Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Обоснование параметров системы виброзащиты бурового станка с учетом требований охраны окружающей среды и рационального использования ресурсов при производстве буровзрывных работ

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Обоснование параметров системы виброзащиты бурового станка с учетом требований охраны окружающей среды и рационального использования ресурсов при производстве буровзрывных работ"

ол

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ

На правах рукописи

АЦЩРАШН ХАЛИЛЬ ИБЕШ

УДК 622.233.5.051.78.001.5

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИСТШ ВИБРОЗАЩШ БУРОВОГО СТАНКА С УЧЕТОМ ТРЕБОВАНИЙ ОХРАНЫ •ОШЖАЩВЙ СРВДН И РАЩОНАЛШОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕСУРСОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

II.00,II - охрана окружающей ореды и рациональное

использование природных ресурсов 05,06.06 - горние машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени •кандидата технических наук

Москва - 1994 г»

Работа выполнена на кафедре конструкций машин в Российском университете дружбы народов.

Научный руководитель: кандидат технически наук, доцент Д.К.Гришин.

Научней консультант: доктор технических наук, донент Л.Н.Каипар,

■ опальные опггочеьп;: 'юхгсгческ;::: ¡по.;,

¿¿едущая организация: Государственный институт гсргю-ги^лчесисгс-сырья (ШЕХС).

Ч 033.22.26 б Российском университете друл5п ;.-аро;,ог- ис ,лэесу: 117302, г.Москва, 'ул.Ордаонкквдзе, д.З.

С даосзртадаей могхпо оэнаксшхься в научной библиотеке Российского университета лрг/г.би народов (117198, г.Москва, улХп«720-£иК&ая, д.6).

профессор л.Н.Шшшюэ,

кандидат технических ш;ук,

старииГ: иаучиий сотрудник Е.Н.К'^эг.

УчвныЯ секретарь /^хссртационного совета, каш;;!ДЕ.т х1"ч;чесюи: наук.доценч^

ОБЯАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

¡Актуальность работе. Ежегодно е мире при добнчс руд.'гор-но-хишчоского снрьл, строителышх материал,ог, ; оз:-едашш пиротехнических сооружений используется более 6 мнллконог тонн изрих-чатих хещостг, один кнлограш которих нщеляет до 100 1: более лптро- гдоштих гаэог, содержащих окись углерод'"!, окисли азота, хлористне и сертютге соединения. Сейсшгчсскнй о<">-фскт * зрят, Г'оздуш: я холке., разлет куског, пглегко облака и т.н. оказнгают неблагоприятное тоздейотаие на сооружения-, здания, кохуннкацш, биос "еру. Степень этого мзденстг.пя. р значительно;": мере загпепт от качестга буром'х работ, определяемого технологнческ:ши гозмопмстями бурого": техники.

Около 80?> объема буроми работ на карьерах осущестгляется станкаш ыароиечного бурешш. Большое влияние на их регам работ» оказпгают гибрадии, г результате которнх стелется надежность оборудоганпя, угелнчпгаются иепропзгодителыше затрат« материальных ресурсов, ухудаавтоя услогня работы обслу- ■ жигающего персонала.

Разработка мероприятий, обеспечивающих расширение технологически I озшшостей бурогого оборудогания, ягляется актуальной научной задачей.

Цедъи настоящей работы ягляется обоснование приненешш ц разработка систенн гпброзащг.тн бурогого станка, использогание которой яозголяет уменьшить неблагоприятное воздействие бурс-Езрцгных рабст не. окружающую среду и способстз ует рациональному -использованию техники,'трудогнх я природных ресурсог.

