Обоснование параметров экскаваторного ковша с повышенными силовыми возможностями тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат технических наук Муравский, Александр Константинович

• Муравский, Александр Константинович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Муравский, Александр Константинович

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИС-

СЛЕДОВАНИЙ

1.1. Методы и средства разработки прочных горных по- 8 род

1.2. Разрушение горных пород рабочими органами ста- 13 тического и динамического действия

1.3. Обзор конструкций ковшей активного действия

1.4. Постановка цели и задач исследования

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОВША С ПОВЫШЕННЫМИ

СИЛОВЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ С ПОРОДОЙ

2.1 Синтез компоновочной схемы ковша с повышен-

ными силовыми возможностями

2.2. Оценка режимов работы ковша с повышенными 35 силовыми возможностями

2.3. Определение взаимозависимостей между режимны- 43 ми параметрами ковша, зубьев и их конструкцией Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕС-

СА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗУБА С ПОРОДОЙ

3.1. Цели и задачи экспериментальных исследований

3.2. Разработка экспериментального стенда

3.3. Методика исследования процесса взаимодействия 74 „ зуба с породой

3.4. Обработка результатов экспериментальных иссле- 78 дований

Выводы

4. ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОВША С ПОВЫ-

ШЕННЫМИ СИЛОВЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ

4.1. Обоснование параметров ковша с повышенными 86 силовыми возможностями

4.2. Методика расчета основных параметров ковша с 96 повышенными силовыми возможностями

4.3. Оценка эффективности применения ковша с повы- 102 шенными силовыми возможностями

Выводы Ю5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

П.1. Расчет основных параметров ковша с повышенными силовыми возможностями

П.2. Акт внедрения результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров экскаваторного ковша с повышенными силовыми возможностями»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Карьерные экскаваторы являются основным вы-емочно-погрузочным оборудованием в горной промышленности. При работе карьерного экскаватора на выемке горных пород повышенной прочности требуется подготовка массива горных пород к экскавации путем использования различных способов подготовки горной массы. В частности, широко используется взрывной способ, предварительное рыхление массива. Выбор способа разупрочнения горного массива зависит от его физико-механических свойств, технологических особенностей производства работ, экологических аспектов, экономических требований и других условий. Общим недостатком всех этих способов является необходимость производства работ по предварительному разупрочнению, что обусловливает в технологическом процессе дополнительный цикл работ, связанных с данной операцией.

Оснащение карьерного экскаватора ковшом с повышенными силовыми возможностями существенно повышает эффективность использования и технологические возможности экскаватора за счет исключения технологической операции по проведению предварительного рыхления или разупрочнения прочного массива перед непосредственным копанием.

Разработка и внедрение ковшей с повышенными силовыми возможностями сдерживаются недостаточной изученностью процесса взаимодействия ковша с породой, отсутствием методик расчета и обоснования рациональных параметров.

Следовательно, исследование процесса взаимодействия ковша с повышенными силовыми возможностями и разрушаемым горным массивом, а также разработка методики выбора основных параметров ковша карьерного экскаватора, являются актуальной научно-технической задачей, отвечающей потребностям дальнейшего развития экскаваторной техники.

Объект исследования - экскаваторный ковш с повышенными силовыми возможностями.

Предмет исследования - процесс взаимодействия экскаваторного ковша с повышенными силовыми возможностями с породой.

Целью работы является обоснование параметров экскаваторного ковша с повышенными силовыми возможностями.

Идея работы состоит в повышении эффективности процесса копания ковшом за счет концентрации рабочих нагрузок на его зубьях.

Методы исследования включают обобщение и анализ литературных источников, планирование и проведение научного эксперимента, применение научных положений математического и физического моделирования, математической статистики, теоретической механики и механики грунтов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Степень воздействия на породу ковша с повышенными силовыми возможностями определяется кратностью удельных сил на отдельном зубе и на ковше в целом за счет формирования переменной режущей кромки ковша.

2. Процесс взаимодействия ковша с породой определяется режимными параметрами ковша, зубьев и их конструкцией.

3. Рациональные параметры зубьев определяются свойствами породы, конструктивными и режимными параметрами ковша.

Научная новизна результатов исследований:

1. Установлены теоретические и экспериментальные закономерности процесса взаимодействия ковша с породой.

2. Обоснованы рациональные режимные параметры зубьев при разрушении пород повышенной прочности за счет концентрации нагрузок на отдельном зубе.

3. Обоснована методика расчета основных параметров ковша с повышенными силовыми возможностями.

Практическая ценность работы:

предложено новое техническое решение конструкции ковша, обеспечивающее расширение области применения экскаватора;

разработана инженерная методика выбора основных параметров ковша с повышенными силовыми возможностями.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием теоретических и экспериментальных исследований, достаточным объемом проведенных экспериментов, а также удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Расхождение расчетных данных и результатов эксперимента не превышает 15%.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в ОАО «Ураласбест». Предложенный для ОАО «Ураласбест» вариант конструкции ковша обеспечивает расширение области применения карьерных экскаваторов на прочных породах.

Получены патенты: № 60948 РФ. Ковш экскаватора; № 65065 РФ. Ковш экскаватора; № 69096 РФ. Ковш экскаватора.

Апробация работы. Результаты и основные положения диссертационной работы представлены на международных и всероссийских научных конференциях: «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Чтения памяти В. Р. Кубачека» (г. Екатеринбург, 2004, 2008, 2010, 2011 гг.), «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог» (Пермь, 2005 г.), «Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (г. Омск, 2006 г.), «Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем» (г. Санкт-Петербург, 2006 г.), «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования» (г. Омск, 2008 г.), «Современное состояние и инновации транспортного комплекса» (г. Пермь, 2008 г.), «Нефтегазовое и горное дело» (г. Пермь, 2010, 2011 гг.) и др. Личный вклад автора заключается: - в создании новой конструкции ковша;

- в создании конструкции экспериментального стенда, организации, проведении, анализе и обобщении результатов экспериментальных исследовании процесса взаимодеиствия зуба ковша с породой;

- в разработке методики выбора основных параметров ковша.

Публикации. Основные научные результаты опубликованы в 12 работах, в том числе в двух из Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 128 наименований. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, в том числе содержит 45 рисунков, 5 таблиц и 2 приложения на 9 страницах.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Методы и средства разработки прочных горных пород

Использование экскаваторов при разработке прочных горных пород, а также смерзшихся мягких и рыхлых пород в зимнее время требует специальной подготовки их к выемке. Для этого нужны специальные машины и технологии, способные разрабатывать прочные породы, либо способные преобразовывать прочную породу в менее прочный массив при разрыхлении или разупрочнении.

Традиционные выемочно-погрузочные машины обеспечивают эффективную выемку горных пород, имеющих коэффициент крепости /<1,5...2 по шкале М. М. Протодьяконова или III категорию согласно классификации горных пород по трудности экскавации. Более прочные горные породы разрабатываются после их предварительного разрушения или разупрочнения.

Анализ работ показывает, что в нашей стране и за рубежом постоянно растет количество способов разработки прочных и мерзлых пород. Возникают новые идеи, которые воплощаются в перспективных технологиях, машинах, механизмах и опытно-конструкторских разработках.

Прочные горные породы можно разделить на 2 категории:

I. Породы, являющиеся прочными при отрицательной температуре, и породы, резко уменьшающие свои прочностные характеристики при положительной температуре. К этой категории относятся мягкие и рыхлые породы.

II. Породы, характеризующиеся высокой прочностью как при отрицательной, так и при положительной температуре в горном массиве.

По характеру производимого воздействия на массив все существующие методы разработки прочных пород, относящиеся к I категории, можно разделить на три основные группы [119]:

а) группа, где сохраняются структура и энергетическое состояние массива при соответствующем изменении окружающих условий (например, предохранение породы от промерзания);

б) группа, где происходит изменение агрегатного состояния одного из компонентов массива без механического нарушения его структуры (например, превращение льда в воду);

в) группа, где происходит механическое нарушение и разрушение структуры массива за счет приложения дополнительной энергии.

Породы, относящиеся ко II категории, предполагают, как правило, только последний пункт из представленных выше, а именно механическое нарушение и разрушение структуры породы за счет приложения дополнительной энергии.

Начальный вид воздействия или энергии, как правило, определяет название способа разработки (термический, химический, ударный, вибрационный и т.п.). При одновременном воздействии на породу нескольких видов энергии получается комбинированный характер способа разработки породы (химико-термический, термомеханический и т.п.).

При подготовке мягких и рыхлых пород к выемке в зимнее время наиболее часто применяют следующие виды работ [117]: предотвращение промерзания площадок и откосов уступов; оттаивание мерзлых пород в результате нагрева массива; буровзрывные работы; рыхление породы механическим способом.

Предотвращение промерзания может быть произведено утеплением (теплоизоляцией) породы или предварительным осенним поверхностным рыхлением. Эти способы позволяют уменьшить скорость снижения температуры породы и отодвинуть сроки промерзания массива за счет тепла, аккумулированного в летний период. Утепление можно производить стружкой, опилками, дерном, соломенными материалами, шлаком [110] либо современными синтетическими материалами (полиамидные пленки, пенопласт, пена и др.). Предварительное осеннее поверхностное рыхление породы предполага-

ет вспахивание на глубину 25...35 см и более с последующим боронованием на глубину 15..20 см [5]. К достоинствам способа можно отнести его экономическую составляющую, что выражается в сравнительно малой стоимости и небольших трудозатратах. Недостатки: необходимость четкого планирования и организации работ, загрязнение породы теплоизоляцией и большие объемы земляных работ при предварительном осеннем рыхлении.

