитный поток, который доводит ферромагнитный материал каната (сталь) до состояния, близкого к магнитному насыщению. В этих условиях магнитный поток прямо пропорционален площади сечения каната по металлу. Метод НК позволяет контролировать технологический режим при работе контура и обеспечивать безопасную эксплуатацию контура путем предупредительного прерывания процесса распиловки.

---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

симпозиум «Горная техника на пороге XXI века». - М., 1996.

2. Назаренко С.В., Давтян К.Д., Левковский Г.Л. Определение рациональных параметров процесса алмазно-канатной распиловки. «Империя камня», 2002, № 1-2.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------

Назаренко Сергей Владимирович — кандидат технических наук, первый зам. ген. директора, ОАО «Московский камнеобрабатывающий комбинат».

Давтян Карлен Давидович - кандидат технических наук, вед. научный сотрудник,

Левковский Григорий Лазаревич - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник,

Институт ВНИПИИстромсырье.