Идея работа заключается в том, что расширение технологических г-озмопюстей.. бурового станка и упсныленкс неблагоприятного воздействия буровзрнгных работ на окруяавдую ербду достигается за счет погшешот его гиброустойчиност» путем создания кемп'!\круищего оилогого хоздейстгия на узлы посредстсоы гасителей колебаний. ■

Научные положения, разработайте лично соискателем, и новизна:

- установлены захисппости между виброусдо "гадостью буро-еого оборудоЕс-.ккя п техно логине екпш пока за то лго.-ш буровзрнрнпх работ, уплтикающие пллтгае гиброзс.щктн на уйсньиенкз чистого , г.ременп бурения '/ греглени гиполнешш гепомогательга»: операций, на пошпогахе коо-р'атезент? использования рабочего зрепепи 1-

течение годп, un уменьшение энергозатрат, расхода взрывчатых веществ, Еыхода ядовитых газов и пыли, уменьшение сейсмического воздействия;

- обоснованы требования к системе виброзащиты бурового станка, выполнение которых обеспечивает уменьшение неблагоприятного воздействия буровзрывных работ на окрукающую среду, повышение эффективности использования техники, трудовых и природных ресурсов;

- разработана математическая модель динамических процессов при колебаниях бурового станка в кортикальной плоскости, учитывающая движение бурового става совместно с угловкык к лине Р.нга.т перемещениями платформы бурогого станка:

- дано теоретическое обоснование и разработали техшгаес-ние пркнцппн реализации нов ого способа фор:.1ирова:тя демп<*атрув>-щего воздействия на узлы бурового сташга путем управляемых изменений объема шдкости-в рабочих полостях гядроцклиндров подачи бурового става и опорных гидродомкратсв.

Обоснованность и достовсоностт, н.яучянх. волоя.тша., выводов п рекомендаций подтаерадается удовлотворитслькой сходимостью результатов расчета вибрационных зеершгеертткк бурового станка, выполненных по разработанной методике, с результата.« определения указанных характеристик при окспеглгг.г^нтдлынге исследованиях на Лебединском горко-обегатитеяьком комбинате (расхождение в пределах 5 - Юй).

^чаченпе работы. Научное значение исследования состоит з установлении зависиглостс;" иезду виброусго^чпвоогъю óypoioro оборудования, технслоглчасктл тхазатела:^: i: полог:;с.': б.уро-работ, датских воп;.:о;-аюсть ноис:..:-. í;o..j:í гглголг^гшх "'схнодогий буроизрив;;:.:: рс^от с лсиол:_;:л . v;:;-.. сов .pror-

; сурово/: 'ieicir;:;;::, .. г р^зл:/:: "■: ■ " T" с

■ к синтеза с.,:: ; ■ ■ /.." ■ ■ v. ..c-

. :tok a;;:'::r::c 4 ; v ■■-■el.

.Hc¿e;.ji Сурового станка.

Нсадтичеексе значение рабех;: ссогсп в ¿:,

Iví; pacida параметров гаескос&'гггп^кс:: t

бурового станка, «ояолйзогйяхе noaopoi; : ^t-,

paia сырьевых и ьт.оргетичеек;::: ресурсов кг. ir e;-;c-

плуагсшга горне;; трагики, за:

среди, снизить сейсмическое воздействие па сооружения, сократить уровень r:po;ecc;:o:ia.:irH}; ъг^.чсыкгЛ сгслу-"л:;::--;

п'

персонала.

Реализация выводов тг рекомендаций работы. Теоретическое обоснование параметров систекы виброзащитн и технические прин-1ГЛШ1 реализации разработанного метода формирования демпфирующего воздействия возможно использовать при создании или модернизации бурового оборудования такими предприятиями, как СКВ самоходного горного оборудования (ОКБ СТО), СКБ ИГД т.АЛ. Скочппиюго| Воронежский и Барвеиковскяй заводы ПО "Рудгор-{лаз", БузулукскиЛ ззеод ПО "Юауралмаш" и да,

Апробация работ». Научные результат:! исследования докладывались и обсуздались на ХУШ-ХХ научно-технических конференциях пнзечергюго факультета РУДН в 1992-94 г.г., на семинарах в Московской Горной Академия и Государственном институте гор-но-л2.гл".оского сырья (ГИГХС),

Публикация. По теме диссертации опубликована одна печатная работа и две работа депонирована в ВИНИТИ.