Оттаивание мерзлых пород - это один из способов снижения ее прочности в результате нагрева массива, в результате чего происходит изменение структурного состояния одного из компонентов массива (воды) без нарушения структуры самого массива [5, 25, 73, 119, 120]. Оттаивание мерзлого массива производится с помощью электротока, пара, воды и огня. В качестве средств оттаивания используются электроды, циркуляционные иглы, отражательные печи, нагревательные батареи и т.п. К недостаткам способов оттаивания мерзлых пород можно отнести проведение относительно сложных подготовительных работ и громоздкое оборудование, длительность процесса (продолжительность оттаивания мерзлого массива в определенных случаях достигает, двух и более суток), высокую энергоемкость.

Взрывной способ нашел широкое практическое использование для разрушения прочных пород при производстве больших объемов земляных работ. К достоинствам взрывного способа можно отнести его высокую производительность и низкие затраты. К недостаткам - специальные меры безопасности при работе со взрывчатым веществом и при производстве взрывных работ (наличие зоны поражения, ударной волны), наличие сейсмического воздействия массовых взрывов на гражданские и промышленные объекты в ближайших окрестностях карьеров. Также отмечаются высокая трудоемкость бурения шпуров и скважин, операций по их зарядке, значительные простои экскаваторов при проведении взрывных работ, вторичное смерзание пород при разрушении мерзлых массивов. К тому же следует отметить отрицательное воздействие на окружающую среду ведения буровзрывных работ, в част-

ности, на флору и фауну в пределах горных отводов в результате выбросов газов и пыли при производстве взрывных работ в карьерах [99].

Механический способ разрушения пород, при котором происходит нарушение структурного состояния породы, является наиболее распространенным - до 85 % всего объема горных работ [62, 89]. Он обладает универсальностью, невысокой энергоемкостью, безопасностью т.п. Эффективность и широта применения этого метода ограничиваются недостаточностью усилий, реализуемых на рабочих органах, что в свою очередь зависит от энергонасыщенности и конструктивной прочности машины, а также свойств материала рабочего органа.

Для послойного разрушения массива на отельные куски используются, как правило, навесные рыхлители. Простота и надежность конструкции, простота технологии производства работ, относительно низкие затраты на эксплуатацию - это основные достоинства такого способа.

Возможность использования энергии удара и вибрации привела к созданию рабочих органов динамического типа, отличительной особенностью которых является возможность создания относительно больших значений удельных усилий. Данное обстоятельство позволяет производить разрушение пород практически всех категорий.

Недостатком большинства механических способов разработки прочных пород является необходимость использования двух машин - одну для резания или рыхления, а другую для экскавации или перемещения породы. Это обстоятельство усложняет технологический процесс разработки массива, приводит к простоям техники, который снижает производительность.

Машиной, способной осуществить весь процесс разработки прочных пород, то есть резание (рыхление) и экскавацию, является экскаватор циклического действия, оснащенный ковшом активного действия.

Ковши активного действия, как правило, используют энергию удара, вибрацию либо их сочетание. Основным преимуществом ковшей активного действия, использующих энергию удара, является низкая энергоемкость про-

цесса разрушения массива. Считается, что виброударный и вибрационный способы более энергоемки. К преимуществам вибрационного способа разрушения можно отнести высокий ресурс вибрационного механизма. Практический опыт показывает, что чисто вибрационные рабочие органы долговечнее виброударных и чисто ударных в 5... 10 раз [14]. Также вибрационные механизмы относительно дешевы. Следующий важный момент - травмобезопас-ность рабочего места. При использовании ударных механизмов возможен разлет осколков в разные стороны. Это приводит к необходимости изоляции процесса ударного разрушения в окружающем пространстве, чтобы исключить травмирование человека. Значительно меньшие скорости внедряющихся инструментов при вибрационном воздействии на массив существенно уменьшают вероятность появления осколков, что делает окружающее пространство менее травмоопасным. Вибрационные рабочие органы имеют более низкий уровень шума по сравнению с ударными, что снижает вероятность профессиональных заболеваний работников, занятых в технологическом процессе.

В настоящее время ведутся исследования других перспективных способов разупрочнения и разрушения горных пород, например, с помощью струи воды, лазерного и инфракрасного излучения, разрушения породы при местном нагревании, которое приводит к хрупкому разрушению ненагретой породы в результате роста внутренних напряжений. Также ведутся работы по комбинированию различных способов, например термического и механического воздействия, что дает возможность использования положительных качеств отдельных методов [18, 21, 63, 64, 96, 120].

Оценка возможности и перспективности применения того или иного способа разупрочнения и разрушения горных пород обосновывается прежде всего на удельных энергозатратах и технических возможностях оборудования. По мнению А.Р. Маттиса, среди безвзрывных способов разрушения горных пород наиболее перспективно разрушение резанием и ударом [67].

Обзор различных способов разрушения прочных пород, приведенный выше, указывает на широкий спектр возможностей для разрушения и копания массива. Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки перед другими. Однако можно заметить, что практически все они, за исключением ковшей активного действия, не позволяют производить одновременное разрушение прочного массива и его копание. Ковши активного действия позволяют производить выемку прочного массива без использования дополнительного технологического цикла работ по подготовке массива к копанию.

1.2. Разрушение горных пород рабочими органами статического

и динамического действия

Большое число ученых и исследователей как в нашей стране, так и за рубежом работали в области создания рабочих органов интенсифицирующего воздействия на массив, описания процессов разрушения, резания и копания грунта и горных пород. Значительный вклад в эту область знаний внесли Н.Г. Домбровский, А.Н. Зеленин, Ю.А. Ветров, Ю.И. Беляков, Р.Ю. Подэрни,

A.П. Комиссаров, Н.С. Шкуренко, Д.И. Федоров, А.Р. Маттис, А.И. Федулов,

B.И. Сайтов, С.Б. Польский, М.М. Протодьяконов, C.B. Шишаев, В.И. Балов-нев, И.А. Недорезов, В.Н. Лабутин и многие другие.

Как отмечалось выше, в настоящее время существует множество способов разрушения прочных массивов. Однако можно сказать, что в целом все они могут быть разделены на механические и немеханические способы. Существующие механические способы разработки пород в зависимости от характера силового взаимодействия рабочего органа с массивом можно подразделить на ударные, вибрационные, высокоскоростные, малоскоростные или их сочетание [28].

Создание высоких динамических усилий, способных эффективно разрушать массив, возможно путем активизации рабочих органов [2, 9, 13, 29, 30, 37, 40, 66, 80, 90, 91, 98, 110, 122, 128].

При резании породы происходит отделение ее от массива с помощью режущей части рабочего органа. Чистое резание редко встречается при производстве горных работ. На практике работа экскавационных машин сопровождается как резанием, так и перемещением породы впереди или внутри рабочего органа, то есть копанием.

В процессе резания породы чаще всего используется клиновидный рабочий орган. При внедрении такого рабочего органа в породу перед клином вначале происходит сжатие пласта породы до определенного предела прочности, а дальнейшее увеличение напряжений приводит к разрушению породы. В зависимости от состояния породы и вида внешнего воздействия его разрушение может происходить в форме сдвига, скола, отрыва, плавного перехода из одной формы в другую (сливная стружка) и т.д.

Силы сопротивления породы разрушению зависят от прочности породы, гранулометрического состава, температуры, влажности, глубины резания, ширины режущей части рабочего органа, скорости резания, геометрических параметров взаимодействия рабочего органа с породой, геометрии рабочего органа и других факторов.

Повышение эффективности работы по разрушению породы возможно путем создания отдельных локальных динамических усилий. Такой принцип положен в основу большинства рабочих органов активного действия. Направленное динамическое усилие большой величины за сравнительно малый промежуток времени способно произвести разрушение породы и (или) вызвать разупрочнение основного массива.

При ударе происходит импульсное воздействие на массив рабочего органа. При таком воздействии происходит передача в массив большой величины энергии за относительно короткий промежуток времени. Как следствие, в тех породах, которые имеют хрупкую структуру, а к ним можно отнести, например, прочные породы, происходят необратимые процессы, выражающиеся в потере сплошности и появлении значительного числа трещин.

Характерной особенностью рабочих органов ударного действия является наличие ударной части, способной накапливать значительные запасы энергии и резко передавать ее в массив, как правило, посредством внедряющегося рабочего инструмента (рис. 1.1).

1 - рабочий инструмент; 2 - ударная часть

Анализ работ в области разработки пород, что ударные рабочие органы эффективны для разрушения хрупких прочных пород. При разрушении пластичных прочных пород эффективность ударных рабочих органов снижается из-за увеличения энергоемкости процесса разрушения и снижения полезной работы удара. Полезная работа - это энергия, идущая непосредственно на разрушение породы. Ее величина зависит от величины работы удара ударника и коэффициента полезного действия ударной установки:

А = АуЯ'^ (2.1)

где А - полезная работа, Дж; Ауд - работа удара, Дж; г| - коэффициент полезного действия.

Процесс соударения трех тел (ударника, рабочего органа и массива) в условиях пластической деформации массива является процессом соударения ударника и рабочего органа, масса которого как бы постоянно увеличивается по мере внедрения его в породу [37].

Эксперименты показали, что величина г| существенным образом зависит от физико-механических свойств материала. С увеличением пластичности материала г| снижается, что приводит к снижению полезной работы А.

Энергия ударника полностью используется для внедрения рабочего инструмента (т.е. зуба) в условиях, когда рабочий инструмент с ударником составляют одно целое, т.е. потери на соударение ударника и рабочего инструмента отсутствуют. В этом случае г|=1 [37].