Объем работа. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, заключения а приложений, ссдер^т 190 отрапиц, из них: Ш страницу машинописного текста, 14 таблиц, 33 рисунка, список литературы яз 104 наименований, 5 пршюнший содержат 28 стршжц нааянописпого .текста,

ОСНОВНОЕ СОДЕШНИВ РАБОТУ

При добнчв подазгах шжопавмнх, строительных материалов, возведении гидросооружений в скальпах породах основной частья технологического процесса.является разрупение (отделониэ от массива) полезного яскснаемаго шп горкой порода и погрузка их на достаточные сродства. Качество проведения <5уроаэрнвнях работ определяет эффэпкшюоть псслбдуацшс технологических процессов. Болвеой вклад в область совершенствования технологии открытах" горных работ к рационального использовали прх-родпнх ресурсов внесли спадэмлкя Я.В,?1елышов, В.В.Ржэвокяй, профессора В.П.Аксенов, К.Е.ВшшцккЛ, Ю. И.Беляков, М.Г.Нозо-галов, З.Ф.Шешко, Б.А.Сшкин н др.; в области теории конструирования а рабочих процессов буровой г-ж-шкя - Б.Н.Кутузов, ^.Ф.Сухазов, З.Д.Еугспн, Л.И.Кантович, Р.Ю.Цодэрни, В.Н.Дмпт-отеэ, И.Э.Еарипсиий, Ю.А.Нанкин, Н.Е.УлнцяиА, М.Р.Хромой и др.

Проблемы,я совершенствования буровой техники успешно затвалась такие организации, как СКБ самоходного горного сбору" 3

довагая, ИГД им.А.А.Скочинского, Московский Горный институт, ВНИИБТ, ГИГХС, ВНИПИрудмаш, ПО "Рудгормаш" и другие.

Обзор информационных источников показал, что Б настоящее время еще недостаточно исследованы вопросы влияния вкброустой-члеости бурового оборудования на технике-экономические показатели и экологии буровзрывных работ, а также отсутствует обоснование структуры и параметров системы гашения колебаний станка шарошечного бурения из условия эффективности ее применения о точки зрения защиты окружающей среды и рационального использования ресурсов при производстве буровзрывных работ.

На рис.1 представлена схема, отображающая взаимосвязи ме-нду виброустойчивостью бурового оборудования, технологическими показателями л экологией буровзрывных работ.

Эксплуатация станков с повышенной вибрацией приводит к неустойчивой работе, увеличению аварий как металлоконструкции, так и комплектующего оборудования, повышенному износу штанг в резьбовых соединениях а резкому уменьшения прохода на долото, что влечет за собой значительное увеличение объема ремонтов, стоимости бурения и способствует нерациональному использованию техники. Вибрации обусловливают значителыше непроизводительные затраты мощности привода вращателя, приводят к перерасходу продувочной смеси и увеличению запыленности. Повышенная запыленность сникает долговечность работы компрессоров, гидропривода и электрооборудования.

Стремясь избежать вибрация, експлуатациошасш, как кратко, работают ка эащшенных режимах как по осевому усилию, ток и по скорости вращения бурового става, т.е. на ро.'ажах, далеких от ОПТИМОЛЫ-ШХ. При 5ТОМ оу^ЮТСЯ ТеХ1!0Л0ГЭТСС1«:С ЕОС'ЛО-УЮСТЕ бурового станка, снижается его эксплуатационная прелогодитель-ность, увеличивается потребление исщяссти, Г-ссд габарита, расход взрывчатых вещест?, запыленность, б&хрязш&я а сксглу-атациошшх материалов: смазка, утечек из тзу-рсоисгеглл а т.п.

Таккм образом, применение еффектаишх срсхсхз Езброзда-ч и позволяет улучшить технике-вкопомлчоекпа иекг.йоаек: буро-х.зрнвгах работ, обеспечивает рациональное шяяьгоз&ие гех-шпш, природных ресурсов и способствует садатс скррхзЗДгЯ среда от неблагоприятного воздействия Одод&ряи&г г-Сст.