К достоинствам рабочих органов ударного действия можно отнести высокую эффективность разрушения хрупких пород. Однако на практике возникают трудности, связанные с технологической сложностью, низкой надежностью, большой массой и дороговизной изделия.

Рабочие ораны вибрационного воздействия на массив обладают, по сравнению с рабочим органами ударного действия, более простой конструкцией, долговечностью, компактностью, технологичностью в изготовлении и ремонте при меньшей стоимости изделия, а также простотой эксплуатации. Это связано с отсутствием большого количества подвижных деталей и узлов, меньшей материалоемкостью изделия, более низкими пиковыми усилиями.

Отличительной особенностью вибрационного органа является периодическое, как правило, синусоидальной формы, движение рабочего инструмента.

Установлено, что увеличение удельного давления активного инструмента на породу способствует наиболее эффективному разрушению массива [119]. Поэтому ограничение количества одновременно работающих зубьев при одновременном увеличении усилия внедрения является перспективным направлением в области расширения технологических возможностей машины при разрушении массива, повышения эффективности копания.

Проведенные исследования при высокой частоте колебаний и малой амплитуде позволили сделать вывод о малой эффективности применения высокочастотного вибрационного метода разрушения прочного массива, в частности мерзлого грунта [37].

Исследования, проведенные в области разработки массивов с применением низкочастотных вибраций при одновременной работе всех зубьев ков-

ша экскаватора с большой амплитудой колебаний, показали, что они приводят к снижению силы, необходимой для копания [90, 91].

Повышение эффективности работы ковша экскаватора, оснащенного активными зубьями, возможно путем реализации управляемых перемещений отдельных зубьев. Управление можно производить каким-либо устройством в зависимости от внешних условий. В этом случае работа по резанию породы каждым отдельным зубом или группой зубьев протекает индивидуально, что в результате ведет к возможности оптимизации процесса разработки, большей производительности разрушения массива и меньшим энергозатратам.

Результаты исследований Ленинградского горного института и лаборатории разрушения горных пород Института горного дела АН СССР по вдавливанию стрежня в уголь показали, что энергоемкость при динамическом вдавливании в 2...6 раз выше, чем при статическом [36].

Экспериментально установлено, что сопротивление различных пород при динамическом приложении нагрузки возрастает. Данное обстоятельство можно объяснить следующим образом. Скорость распространения напряжений в зоне упругих деформаций очень большая, близка к скорости звука, а пластические деформации и напряжения распространяются в материале медленно. Статическое вдавливание при той же нагрузке позволяет глубже «пропитать» материал напряжениями. При вдавливании одновременно происходят и упругие, и пластические деформации. Упругие деформации подготавливают процесс для конечных пластических деформаций. При периодической нагрузке в интервале между ударами снимаются упругие деформации, что приводит к резкому замедлению роста распространения пластических деформаций. Соответственно, для создания в какой-либо точке материала напряженного состоянии определенной величины необходимо при периодически действующей нагрузке приложить большее усилие (в пересчете на статическое). Как следствие, процесс получается более энергоемким по сравнению со статически вдавливанием наконечника на одинаковую глубину.

Таким образом, следует, что пластичность материала оказывает существенное влияние на эффективность динамических рабочих органов.

Эффективность ударных рабочих органов при разработке прочных горных пород повышается с увеличением их хрупкости. Проведенные исследования процесса ударного разрушения горных пород выявили возможность использования ударных рабочих органов при выемке горных пород с пределом прочности на сжатие до 100 МПа [67].

1.3. Обзор конструкций ковшей активного действия

Идея динамического воздействия на массив с целью увеличения эффективности разработки прочных грунтов и горных пород известна давно. Идея использования в качестве единого рабочего органа группы ударных инструментов была высказана Г.В. Родионовым в 1937 г. В 1938 г. Ю.С. Берниковский [57] предложил для рыхления мерзлого грунта использовать специальные съемные пневмоударные зубья, устанавливаемые на ковш экскаватора. В 1945 г. В.Н. Липец предложил конструкцию ковша, внутри которого предполагалось установить отбойные молотки.

Первые изобретения и патенты в области создания активных рабочих органов появились в первой половине прошлого века. К настоящему времени насчитывается около 200 изобретений в области активизации рабочих органов. К ним относятся бульдозерные отвалы, ковши скреперов и погрузчиков, а также ковши экскаваторов [122]. Это объясняется прежде всего высоким уровнем научных школ, изучавших процессы разрушения грунта, и большими исследованиями, проведенными в данной области.

Использование магнитострикционных вибраторов в качестве привода активных зубьев позволяет иметь привод небольшой массы и объема при достаточно высоком КПД, ввиду отсутствия многоступенчатого преобразования энергии. В а.с. № 333253 [48] (рис. 1.2) при включении вибратора 1, состоящего из сердечника и обмотки возбуждения, передняя стенка 2 начи-

нает колебаться в продольном направлении, что обеспечивает интенсивное разрушение массива.

Решению проблемы охлаждения вибровозбудителей посвящено а.с. № 655779 [53], что приводит к повышению эффективности работы системы.

В а.с. № 844696 [55] магнитострикционные вибраторы передают по специальным волноводам энергию для колебаний активных элементов за счет продольных и поперечных волн.

А а.с. № 1203200 [94] предлагается с целью увеличения эффективности разработки грунтов путем повышения КПД передачи энергии продольных упругих колебаний от магнитострикционного вибровозбудителя к режущему элементу использовать боковые стенки с зазором между передней стенкой ковша.

Среди основных недостатков конструкций с использованием магнито-стрикционных вибраторов можно выделить их сравнительно небольшую мощность, что делает процесс динамического разрушения грунта малоэффективным. Также нужно отметить необходимость наличия внешнего источника электрической энергии, нагрев вибровозбудителей и сравнительно большую массу ковша.

В патенте РФ № 221592 [88] представлена конструкция электромагнитного ударного механизма, позволяющего активизировать ковш экскаватора. В а.с. № 378598 [50] в качестве привода породоразрушающих зубьев используется генератор электромагнитных колебаний. К недостаткам данной конструкции можно отнести сложность, энергонасыщенность в сочетании с относительно малой мощностью, наличие источника напряжения, а также возможность появления электромагнитных волн, оказывающих вредное воздействие на человека.

Использование пневмоударных механизмов в конструкции ковша активного действия позволяет существенно повысить эффективность разрушения грунта. Ковш активного действия по а.с. № 207809 [43] (рис. 1.3) имеет в днище полость 1 для размещения пневмоударного механизма 2, питание сжатым воздухом которого происходит по каналу 3, а управление посредством распределительной коробки 4.

Близкой к предыдущей конструкцией ковша активного действия обладает ковш согласно а.с. № 338594 [49], а.с. № 505772 [52] и а.с. № 411196

Рис. 1.3. Конструкция ковша экскаватора по а.с. № 207809: 1 - полость; 2 - пневмоударный механизм; 3 - канал для подвода сжатого воздуха;

4 - распределительная коробка

[51].

2 14 3

Для повышения эффективности копания ковшом, оборудованным пневмомолотами в а.с № 538136 [38] предлагается снизить расход сжатого воздуха путем модернизаций пускового устройства для подачи воздуха.

В а.с. № 883285 [39] предлагается дальнейшее совершенствование конструкции механизма автоматического запуска предыдущего изобретения с целью повышения надежности и долговечности.

К достоинствам ковшей активного действия, использующих пневмо-ударные механизмы, можно отнести их высокую эффективность при разработке прочных грунтов. По сравнению с гидроударными их конструкция проще и более надежна. Недостатки: наличие внешнего источника сжатого воздуха высокой мощности и большой расход воздуха. Также актуальным является отказ управляющих элементов пневмосистемы в связи с обмерзанием при отрицательных температурах.

В отдельную группу изобретений можно отнести ковши безударного действия или с малой величиной энергии удара.

Конструкция, описанная в а.с. № 759659 [54], дает возможность разрушения массива путем отрыва его зубьями. Дальнейшему усовершенствованию конструкции посвящены а.с. № 929787 [56] и а.с. № 1071710 [46].

А а. с. № 167182 [44] предлагается создание вынужденных колебаний передней стенки с зубьями путем преобразования вращательного движения электродвигателя, установленного на ковше, с помощью специальной трансмиссии.

В конструкции ковша экскаватора по а.с. № 1054507 [45] зубья способны совершать непрерывные круговые обкатывающие движения, что ведет к увеличению удельного давления в зонах контакта зубьев с массивом и разрушению массива.

Ковш экскаватора по а.с. №1564278 [47] отличается от предыдущей конструкции возможностью возвратно-поступательного движения зубьев наряду с круговыми обкатывающими движениями.

Использованием вибрационного воздействия на грунт характеризуется а.с. № 648693 [95]. Конструкция рабочего органа землеройной машины содержит ковш 1, соединенный с помощью бокового жесткого шарнира 2 и амортизатора 3 с кронштейном 4 (рис. 1.4). Источником вибрационных колебаний является вибратор 5, закрепленный на ковше 1. При работе ковша включается вибратор 5, что приводит к вибрационным перемещениям зубьев ковша в горизонтальной плоскости относительно забоя благодаря шарниру 2 и амортизатору 3.

Вибрационному воздействию на массив посвящен патент № 2230810 (Франция) [87], в котором зубья способны совершать возвратно-поступательные колебательные движения.