.".пнадаческне процессы в системе бурового сделка определяются взаилодеиетвиегл рабочего органа - долота с с-1ссс;,к Натруска ка долото сортирует разяамкие ггдц (преголыкз, по~ 4

Улучшаемые характеристики бурового станка•

Расширение зоны

рациональных режимов (/>» Перец)

Чистая скорость бурения

Время вспомогательных .операций

Надежность,коэф. использ. э-смену

Годовая производи -тель -ность

Стойкость - . долота

Расход продувочной с:у,;си, ' мощность"компрессоров

Стабильность размеров ^сквааин (О у * )

Качество сЕшгьтрации млела в продувочной смеси

Выход переизмельченной пыли из скважин

Уровень вибраций на- рабочем месте машиниста

I

Т.

Виброзашатз Сурового станка

Улучшаемые показатели буровзрывных работ

Парк машин

Численность работающее

Длина фронта работ

Стоимость . I м. скважины

Степень дробления породы

Выход негабарита

Расход взрывчатых венеств

Коэф.использования скважин

Сейсмическое воздействие

Дальность разлета кусков

и

р

Экологический эффект

дсономля сырья и с-ксплуатациошшх материалов

Уменьшение нагрузки на окружающую среду

Сбережение эчергоресурсов

Безопасность сооружений и откосов

Уменьшение выброса ядовитых веществ и пыли

Безопасность .людей, коммуникаций

v:

мепьиение выхода загрязнений

Уменьшение запыленности в зоне работы

Снижение профессиональной заболеваемссж

Рас Л.

&Ёфектквность ЕИброзаннты бурозего

станка

перечные и крутильные) колебаний бурового става, вращательно-ноданцйго механизма и корпуса станка.

Наиболее эффективным средством борьбы с поперечными колебаниями бурового става является применение центрирующих (стабилизирующих) устройств, представляющих собой неподвижные или вращающиеся промежуточные опоры, устанавливаемые на буровом стаЕе с определенными промежутками. Высокочастотные составляющие нагрузок, действующих па долото, достаточно успешно снижаются при помощи надцолотпых амортизаторов. Низкочастотные колебания стайка в вертикальной плоскости сопровождаются перемещениями бурового става с кареткой вращателя, а также угловыми и линейными перемещениями платформы стажа. Для борьбы с указанными колебаниями в работе используются два способа:

- введение в гидросистему приводов подачи става и опорных гидродомкратов гидроаккумуллторов и гидросопротивлений (пассивное гашение колебаний);

- введение в указанные гидросистемы дополнительных источ-гажов энергии, создающих переменные силы, подавляющие колебания (активное гашение колебаний).

С целью получения данных, необходимых дяя правильного представления о динамических процессах в буровом станке, построения его математической модели и поиска на этой основе структуры и рациональных параметров виброзащиткой системы проведены экспериментальные исследования колебаний бурового станка. В ходе исследований производились записи на шлейфовом осциллографе виброперемещенкй опорного узла и платформы станка при свободных и вынужденных колебаниях, а также запись виброскоростей вблизи рабочего места машиниста.

Свободные колебания возбуждались импульсным воздействием, возникающим при мгновенном разрушении срезного штифта, установленного мекду подвижными частями специально изготовленного приспособления. Нагрузка-на приспособление создавалась буровым ставом и изменялась в зависимости от диаметра срезаемого штифта в пределах 40...60 кН. Нагрузка медленно увеличивалась до тех пор, пока не происходило разрушение штифта, в результате чего потенциальная энергия деформации упругих элементов станка переходила в кинетическую и возникали собственные колебания узлов стажа.

Запись винугдепннх колебаний производилась при бурении на различных режямах работи к глубине .1.0 16 м. Нагрузка на бурс-6

вой отав и частота его вращения фиксировались по показаниям приборов па пульте управления. Бурение проводилось в железистых кварцитах с коэффициентом крепости 18 по .М.М.Протодьяко-иову. Для записи колебаний использовался трехкпнялып:й виброанализатор тлпа 01022 (производства Германии) с пьезоэлектрическим датчиками ускорения КД-35 и осциллограф И 071.5 м. Сквозная тарировка измерительных трактов бича произведена заранее на специальном стенде в диапазоне окидаемых в процессе эксперимента параметров колебаний. Вычисления функций спектральной плотности выполнены при помощи программы Массив исходны:-: данных вводился с шагом квантования по времени 0,0125 с. Ошибка дисперсии, вычисляемая по ходу программы, не превышала 2%.