В а.с. № 885456 [58] вибрационное воздействие на массив осуществляется подвижными зубьями, которые приводятся в движение гидравлическим вибровозбудителем. Амплитуда колебаний подвижных зубьев может выбираться в пределах 5...20 мм при частоте от 1 до 30 Гц в зависимости от конструктивных параметров ковша и гидравлического вибровозбудителя, а также от физико-механических свойств грунта.

Обзор патентных материалов в области создания ковшей активного действия указывает на пристальное внимание изобретателей к данной про-

4 5

1

2

Рис. 1.4. Конструкция ковша экскаватора по а.с. № 648693: 1 - ковш; 2 - шарнир; 3 - амортизатор; 4 - кронштейн; 5 - вибратор

блеме. Каждая из рассмотренных конструкций имеет свои достоинства и недостатки. Повышенную заинтересованность изобретателей вызывают ковши экскаваторов с активными рабочими органами пневматического, гидравлического и магнитострикционного действия.

Наибольшее число патентов посвящено рабочим органам ударного и вибрационного действия. Причем конструктивная схема рабочих органов ударного действия значительно сложнее, чем вибрационного.

Прослеживается тенденция перехода к рабочим органам активного действия, которые используют энергию рабочей жидкости взамен энергии воздуха.

В малой степени представлены рабочие органы активного действия, имеющие специальные системы управления для оптимизации работы исполнительных механизмов, для снижения энергоемкости процесса разрушения грунта, повышения эффективности процесса разработки прочных грунтов и расширения технологических возможностей экскаватора.

С 50-х гг. прошлого века начались глубокие и систематические экспериментально-теоретические исследования по разрушению мерзлых грунтов. Под руководством доктора технических наук А.Н. Зеленина были проведены широкого спектра исследованная в области разрушения грунта [37, 36]. В результате исследований в 1952 г. был спроектирован, изготовлен и испытан на экскаваторе Э-505 опытный ковш с пневмоударными зубьями.

В это же время в Институте горного дела Сибирского отделения (ИГД СО) АН СССР под руководством доктора технических наук Г.В. Родионова велись лабораторные и полевые исследования по разрушению мерзлого грунта ударной нагрузкой. В 1952-1954 гг. проводились испытания опытного образца ковша, оснащенного отбойными молотками ОМСП-5. Однако недостаточная мощность ударных устройств показала низкую эффективность процесса копания [116]. Дальнейшие исследования привели к созданию в 195455 гг. ковша активного действия для экскаватора Э-505А, оборудованного обратной лопатой. Ковш новой конструкции состоял из четырех ударных

блоков и отличался повышенной энергией удара (315 Дж), высокой частотой (980 с"1), а также был оснащен автоматическим запуском отдельного молота при достижении определенного усилия на зубе [84, 112, 114].

Многолетние исследования в области разрушения грунтов пневматическими ударными зубьями, установленными на ковше экскаватора, привели к созданию и внедрению в 1968 г. конструкции оборудования с ковшом активного действия для экскаватора Э-652, оснащенного обратной лопатой (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Экскаватор Э-652 с ковшом активного действия: 1 - ковш; 2 - шарнирный воздухопровод; 3 - воздухопровод с флюгером;

4 - компрессор

Рис. 1..6. Ковш активного действия прямой лопаты: 1 — корпус ковша; 2 - зубья; 3 - днище

В 1969 г. было начато мелкосерийное производство ковшей активного действия для экскаваторов Э-652, Э-10011м и Э-1252, оснащенных прямой лопатой. Ковши активного действия в течение 1970.. 1971 гг. эффективно использовались для разработки скального грунта VI группы. Наряду со стандартным серийным ковшом активного действия (рис. 1.6) также применялся ковш активного действия к экскаватору Э-1252 с двумя ударными блоками вместо трех [81, 82, 84, 85, 86, 105, 108, 109, 110, 111, 112, 113].

За период 1952... 1954 гг. были проведены экспериментальные исследования с целью определения влияния вибрации на усилие резания и энергоемкость процесса разрушения [1, 11, 118, 124, 125].

Результатом исследований стал ковш ВК-1, состоящий из группы виброударных зубьев. В 1956 г. прошли испытания этого ковша на разработке мела, коэффициент крепости которого составлял от 1,5 до 3 по шкале М.М. Протодьяконова [123].

В 1958 г. на основании конструкторских разработок предыдущих моделей ковшей в лаборатории оснований и фундаментов НИИ по строительству в Свердловске, на ремонтно-механическом заводе треста «Уралспецстрой» была выполнена следующая модель виброковша ВК-2 емкостью 0,75 м3. Ковш был оборудован двумя вибромолотами мощностью по 2,8 кВт каждый (рис. 1.7) и позволял разрабатывать грунт V...VI категории по классификации Зеленина [126].

1 - вибромолот; 2 - зуб; 3 - направляющая труба; 4 - корпус ковша

Дальнейшее совершенствование конструкции виброударного механизма привело к созданию виброковшей ВК-3 с тремя усовершенствованными вибраторами мощностью 4,5 кВт каждый и ВК-4.

Результаты многочисленных экспериментов ковшей ВК-1, ВК-1А, ВК-2, ВК-3, ВК-4 позволили составить технические требования на проектирование ковша активного действия, в которых указаны его основные параметры. Промышленному внедрению данных моделей ковшей препятствовал малый срок службы вибромолотов и приводных электродвигателей, что не позволяло создать надежных и долговечных ковшей активного действия с виброударными зубьями.

Однако в целом широкие исследования, проведенные в области разрушения грунтов виброударной нагрузкой, подтвердили целесообразность применения виброметода для разработки грунтов и пород IV.. .VII категорий, в том числе мерзлых [126].

В Карагандинском политехническим институте были созданы активные ковши с тремя гидропневмоударниками [98]. Эксперименты, проводимые на массиве с числом ударов ударника конструкции ДорНИИ 240...300, показали снижение средней величины усилия в подъемном канате на 30...40 % по сравнению с резанием.

Работы по исследованию виброковша с гидравлическим приводом колебаний зубьев проводились в Самаркандском архитектурно-строительном институте С.Б. Польским [90, 91, 92]. При этом изучалось влияние частоты колебаний поршня, обеспечивающего активизацию рабочего органа, прочности грунта, величины силы тяги на законы колебаний вибрационного ножа, изменение давления в гидроприводе, потребляемую мощность и коэффициент эффективности вибрационной разработки грунта.

Проводились исследования в области активизации зубьев ковша с помощью магнитострикционных вибраторов [41, 127]. Результаты позволили определить более рациональную конструкцию как всего ковша в целом, так и

отдельных его элементов, основные параметры работы магнитострикцион-ных вибраторов. Была предложена методика инженерного расчета ковшей. При таких несомненных достоинствах магнитострикционных вибраторов, как простота конструкции и компактность, их применение ограничивают относительно малая мощность, склонность к перегреву, необходимость источника электрической энергии достаточной мощности.

Совместные усилия ИГД СО АН СССР, ЦНИИС и Волгоградского проектного отдела Гидропроекта им. С.Я. Жука воплотились в создании ковша активного действия, оснащенного тремя пневмомолотами МК-82 с энергией единичного удара 1850 Дж. и способного разрабатывать массив крепостью / = 16 по шкале Прото дьяконова и VI...VII категорий по шкале Зеленина [22, 35, 69, 70, 71, 115, 122]. Дальнейшее усовершенствование ковша позволило производить разработку породы крепостью от 12 до 16 по шкале Прото дьяконова [70].

В целом проведенные экспериментальные исследования показали достаточно высокую эффективность применения экскаваторов, оборудованных ковшами активного действия, при разработке легковзрываемых пород и пород средней взрываемости без предварительного рыхления их взрывом.

В конце 80 - начале 90 гг. прошлого века на ОАО «Уралмаш» при участии специалистов Новосибирского института горного дела СО РАН был изготовлен, испытан и внедрен в серию экскаватор ЭКГ-5В с ковшом, оборудованным тремя пневмомолотами с энергией удара по 1700 Дж каждый. Ковш позволял разрабатывать трещиноватые породы и угли малой и средней крепости без предварительного их рыхления взрывом [31, 67, 89].

К недостаткам пневмоударных систем на базе серийных гидравлических экваторов относится необходимость использования пневматических компрессорных установок с высокой подачей воздуха. Сами компрессорные установки имеют существенные габариты, находятся рядом с экскаватором и значительно снижают его маневренность и повышают общий уровень шума на рабочей площадке. Кроме того, замерзание пневмораспределительных

устройств при работе в условиях отрицательных температур существенно снижает производительность процесса разработки породы.

В Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии (СибАДИ) в различные, периоды времени также занимались разработкой ковшей активного действия [28]. В качестве ударного механизма использовались гидроударники. На рис. 1.8 представлены конструкции этих ковшей для экскаватора ЭО-3322 (рис 1.8, а) и ЭО-4121 (рис 1.8, б).

Рис. 1.8. Конструкции ковшей активного действия разработки СибАДИ: 1 - корпус ковша; 2 - ударные зубья

Исследования в области возможности использования электромагнитных молотов для активизации ковшей экскаваторов проводились в Уральском государственном горном университете [6, 7, 121].

Разработкой и созданием ковшей активного действия занимались в Пермском государственном техническом университете [16, 75, 77, 78, 79, 106]. Ковш активного действия, разработанный и изготовленный на кафедре строительных и дорожных машин, предназначен для экскаватора ЭО-2621 (рис. 1.9) [17]. Он включает в себя гидравлический активизатор зубьев, расположенный на теле ковша 1, который состоит из гидрораспределителя 2, гидроаккумулятора 3, четырех исполнительных гидроцилиндров с зубьями 4, а также арматуры и трубопроводов. Конструкция позволяет обеспечить воз-

вратно-поступательное движение активных зубьев и их поворот на угол до 30°, что дает возможность оказывать на массив вибрационно-режущее и скалывающее воздействия.

м

к

к

Рис. 1.9. Ковш активного действия с гидравлическим активизатором зубьев: 1 - корпус ковша; 2 - гидрораспределитель; 3 - гидроаккумулятор;

4 - исполнительные гидроцилиндры с зубьями

В целом можно отметить, что за 80-летнюю историю создания ковшей активного действия было разработано значительное их количество. Теоретические и экспериментальные исследования в области создания ковшей активного действия свидетельствуют о перспективности их использования при разработке прочных массивов.

1.4. Постановка цели и задач исследования

Проблема разработки пород является актуальной и насущной, что отражается в многообразии предлагаемых способов и средств разрушения. На сегодняшний день механический способ разрушения породы является самым распространенным. При разрушении горных пород повышенной крепости среди безвзрывных способов наиболее перспективны способы, реализующие удар и резание. Применительно к экскаваторной технике повышение эффективности данного способа возможно путем разработки ковшей с повышен-

ными силовыми возможностями или ковшей активного действия, что позволяет интенсифицировать процесс разрушения и расширить область применения карьерных экскаваторов на мерзлых и прочных массивах.

На основании анализа выполненных исследований, а также в соответствии с целью работы сформулированы следующие задачи исследований:

- установление закономерностей процесса разрушения породы ковшом;

- проведение экспериментальных исследований процесса взаимодействия зуба и породы с целью проверки полученных теоретическим путем взаимосвязей;

- разработка методики выбора и обоснования рациональных параметров ковша.

2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОВША С ПОВЫШЕННЫМИ СИЛОВЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ С ПОРОДОЙ

2.1. Синтез компоновочной схемы ковша с повышенными силовыми

возможностями

Нами предлагается конструкция ковша, позволяющая расширить область применения карьерных экскаваторов на мерзлых грунтах и прочных породах за счет возможности реализации на зубе режима резания и режима удара.

На рис. 2.1 показана схема ковша карьерного экскаватора, состоящего из корпуса 1, гидроцилиндров 2 и зубьев 3. Управление гидроцилиндрами производится с помощью золотниковых распределителей 4, прохождение рабочей жидкости осуществляется по гидролинии 5.

Рис. 2.1. Схема ковша карьерного экскаватора: 1 - корпус ковша; 2 - гидроцилиндр; 3 - зуб; 4 - золотниковый распределитель; 5 - гидролиния

Схема гидравлической системы представлена на рис. 2.2. Гидроцилиндры 1 приводят в движение зубья 2. Управление потоком рабочей жидкости осуществляется золотниковыми распределителями 3 на основании команд с блока управления 4, исходя из величины давления в поршневой полости гидроцилиндра 1, регистрируемого датчиком давления 5.

Включение гидроцилиндра в работу происходит при достижении заданного усилия на зубе, что регистрируется датчиком давления в левой полости гидроцилиндра. Характер работы гидроцилиндров зависит от режима работы, который задает машинист экскаватора, - резание или удар. Работа гидроцилиндров происходит последовательно. Под действием возникающих сил зуб внедряется в породу, разрушая ее. Обратный ход зуба осуществляется за счет движения корпуса ковша.

Рис., 2.2. Схема гидравлической системы: 1- гидроцилиндр; 2 - зуб; 3 - золотниковый распределитель; 4 - блок управления; 5 - датчик давления

Индивидуальное управление зубьями позволяет каждому из них совершать независимые друг от друга возвратно-поступательные движения, что дает возможность создания переменной по длине и положению режущей кромки ковша. Опережающее выдвижение одного из зубьев по отношению к ковшу и остальным зубьям позволяет сконцентрировать высокие локальные усилия на режущей кромке и, следовательно, производить копание ковшом породы большей крепости. Система управления зубьями позволяет выбирать наиболее нагруженный зуб и осуществлять его включение. Возможна одновременная работа нескольких зубьев.

Конструктивно ковш навешивают на рукоять карьерного экскаватора взамен серийного. Рабочая жидкость для питания гидроцилиндров подается по трубопроводам от насосов базовой машины или дополнительной насосной станции [59, 60, 61].

В качестве базовой машины принят карьерный гидравлический экскаватор ЭГ-12АУ с оборудованием «прямая лопата» (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Гидравлический экскаватор ЭГ-12АУ с оборудованием «прямая лопата»

Экскаватор ЭГ-12АУ, производимый на ОАО «Уралмашзавод», предназначен для работы на карьерах при вскрыше и добыче полезных ископаемых. Экскаватор имеет гидрофицированное рабочее оборудование. Гидропривод экскаватора ЭГ-12АУ характеризуется применением аксиально-поршневых насосов регулируемой подачи. Экскаватор оснащен одной насосной установкой с

электродвигателем мощностью 630 кВт, раздаточным редуктором и двумя насосами подачей по 900 л/мин. Максимальное рабочее давление в гидросистеме составляет 30 МПа. Изменение подачи насосов происходит автоматически при изменении усилий на зубьях ковша. Технические характеристики экскаватора ЭГ-12АУ приведены в табл. 2.1 [31].

Таблица 2.1

Технические характеристики экскаватора ЭГ-12АУ

Показатель ЭГ-12АУ

Вместимость ковша (для пород с плотностью 1,8 т/м3), м^ 12

Радиус черпания, м, не менее 15

Высота черпания, м, не менее 13,5

Высота выгрузки, м, не менее 10,5

Глубина черпания ниже уровня установки, м 2,5

Мощность двигателей, кВт:

сетевого 630

поворота 2x100

хода 2x100

Рабочее давление в гидросистеме, МПа 30

Подача насосов, л/мин 1800

Усилие внедрения ковша, кН, не менее 1100

Усилие выламывания на зубьях ковша, кН, не менее 800

Ширина ковша, м 4,0

Вместимость баков гидросистемы, м3 7,0

Частота вращения платформы, с"1 0,05

Тяговое усиление двух гусениц, кН 1480

Скорость передвижения, км/ч 1,3

Гусеничный ход, м :

база 6,5

колея 5,2

Ширина гусеничной ленты, м 1,1

Среднее давление на грунт, МПа 0,22

Радиус хвостовой части платформы, м 7,2

Клиренс, м :

платформы 2,8

ходовой тележки 0,78

Напряжение подводимого тока, В 6000

Преодолеваемый уклон, градус, не менее 12

Расчетная продолжительность цикла, с 28

Кабелеемокость барабана, м 280

Рабочая масса экскаватора, т 330

В том числе противовеса, т 28

2.2. Оценка режимов работы ковша с повышенными силовыми

возможностями

Конструкция ковша позволяет реализовать несколько режимов при разработке горных пород. Выбор режима работы ковша осуществляет машинист экскаватора в зависимости от свойств горных пород в массиве:

- режим / - зубья работают в режиме резания (разработка прочных пластичных пород, коэффициент крепости по шкале М.М. Протодьяконова / < 6 );

- режим II- зубья работают в режиме удара (разработка прочных хрупких пород,/< 10).

Рассмотрим режим /, при котором происходит последовательное выдвижение зубьев (рис. 2.4). При движении ковша 1 и возрастании нагрузки на зуб 2 за счет действия силы сопротивления породы резанию зубом (касательная составляющая) Рои зуб 2 воздействует своим буртиком на шток 3 и далее на поршень 4 гидроцилиндра 5. Величина воздействия регистрируется датчиком давления по значению давления в полости 6 (рис. 2.4, а). При превышении давления выше определенной величины происходит подача рабочей жидкости в полость 6, что приводит к выдвижению зуба со скоростью у3 (рис. 2.4, б). Выдвижение зуба сопровождается процессом резания породы. Далее происходит его втягивание до первоначального положения. Процесс втягивания происходит за счет сил реакции, действующих на зуб со стороны массива при движении ковша. При втягивании зуба процесса резания не происходит (рис. 2.4, в).

Зубья работают с одинаковыми длиной хода, средней скоростью и периодичностью. Очередность выдвижения зубьев определяется величиной силы Р01з В процессе копания породы ковшом в режиме I процесс резания зубьями осуществляется неоднократно.

а

Рис. 2.4. Схема работы зуба ковша для режима I (зубья работают в режиме резания)

В зависимости от прочности породы количество зубьев, участвующих в процессе резания в режиме /, может изменяться. При разработке наиболее прочных пород (/<6) в процессе резания в определенный момент времени участвует один зуб (рис. 2.5). Менее прочные породы (/ < 3...4) могут разрабатываться при одновременном выдвижении несельских зубьев (рис. 2.6).

Рис. 2.5. Схема работы зубьев ковша в режиме I при / < 6: а -^1-й этап (работа 3-го гидроцилиндра); б - 2-й этап (работа 2-го гидроцилиндра); в - 3-й этап (работа 4-го гидроцилиндра); г - 4-й этап (работа 5-го гидроцилиндра);

д - 5-й этап (работа 1-го гидроцилиндра)

а

\ Ро1з — 1— 1 1—11,- 1

\ 1 1- / 1 1- Г"1 1 1 Рз —11 ■■ 1

^013 - |-| 1 1

Заключение диссертации по теме «Горные машины», Муравский, Александр Константинович

Выводы

1.Обоснованы параметры ковша с повышенными силовыми возможностями. Выявлено влияние режимных и конструктивных параметров ковша на энергоемкость.