Анализ результатов экспериментальных исследований показав, что колебания бурового станка происходят по трем основ-тял форузм. Первая форма проявляется, главным образом, в перемещениях бурового става, вторая - в угловых перемещениях платформы, третья - в вертикальных перемещениях платформы станка.

Численнце значения трех оскоегшх частот колебаний стачка в вертикальной плоскости таковы, что они лежат в полосе изменения основной-частота возбуждения, определяемой, частотой пйрекатцрэшгя трех парс-шек по неровности ззбоя при нас-, портных значениях частоты вращения бурового става станка СБШ-250 в пределах 40... 150 об/мин. Следовательно, резонансные колебания з гортшсальной 'плоскости возникают на каждой из трех частот, что подтверждает необходимость разработки эффективных средств борьбы о повшеннымп вибрациями станка.

Среднеквадратичные аначения-виброскорости платформ в месте установки кабини мегтниста бурового станка в околоре-эонаясных релимах превышает допустимый по' саии*га.рным нормам уровень более, чем в 2 раза.

Полученная на основе эяоперюлентгш-шдс исследований картина динамических процессов, протзкакцих з буровом станке, позволила составить расчетную схему л построить матема-тичяскуа модель динамической системы бурового станка. Тот фант, что первая частота собственных колебаний станка, когда контакт долота с забоем отсутствует, почти совпадает с частотой вынужденных колебаний ири бурении в условиях контакта долота с забоем, указывает на то,'что буровой став

работает в закритической зоне, когда, вследствие потери им продольной устойчивости, его продольная яссткость на порядок меньше жесткости механизма подачи бурового става. Кроме того, сопоставление амплитуд фактических перемещений бурового става при импульсном возбуддепии колебаний с данными предварительно зыполнеш;ых расчетов показывает их сходимость в пределах 10... 15%, что свидетельствует о корректности используемой при построении математической модели динамического процесса методики расчета приведенных кесткостей механических и гидравлических систем станка.

Математическая модель динамической системы бурового станка, снабженного системой виброзащиты, представлена уравнениями: ..

- atjif + иг /т ;

% - ux + Cfuszir'

где: - перемещение вращательно-подаюцеЯ састемщ

Xj - вертикальное перемещение центра 2> масс cra.n.'jj У - угловое перемещение платформы станка в предельной плоскости;

Ux и - соответственно деформации столбов жидкоеrii 2

гадрошшшдрах подачи става и домкратов за счет поступления управляемою потока епдкссти; 'ftjttféjt cj - постоянен, зависязаб от приведенных масс.ясст-костей и геометрических параметров; /(~t) - член, учитывающий возмущающую нагрузку, прило-кеш1ую к буровому ставу.

С помощью програчлн pQLRTao уравнениям (I) внчзелепы частоты собственных келгбаний бурового станка дум различная вариантев в зависимости от глубюш бурения, усилия подачи ciasa, четкости гидросистем. Сравнение результатов указанных ■ числений с экспериментальными даянии показали -'с: сходимость в пределах 5...10%. Следовательно, предложенная математическая модель достаточно точно отражает физические процессы в реальной конструкции. Б то аз время данная модели может считаться рациональной, т.к. попытки дальнейшего ее упрощения приводят к потере точности вычислений собственных частот колебаний.

Анализ боем колебаний «увегсге станка, чг

/равнений (I), показал, что наибольшее влпякпв на сниг.ение ко-•гсбзпаЗ врацат'едьво-подавгдей системы с буровш ставом оказшза-зт управляющее воздействие Ух , а для уменьшения амплитуд взр-гаетлшвс л угловых кслебагтй платформа следует использовать ■¡оздеГютвпе . ■

Из физгоеокЕС соображений принято:

ит Т.- ¡<г ¿г - (2)

г 0') о)

."дз: /V, ) Цр - иоо-5фядясита дегафироэлпяя, определяемые погодя из заданных значений коеффкциентов дн-нс.м1Ппостп по сг.яш1тудам взбропереглсизшь! ^ по координатам Хх , ^ я ;

~ рюстояхшэ от центра тлгеетз статта до передних домкратов;

^■У ~ коррокктрукщй ынояптель. Управления (2) п (3) имитируют вязкой сопротивление дал-, гзгп» уаотэ станка и гарютгрует гапогта колсб-?пий.