2. Установлено, что режим I (зубья работают в режиме резания) рационально использовать на пластичных породах с малой величиной «зоны с нарушенными связями», например, в глинах. Режим II (зубья работают в режиме удара) рационально использовать при разработке хрупких пород.

3. Проведена оценка экономической эффективности применения ковша с повышенными силовыми возможностями. Ожидаемый годовой экономический эффект составил 750 тыс. руб. на одну машину в год.

4. Разработана методика выбора основных параметров ковша с повышенными силовыми возможностями.

5. Предложена блок-схема расчета основных параметров ковша с повышенными силовыми возможностями

6. Разработаны технические решения по конструкциям ковшей с повышенными силовыми возможностями.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основе выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований дано новое решение актуальной научно-технической задачи - обоснование параметров экскаваторного ковша с повышенными силовыми возможностями, обеспечивающего расширение области применения карьерных экскаваторов на мерзлых грунтах и прочных породах.

Основные научные выводы и результаты диссертационной работы, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Показано, что основным фактором, ограничивающим область применения карьерных экскаваторов, является удельная нагрузка на режущей кромке ковша. Резервом повышения технологических возможностей является использование принципа концентрации нагрузки на отдельном зубе ковша.

2. Реализация максимальных удельных усилий на отдельных зубьях ковша обеспечивается режимными параметрами ковша, зубьев и их конструкцией.

3. Режим работы ковша с повышенными силовыми возможностями определяется свойствами горных пород. Ковш позволяет эффективно производить разработку прочных пластичных пород (/ < 6 ) в режиме резания зубьями и разработку прочных хрупких пород (/ < 10) в режиме удара.

4. Установлены зависимости процесса взаимодействия ковша с породой, подтверждаемые данными, полученными в результате эксперимента.

5. Разработана методика выбора параметров ковша с повышенными силовыми возможностями, учитывающая свойства горной породы.

6. Разработаны технические решения по конструкциям ковшей (получены патенты: № 60948 РФ. Ковш экскаватора; № 65065 РФ. Ковш экскаватора; № 69096 РФ. Ковш экскаватора).

7. Ожидаемая экономическая эффективность от использования экскаватора, оборудованного ковшом с повышенными силовыми возможностями, при разработке горных пород составляет порядка 750 тыс. руб. на одну машину в год.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Муравский, Александр Константинович, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аверин Н. Д., Петере Е. П., Барон Ф. я. Ковш с вибраторами для одноковшовых экскаваторов // Механизация строительства. - 1953. №6.

2. Алимов О. Д. Гидравлические виброударные системы. - М.: Наука, 1990.-352 с.

3. Алимов О. Д., Манжосов В. К., Еремьянц В. Э. Удар. Распространение волн деформации в ударных системах - М.: Наука, 1985 - 357 с.

4. Анциферова Н. Г., Деменок А. М., Кораблев А. А. и др. Экспериментальные исследования силовых и кинематических параметров мощной динамической установки / Технология и механизация разработки угольных месторождений: тр. ИГД им. А. А. Скочинского. - 1971. - Вып. № 85. - С. 20-27.

5. Астахов А. И., Дегярев А. П. и др. Экскаваторные работы. - М.: Госстройиздат, 1962.- 364 с.

6. Афанасьев А. И., Чернышев А. А. Энергоэффективность машин ударного действия // Горные машины и автоматика. - 2002- № 9. -С. 37-39.

7. Афанасьев А. П., Чернышев А. А., Шестаков В. С. Оценка эффективности энергопотребления машин ударного действия в горнодобывающих отраслях промышленности // Перспективные информационные технологии и проблемы управления рисками на пороге нового тысячелетия: матер, междунар. экологического симпозиума.- СПб., 2000. - С. 178-182.

8. Ашмарин И. П., Васильев Н. Н., Амбросов В. А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. - 76 с.

9. Баловнев В. И. Дорожно-строительные машины с рабочими органами интенсифицирующего действия. - М.: Машиностроение, 1981.-223 с.

10. Баловнев В. И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин. - М.: Машиностроение, 1994. - 432 с.

11. Баловнев В. Н. Экспериментальное исследование разрушения грунтов вибрирующими и виброударными исполнительными органами: автореф. диссертации канд. наук.-М., 1954.

12. Башта Т.М. Гидропровод и гидропневмоавтоматика. - М.: Машиностроение, 1972 - 320 с.

13. Бедрина Е. А., Галдин Н. С. Математическое планирование эксперимента в обосновании основных параметров гидроударников для ковшей активного действия экскаваторов // Строительные и дорожные машины. - 2004.- № 7.- С. 33-34.

14. Белоногов Л. Б. Янковский Л. В. Машины и оборудование для разработки мерзлых грунтов: учебное пособие. - Пермь, 2000. - 148 с.

15. Белоногов Л. Б., Муравский А. К. К вопросу величины расхода рабочей жидкости в гидросистеме экскаватора, оборудованного ковшом активного действия // Сборник материалов по итогам работы Всероссийского семинара заведующих кафедрами экологии; г. Пермь, 2006 г. / отв. ред. проф. В. Ю Петров; Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2006.-С. 20-23.

16. Белоногов Л. Б., Муравский А. К. Особенности разработки мерзлых грунтов рабочими органами активного действия // Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2001: тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. / под ред. Ю. В. Соколкина и А. А. Чекалкина; Перм.гос.тех.ун-т. - Пермь, 2001.

17. Белоногов Л. Б., Муравский А. К. Разработка гидравлического активизатора зуба ковша экскаватора для разработки мерзлых грунтов // Проблемы строительства, реконструкции и эксплуатации оснований, фундаментов, мостов, транспортных сооружений. Механизация строительства. Охрана окружающей среды: материалы науч.-техн.

конф. автодорожного факультета / Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2000.

- С. 72-73.

18. Бергман Э. Д., Покровский Г. Н. Термическое разрушение горных пород плазмобурами. - Новосибирск: Наука, 1971. - 126 с.

19. Бритарев В. А., Замышляев В. Ф. Горные машины и комплексы: учеб. пособие для техникумов. - М.: Недра, 1984 - 288 с.

20. Бульдозеры и рыхлители / Б. 3. Захарчук, В. Д. Телушкин, Г. А. Шлойдо, А. А. Яркин - М.: Машиностроение, 1987. - 240 с.

21. Вартанов Г. А. Протасов Ю. И. Применение инфракрасного излучения для разрушения горных пород. - Ереван, 1970. - 64 с.

22. Васильев Е. И., Зайцев Г. Д., Маттис А. Р. Эффективность применения экскаваторов с ковшами активного действия на меднорудных карьерах. // Теория проектирования открытых горных работ: тр. ИГД СО АН СССР. - 1982.-С. 62-72.

23. Ветров Ю. А. и др. Строительные машины. Практические упражнения

- Киев: Вища школа, 1974. - 160 с.

24. Ветров Ю. А. Резание грунтов землеройными машинами. - М.: Машиностроение, 1971. - 357 с.

25. Ветров Ю. А., Баладинский В. Л. Машины для специальных земляных работ. - Киев: Вища школа, 1980. - 192 с.

26. Ветров Ю. А., Баладинский В. Л., Баранников В. Ф., Кукса В. П. Разрушение прочных грунтов - Киев: Буд1вельник, 1973.

27. Галдин Н. С. Уравнения регрессии основных параметров гидроударных импульсных систем // Строительные и дорожные машины - 2002 - № 3.-С. 15-16.

28. Галдин Н. С. Многоцелевые гидроударные рабочие органы дорожно-строительных машин: монография. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2005. -223 с.

29. Галдин Н. С. Основы расчета и проектирования гидроударных рабочих оргнаов дорожно-строительных машин: монография. - Омск: Изд-во СибАДИ, 1997. - 98 с.

30. Галдин Н. С., Бедрина Е. А. Ковши активного действия для экскаваторов: уеб. пособие. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2003. - 52 с.

31. Горное оборудование Уралмашзавода / отв. ред.-сост. Г. X. Бойко -Екатеринбург: Уральский рабочий, 2002. - 240 с.

32. Горячкин В. П. Собрание сочинений. Т. 6 - М., 1948.

33. Домбровский Н. Г. Экскаваторы. - М.: Машиностроение, 1969. - 320 с.

34. Домбровский Н. Г., Гальперин М. И. Строительные машины: (в 2 ч.). Ч. II: Учебник для студентов вузов, обучающихся по спец. «Строительные и дорожные машины и оборудование». - М.: Высшая. Школа., 1985. -224 с.

35. Зайцев Г. Д., Маттис А. Р. Применение экскаваторов с ковшами активного действия при заоткосе уступов // Добыча угля открытым способом: тр. ЦНИЭИуголь. М, 1981.-№ 8.- С. 18-21.

36. Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами. М.: Машиностроение, 1968 - 376 с.

37. Зеленин А. Н., Баловнев В. И., Керов И. П. Машины для земляных работ - М.: Машиностроение, 1975 - 424 с.

38. Зуб экскаваторного ковша активного действия: а.с. № 538136 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / А. Р. Маттис, Г. М. Носиков, Д. И. Федоров, Ю. М. Хамчуков. № 1995158/03; заявл. 08.02.74; опубл. 5.12.76. Бюл. № 45.

39. Зуб экскаваторного ковша активного действия: а.с. № 883285 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / А. И. Федулов, А. Р. Маттис, В. Н Лабутин, А. П. Архипенко, Н. И. Семенов, А. А. Вихляев, Г. Я. Безлепкин, М. С. Дружинин, Б. Ю. Новоселов, А. Г. Головатенко. № 2801199/22-03; заявл. 26.07.79; опубл. 23.11.81. Бюл. № 43.

40. Искович-Лотоцкий Р. Д., Матвеев И. Б., Крат В. А. Машины вибрационного и виброударного действия. - Киев: Техника, 1982. -208с.

41. Карпов В.В., Чеботарев Ю.И. Инженерный расчет параметров ковшей

т

гидравлических экскаваторов с магнитострикционным приводом активных зубьев / Ленингр. инж.-строит. ин-т. - Л., 1986 - 9 с.

42. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В., Обработка результатов наблюдений. - М.: Наука; Гл. ред. физ.-мат. Лит., 1970. - 104 с.

43. Ковш обратной лопаты экскаватора: а.с. № 207809 СССР, МКИ Е 02 Г 3/40 / Н. М. Айзенберг, Н. Д. Иванов, И. А. Недорезов, Г. М. Носиков, Д. И. Федоров, А. И. Федулов, Ю. М. Хамчуков. № 1047861/29-14; заявл. 30.12.65; опубл. 22.12.67. Бюл. № 2.

44. Ковш одноковшового экскаватора: а.с. № 167182 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / В.В. Белянин, В.П. Баландин, Г.М. Веселов, В.А. Ряхин. №878339/29-14; заявл. 27.01.64; опубл. 12.12.64. Бюл. № 24.

45. Ковш экскаватора: а.с. № 1054507 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / А. Е. Дубровин, А. В. Фролов, В. Ф. Котуков, М. К. Устинова. № 2957210/29-03; заявл. 18.07.80; опубл. 15.11.83. Бюл. № 42

46. Ковш экскаватора: а.с. № 1071710 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / М. С. Овчаров, В. В. Харченко, М. А. Беляев. № 3504369/29-03; заявл. 28.10.82; опубл. 07.02.84. Бюл. № 5.

47. Ковш экскаватора: а.с. № 1564278 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / В. И. Бурчу № 4291334/25-03; заявл. 28.07.87; опубл. 15.05.90. Бюл. № 18.

48. Ковш экскаватора: а.с. № 333253 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / М. Н Лебедев, В. В. Карпов, Н. П. Воробьев. № 1483743/29-14; заявл. 13.10.70; опубл. 21.03.72. Бюл. №11.

49. Ковш экскаватора: а.с. № 338594 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / А. Ф. Кичигин, И. А. Янцен, Д. Н. Ешуткин, М. С. Овчаров, Е. И. Сафанков, О. Г. Савчак № 1431697/29-14; заявл. 20.04.70; опубл. 7.06.72. Бюл. № 16.

50. Ковш экскаватора: а.с. № 378598 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / Л. Б. Некрасов, Ю. М. Мисник, П. А. Туулас, В. А. Хоминский. № 1765557/29-14; заявл. 5.04.72; опубл. 18.04.73. Бюл. № 19.

51. Ковш экскаватора: а.с. № 411196 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / С. А. Соломонов, С. А. Самохин. № 1704412/29-14; заявл. 6.10.71; опубл. 15.01.74. Бюл. №2.

52. Ковш экскаватора: а.с. № 505772 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / Б. Г. Бережной, В. П. Богатырев, Г. П. Волович, Н. И. Лаврухин, А. Р. Маттис. № 1798861/22-3; заявл. 20.06.72; опубл. 5.03.76. Бюл. № 9.

53. Ковш экскаватора: а.с. № 655779 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / А. А. Бабицкий, 3. Е. Гарбузов, В. В. Карпов, В. Н. Таганов, Ю. И. Чеботарев. № 2526312/29-03; заявл. 23.09.77; опубл. 05.04.79. Бюл. № 13.

54. Ковш экскаватора: а.с. № 759659 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / С. А. Соломонов, С. А. Самохин № 1749991/29-03; заявл. 21.02.72; опубл.

30.08.80. Бюл. № 32.

55. Ковш экскаватора: а.с. № 844696 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / В. В. Карпов, Н. Ф. Золотарев, А. И. Батулов, А. П. Никитин, Ю. И. Чеботарев. № 2771298/23-03; заявл. 30.05.79; опубл. 07.07.81. Бюл. № 25.

56. Ковш экскаватора: а.с. № 929787 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / М. С. Овчаров, В. В. Харченко, Н. В. Бойко, В. Д. Лис, А. И. Бирюков. № 2943500/29-03; заявл. 18.06.80; опубл. 23.05.82. Бюл. № 19.

57. Ковш экскаватора: а.с. № 99240 СССР, Класс 84, 3; 81с, 85; 5в,39 / Ю. С. Берниковский. № 16958/1759/222826; заявл. 25.05.38 // Открытия. Изообрет. - 1954. - № 11. - 69 с.

58. Ковш экскаватора: а.с. №885456 СССР, МКИ Е 02 F 3/40 / С. Б. Польский, Р. В. Левин. № 2750312/29-03; заявл. 16.04.79; опубл.

30.11.81. Бюл. №44.

59. Ковщ экскаватора: Патент № 60948 РФ, МПК Е 02 Р 3/40 / А. К. Муравский, Л. Б. Белоногов, Г. Д. Трифанов № 2006135470/22; заявл. 06.10.06; опубл. 10.02.07. Бюл. № 4.

60. Ковш экскаватора: Патент № 65065 РФ, МПК Е 02 Р 3/40 / А. К. Муравский, Л. Б. Белоногов, Г. Д. Трифанов № 2007100561/22; заявл. 09.01.07; опубл. 27.07.07. Бюл. № 21.

61. Ковш экскаватора: Патент № 69096 РФ, МПК Е 02 Р 3/40 / А. К. Муравский, Л. Б. Белоногов, Г. Д. Трифанов. № 2007129471/22; заявл. 31.07.07; опубл. ЮЛ2.07. Бюл. № 34.

62. Комиссаров А.П., Суслов Н.М., Тургель Д.К. Горные машины для разработки рудных месторождений. Часть 2: учеб. пособие. -Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1999.-103 с.

63. Кораблев А. А. Краткий обзор развития импульсной техники в горном деле // Разрушение горного массива машинами взрыво-импульсного действия. - М., 1974. с. 14-17. Ржевский В. В., Ямщиков В. С., Коробейников А. С. Резание пород при наложении на инструмент высокочастотных колебаний // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - Новосибирск: Наука. 1965 - № 5-С. 5-21.

64. Кузнецов В. В., Протасов Ю. И. Разрушение горных пород инфракрасным излучением. - М.: Недра, 1979. - 350 с.

65. Кузнецов В. М., Софронов С. Т. К гидродинамической теории разрушения горных пород ударным инструментом // Физико-технические проблемы разработки полезных ископамых. - Новосбирск: Наука, 1978.- № 3.- С. 34-39.

66. Лобанов Д. П., Горовиц В. Б., Фонберштейн Е. Г. Машины ударного действия для разрушения горных пород. - М.: Недра, 1983. - 152 с.

67. Маттис А. Р. и др. Безвзрывные технологии открытой добычи твердых полезных ископаемых. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007 - 337 с.

68. Маттис А. Р. Создание экскаваторных ковшей активного действия: автореф. диссертации д-ра техн. наук. - Новосибирск, 1992. - 46 с.

69. Маттис А. Р. Хамчуков Ю. М. Методика и основные результаты экспериментального исследования экскаваторных ковшей активного действия на угольных разрезах Кузбасса // Передача удара и машины ударного действия: тр. ИГД СО АН СССР.- 1976. - С. 98-109.

70. Маттис А. Р. Хамчуков Ю. М., Лебедкин С.С. и др. Испытания экскаваторного ковша активного действия при выемке кварцитов // Передача удара и машины ударного действия: тр. ИГД СО АН СССР. -1976.-С. 92-98.

71. Маттис А. Р., Шишаев С. В., Зайцев Г. Д. и др. Основные результаты испытаний экспериментальных образцов ковшей активного действия к экскаватору ЭКГ-4,6: Сб. ст. Разрушение горных пород гидроударными исполнительными органами. / Карагандинский политехи, ин-т; отв. ред. А.Г. Лазуткин- Караганда, 1985 - С. 52-55.

72. Машины для земляных работ: учебник для студ. вузов по спец. «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» / Д. П. Волков, В. Я. Крикун, П. Е. Тотолин и др.; под общ. ред. Д. П. Волкова. - М.: Машиностроение, 1992. - 448 с.

73. Машины для разработки мерзлых грунтов / под ред. В. Д. Телушкина-М.: Машиностроение, 1973. - 272 с.

74. Митропольский А. К. Техника статистических вычислений. - М.: Наука, 1971.-576 с.

75. Муравский А. К. Геометрия движения зуба ковша экскаватора активного действия // Современное состояние и инновации транспортного комплекса: материалы междунар. науч.-технич. конф. г.Пермь, 17-18 апреля 2008 г. Т. II / Перм. гос. техн. ун-т. - Пермь, 2008. - С. 207-212.

76. Муравский А. К. К вопросу величины мощности гидравлического экскаватора оборудованного ковшом активного действия //

Современные проблемы проектирования и эксплуатации транспортных и технологических систем: труды междунар. науч.-техн. конф. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2006. - С. 111-113.

77. Муравский А. К. О целесообразности создания экскаваторных ковшей с активными режущими зубьями // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: матер. I Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 24-26 мая 2006 г. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. - Кн. 3. - С. 54-58.

78. Муравский А. К. Повышение эффективности техники для разработки прочных и мерзлых грунтов // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. докл. II междунар. Науч.-техн. конф. Чтения памяти В. Р. Кубачека. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. горно-геолог. акад., 2004. - С. 40-41.