3 качестве критериев допустимости работа станка в рэзо-таленол зоне прилита два условия:'

-- кезЕ^лзп? дана*отяосш по иаксжатагст'у уопли в бу-?сгсм сгазз т дттган иреЕквата 1,05; •

- козй^яциепг данаютнсога по амплитуде взбропвршещеяий ттфорш по доджа бкгь болмю 2»0.

Исходя пз перасг-о уологкя, коэффициент ддаамгшостп по илпдятуде вибропереме^сгот спорного узла с буровым ставом цра гсялпа подачи равном 250 кИ пз долкен превышать 1,8. Второе 13 Енпеукагангап: условий, ко^ показали результата нссперимен-галышх исследований, сбеслетпгае? Уровень вибращш на рабочего леста, соответствупциЯ саиитаряку портал.

Сформулированные критерии являшся исходными данными для гажвдепил параметров демпфирования i<i , /<у и в (2), 13), определяемых методом последователь® тфчблигений на ос-юве решети урангэний (I) и зачисления аиплятудно-частоттс: сарактлристик.

В нулевом приближении значения ^ я Кро находятся 13 зависимостей: - . # .-1

Х.0 = 6хсЭ10( тгь,)

& , ¿к

где: , - круговые частоты колебаний, соответствен-

но по первой и второй форме, вычисленные из (I) при иг ~ ид- ~0 • декременты колебаний, соответствующие вышеуказанным критериям допуотимости колебаний.

Полученные в конечном счете значения /С1 , Кр , уЛ используются для назначешш передаточных коэффициентов элементов системы Еиброзащиты.

На рис.2 представлена структурная схема, указанной системы. .

Электрический сигнал, пропорциональный колебательно!,чу ускорению опорного узла каретки I вращателя поступает от датчика 4 ускорения на формирующий блок ?, где сигнал интегрируется и подается на вход гадроблокз 9, прбдста&яя?адего собой систему управления следящим гидроприводом, обеспечиЕавщш пропорциональность деформации их столба жидкости в гидроцилиндре 2 величине входного сигнала, в данном случае - величина колзбательной скорости . В результате реализуется демдфи-рукфе воздействие (2)^ на штоках гидроцилшщров 2 подачи бурового става'создается усилие, направленное противоположно колебательной скорости бурового става и обеспечивающее подавление колебаний.

Аналогичным образом реализуется демпфирующее воздействие через передние глдродомкраты 3 по закону (3). В ятем случае электрические сигналы, пропорциональные виброускореншш

и Хг подаются от датчиков 5,6 на формирующий блок 10, где происходит интегрирование этих сигналов и выделение составляющих, пропорциональных к у> . Далее формируется сигнал, яаляидийся аналогом величины (¿^ +/(/хс?)* Этот сигнал отрабатывается гл,дробленом II, в результате чего реализуется воздействие (3).

Использование вспомогательных гидроцашздров 12,13 позволяет повысить экономичность системы виброзащиты.Мощность, -потребляемая на гашение резонансных колебаний бурового отава не превышает 2,5 кВт, а на гавенио резонансных колебаний кор-' пуса станка затрачивается до I кВт. В расчетах учитывались дополнительные затраты на преодоление сопротивления в уплотнениях, на дросселирование и т.д.

Установлено, что с увеличением степени снижения динеми-

бурового станка : а - odi'is.i

'ческкх усилий в вдвкентах станка расчетная ыоедсси» активного гасьтеля уменьшается. Однако увеличение степени гашения-колебаний ограничено условиями собственной устойчивости системы заброзадаш как звена с большим коеффвдаептом усиления. Расчете на устойчивость показали, что при заданных требованиях к вибрэзащите устойчивость следящего щшвода с параметрами, выбранными по предложенной методике, обеспечивается с донустн-запасом.