79. Муравский А. К. Разработка математической модели рабочего процесса экскаватора, оборудованного ковшом активного действия // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. тр. VI междунар. Науч.-техн. конф. Чтения памяти В. Р. Кубачека - Екатеринбург: Урал. гос. горный уни-т, 2008. -С. 44-49.

80. Недорезов И. А. Интенсификация рабочих органов землеройных машин. - М.: Изд-во МАДИ, 1979. - 51 с.

81. Недорезов И. А. Прогрессивные методы разработки мерзлых грунтов. -М.: Транспорт, 1969. - 52 с.

82. Недорезов И. А., Иванов П. Д., Баринов М. П. и др. Экскаваторные ковши активного действия для разработки мерзлых и скальных грунтов без предварительного рыхления // Механизация строительства. - 1971. №8. -С. 13-15.

83. Недорезов И. А., Савельев А. Г. Машины строительного производства: учеб. пособие. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. - 119 с.

84. Недорезов И. А., Федоров Д. И., Федулов А. И. и др. О создании и эффективности ковшей активного действия // Известия СО АН СССР. 1964-Вып.З. -№ 10.-С. 142-149.

85. Недорезов И. А., Федоров Д. И., Федулов А. И. и др. Разрушение мерзлого грунта активными рабочими органами // Механизация строительства. - 1965- № 1. - С. 17-19.

86. Недорезов И. А., Федоров Д. И., Федулов А. И. и др. Резание и ударное разрушение грунтов - Новосибирск: Наука, 1965. - 139 с.

87. Патент № 2230810 Франция, МПК Е 02 F 9/00. Perfectionnements aux engine exca-vateurs (Экскаватор) / J. Bbnnet-Thirion, L. Robida et G. Foldes; заявл. 25.05.73; опубл. 24.01.75.Бюл. № 4.

88. Патент РФ № 221592. С27Е 21 С37/18, Е 02 F 5/32. Электромагнитный ударный механизм: опубл. 27.11.2003 Бюл. № 33.

89. Подэрни Р. Ю. Механическое оборудование карьеров: учебник для вузов. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во Москов. Гос. горного университета, 2007. - 680 с.

90. Польский С. Б. Разработка грунта ковшом с гидравлическим приводом колебаний зубьев // Строительные и дорожные машины. - 1983. - № 8.-С. 20-22.

91. Польский С. Б. Эффективность копания виброковшом с гидравлическим приводом колебаний зубьев // Строительные и дорожные машины. -1981. - № 2. - С. 20-21.

92. Польский С.Б. Мощность, потребляемая гидравлическим насосно-пульсаторным приводом виброзубьев экскаваторного ковша // Тр. Ташкент, политехи, ин-та, 1977-Вып. № 182-С. 47-50.

93. Проектирование машин для земляных работ / под ред. А. М. Холодова. - X.: Вища школа. Изд-во Харьков, ун-та, 1986. - 272 с.

94. Рабочее оборудование, одноковшового экскаватора: а.с. № 1203200 СССР, МКИ Е 02 F 3/28 / В. И. Баловнев, Ю. П. Бакатин, П. А. Скопин,

В. 3. Бравый, С. А. Зеньков. № 3777829/28-03; заявл. 07.08.84; опубл. 07.01.86. Бюл. № 1.

95. Рабочий орган землеройной машины: а.с. № 648693 СССР, МКИ Е 02 Б 3/40 / И. И. Кайдановский, Л. Т. Носовский, 3. П. Бриш, И. В. Нестеренко № 2522997/29-03; заявл. 12.09.77; опубл. 25.02.79. Бюл. №7.

96. Ржевский В. В., Ямщиков В. С., Коробейников А. С. Резание пород при наложении на инструмент высокочастотных колебаний. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. -Новосибирск: Наука. 1965 - № 5. - С. 5-21.

97. Ромакин Н. Е., Малкова Н. В. Усилие внедрения и оптимальный угол заострения рабочего наконечника при статическом проколе грунта // Строительные и дорожные машины. - 2006.- № 10.

98. Сагинов А. С., Кичигин А. Ф., Лазуткин А. Г., Янцен И. А. Гидропневмоударые системы исполнительных органов горных и строительно-дорожных машин. - М.: Машиностроение, 1980. - 200 с.

99. Сайтов В. И., Чернышев А. А. Проблемы экологии горнометаллургического комплекса и возможные пути их решений // материалы междунар. экологич. симпоз. Перспективные информационные технологии и проблемы управления рисками на пороге нового тысячелетия: - СПб., 2000 - С. 332-334.

100. Сафронов С. Т., Егорова О. Н. Теоретическое определение размеров зоны ударного разрушения // Методы решения задач математической физики: сб. научн. тр. - Якутск, 1980. С. 40-45.

101. Свешников В.К. Станичные гидропроводы: Справочник- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1995 - С. 448.

102. Сидоров В. А. Исследование процесса разрушения вечномерзлых грунтов с твердыми включениями частоударным рабочим органом (на примере Норильского промышленного района): автореф. дис. канд. техн. наук. - М., 1977. - 25 с.

103. СН 509-78. Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений.

104. Суслов Н. М., Лагунова Ю. А. Объемные гидравлические машины гидро- и пневмоприводов: учеб. пособие. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2010 - 345 с.

105. Тайц В. Г. Недорезов И. А., Мухин Н. В. Опыт эксплуатации экскаваторных ковшей активного действия. - М.: Оргтрансстрой, 1971. -28 с.

106. Трифанов Г. Д., Муравский А. К. Разработка экскаваторной техники с активными режущими зубьями // Горное оборудование и электромеханика. - 2006. - № 10. - С. 17.

107. Федоров Д. И. Рабочие органы землеройных машин. - 2-е изд., переребот. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. - 368 с.

108. Федоров Д. И., Недорезов И. А. Обобщение опыта работы экскаваторов с ковшами активного действия при строительстве вторых путей // Земляное полотно вторых путей: тр. НТС МПС. - 1974. - С. 74-80.

109. Федоров Д. И., Недорезов И. А., Тайц В. Г. и др. Разработка скальных выемок экскаваторами с ковшами активного действия // Транспортное строительство. - 1971- № 3 - С. 6-8.

110. Федоров Д. И., Недорезов И. А., Тайц В. Г., Федулов А. И. Экскаваторные ковши активного действия. - М.: Транспорт, 1974224 с.

111. Федоров Д. И., Недорезов И. А., Федулов А. И. и др. Опыт применения экскаваторного оборудования с ковшами активного действия при разработке мерзлых и скальных грунтов // Строительные и дорожные машины. - 1971.-№ 11.-С. 15-16.

112. Федулов А. И. К вопросу резания мерзлого грунта // Механизация строительства. - 1963- № 5. - С. 6-7.

113. Федулов А. И., Иванов Р. А. Ударное разрушение мерзлых грунтов. -Новосибирск: Наука, 1975 - 137 с.

114. Федулов А. И., Каменский В. В. О выборе параметров экскаваторного ковша с зубьями ударного действия // Известия СО АН СССР - I960.— Вып. № 6. - С. 17-29.

115. Федулов А. И., Маттис А. Р. Хамчуков Ю. М. и др. Результаты испытаний и перспективы применения экскаваторных ковшей активного действия // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - Новосибирск: Наука, 1977. - № 2.- С. 66-71.

116. Федулов А.И. Создание экскаваторного ковша для разработки мерзлых грунтов // Колыма. - 1956. -№ 1. - С. 16-20.

117. Хохряков В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых : учеб. для техникумов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1991.-336 с.

118. Черняев В. И. Обрушение грунта виброклином // Механизация строительства. - 1955. - № 4.

119. Чеченков М. С. Разработка прочных грунтов. JL: Стойиздат, 1987232 с.

120. Чеченков М. С. Современные методы разработки прочных грунтов-Л.: Стойиздат, 1980. - 127 с.

121. Чиркова А. А., Афанасьев А. И., Костенчук С. Ф., Сайтов В. И. Оценка эффективности работы электромагнитного молота // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: матер. IX междунар. науч. - техн. конф.; г. Екатеринбург, 15-17 мая 2006 г. -Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. - С. 35-39.

122. Шишаев С. В., Федулов А. И., Маттис А. Р. Расчет и создание ковша активного действия / ИГД СО АН СССР. - Новосибирск 1989. - 116 с.

123. Шкуренко Н. С. Испытание экскаваторного ковша с вибрирующими зубьями // Механизация трудоемких и тяжелых работ - 1957 - № 7.

124. Шкуренко Н. С. Экспериментальные исследования влияния вибраций на резание грунтов // Журнал технической физики. - 1953. - Т.ХХШ-Вып. № 8.

125. Шкуренко Н. С. Экспериментальные исследования возможности снижения мощности при вибрировании режущего инструмента // Журнал технической физики - 1955. - т.ХХУ - Вып. № 4.

126. Шкуренко Н. С., Рахлан А. Б., Спектор М. Д., Чарин В. А., Петухов П. 3., Гурин М. А., Киселев Б. Н. Виброметод разработки мерзлых грунтов. М.: Стойиздат, 1965 - 184 с.

127. Юско М. Е. Определение рациональной частоты и числа магнитострикционных вибраторов, встраиваемых в ковш экскаватора // Исследование конструкций, надежности и организация ремонта строительных, путевых и погрузочно-разгрузочных машин. - Л., 1984-С. 77-81.

128. Янцен И. А., Мулдагалиев 3. А., Савчак О. Г. Активные гидроударные рабочие органы строительно-дорожных машин: учеб. пособие. -Караганда: Изд-во КарПТИ, 1983. - 95 с.