Достоинством воздействий (2), (3) является возмохшость раздельного гашения колебаний различных углов ставка. В тс га время введение вибрбзасктной системы в гидроохему опорных домкратов уелоаяяет конструкцию н может отразиться на качество горизонтирования шшфорыи. Постов/ разработан метод формирования управлякцого воздействия Уг , обесш-чиваюшД одновременное гашение всех.форм колебаний без'использования воздействия и^ . Закон управления при етом шее! вид»

их + «С, ^ - + *> = о

(5)

где 1 ■ , с¿а , с-?,, - лостошшзко&ффациенть'!

^ , , корронтируадие множитаяп, пшжзуе-

мыо для улучшения демпфирующих свойств, в частности для шравклвашя коаффи-циентов динамичности но каздой из координат.

Пассивные средства виброзасдаы» кат: показала их прорабог-ка, относительно проще активных, по дакз при лараыотрах» близких к оптимальным, они не обеспечивают ограничение колебаний указанными выше значениями кобффидиоагов динамичности.

Оценка вффективности првыэнокпя хшброваиртяйй оистош для повышения производительности бурового станка сдслала на основе известной завяоомооти; .

Ъ = Ъ п*ге* <6>

и форели ,

Л Пт = / -- 1 )т у

% Т,

Пг рлц I у

теа: ^- скорость бурения}

Пс - частота вращения 6vpoEj.ro става:

>

F

tt 'с - осевое усилие на ота:ве( KftX, y. _ »эмпирические коэффициенты;

^ лИг - прирост технической производительности'* 'а , 1} - чистое время бурения п время выполнения

вспомогательных операций, отнесенное к I ы сквотлнн;

, п[рС:.-\~ рациональные частоты вращения става без впб-розащиты я с зиброзапштсй. Повжпзгше технической производительности на 10% достигается та счет узелнявккя Пс п соответствующего утанызеякя % . Кроме того, з результате снгопения уровня глбраций па рабочем мзсте в 2 раза ясЕкпзется производительность труда при выполнит! кпсмогатошасс опсргжй, что лае? допоппгеяшй прирос? тохптпескс;': прочогодпгелыгостл па 112, Пргрост годовой производительности за счет повкпзшя нпдогясстя стагса сссхарлячт Щ. Ирч г.спс"1-гэ;:ашя1 пртящчтелхлоЯ «tatisi спор ¿осота появляется вссглоглссть увеличить релвевалгяув частоту грг^гзтя бурбгого става, определяемую из условия кшшг^ка старости буреют I я • екгапш, п подучить дожтттеякай прирост проязЕодатеявноося. Обцее поипятае годовой произгодателы-юстп станка составляет «35, что прзбяятзт его к урэспэ rsporas ставдартоз. Sa счет ясзпгопкя ярсззводательносгз карьерного оборудования и умсяьсе-'""я :;го количества сокращается потребление сырьевых я спсргстп-чесяпх ресурсов при про*;;?одстве л иссплуатацпя буровых стаккоз ■•а "2,^, :т:с::г.г",тороз п грснспортпшс средств ка 13,..17^,'

Расшротпо ТСХПСЛОГПЧССЛЗХ 2СЗМС.7Л10СТ0Й СТШПХ'В етрссзчпо--.■о iypeinin прл попользовал:"! средств взброзаяатн позволяет по-r:!c:iTi! rte с'.то буроБгрыспчх работ, что рдсс:птрш:зетс.г1 па ярл-"?ГЗ ЛОПаТйЗСГЯЯЯЯ' ЯОВСЯ уэпаюпа бурСГЗрНЕЯГ'.'К работ, ОСПО-::3ггг:сй па кгмб^игреганчг* об—n™"in;r; e^r---i основных и вспсмо-гзтелыкх сква™пц пенъпого л'.-.л'Пра. •Грг.янгяп'З гкброзоаатн кс-"зодя«*т пря ясяолг-ссБспт стопного рабочего оборудовался буркта сг.г'атлтп гааллппого джязвтр1 станками одного типа без оргзням-гпо'.чг.'х потесь, которые сб'ггао повышают стсглость бурения в

»2 раза. При этом сбеспечпгается сяигеняо выхода иепбгря-.--.: с 121 до 2%, объем вторичного Езрш?аняя из I »для.и" сядаг.ет-со Т20 до 20 тас.м3, грсизгоднтелыюсть вксктглтор" пошп-:roiT г*а Ï51, а эвтосамсевплоз ка ZO"'.. Ссозомля взрнрч-чтнх ве-:;ccsr достигает 101, что првкодпт к ссответстштдеглу уиепьсе-п'хстгп язовятых газов и пндя, а тэк~е к енггеняк с?йсмяче-

' 13

ского воздействия на сооружения, коммуникации и откосы карьера на -5... 10,1 в зависимости от схеш расположения взрывных скважин.

Устранение повышенных вибраций уменьшает боковые составляйте усилия на долоте, возникающие при изгибнкх 'Колебаниях бурового става, повышает■стойкость долота аа счет уменьшения износа козырьков лап долота и обратных конусов шарошок. Уменьшение зазора между штангой и стенками скважины приводит к снижении расхода воздушно-водяной смеси п мощности компрессора до 30$, в такой же' степени сокращается расход воздушно-водяной смеси и Еыделенио в атмосферу паров масла из сиотвш охлавде-ния сжатого воздуха.

ЗАКДШЕШЕ

1. При обеспечении виброустойчивости бурового станка во всем диапазоне рабочих режимов уменьшается чистое время бурения и время выполнения вспомогательных операций, повышается коэффициент использования рабочего времени в течение года, в результате чего годогая производительность станка возрастает на 53Я; за счет повышения производительности карьерного оборудования ь уменьшения его количества сокращается потребление сырьевых и энергетических ресурсов при производстве и эксплуатации буровых - станков на ЗЗЙ, экскаваторов и транспортных

' средств на 13... 17%, а также на ЗОЯ снакается численность обслуживающего персонала, уменьшается нагрувка на окружающую среду от хозяйственной деятельности человека в прилегающем к предприятию районе.

2. Благодаря расширению технологических воамоянооуей бурового-станка при использовании виброзшдиты расход взрывчатых веществ, выброс ядовитых тазов и пыли панькается на 103, оей-смическое воздействие на сооружения, коммуникации и откоси карьера снижается на 5...10%, радиус опасной зоны ко разлету кусков уменьшается .на 10:?.

3. Возможность работы бурового станка на оптимальных ре-тамсхх без ограничений, накладываемых повышенной вибрацией, позволяет ьа 20% уменьшить мощность, потребляема-когдпрзссо-ром и приводом вращателя, в такой же степени сократить расход воэдуию-водяноЯ смеси и гыделешз в атмосферу паров масла из систем.: охлаждения сгатогс воздуха, снизить уровень професси-

14

спальню:, заболеваний вибрационной болезнью и'пневмокониозами.

4. Для обеспечения вкброустойчиЕости бурового станка рекомендуется предъявлять следующие требования к системе виброзащита: коэффициент динамичности по амплитуде колебаний в.реккме резонанса не должен превышать значения 1,8 для опорного, узла с буровнл ставом и значения 2,0 для платформ« стайка.

5. Исследование объективности и выбор параметров средств снижения колебаний бурового станка и вертикальной плоскости рекомендуется проводить на основе математической модели, учитывавшей лвлжеше бурового става совместно с угловыми и лякейисщ яорензй'жшп платформы станка. Увеличение яссткостн механизма подачи става и гидроопор станка в пределах реальных возможностей но устраняет резонансные колебания, а л:йь сдвигает их в область более высоких частот. Пассивнее средства впброзаЕвти не удовлетворяет зедапкш в п. 4 требованиям и силзатат язоткссзъ станка,

6. Использование сястст® активной виброзааито с параметрами, определенными по разработанной методике, позволяет в сочетавши с паддолотнкш амортизаторах,з л устройствами для центрирования става обеспечить вгфоусгоз'гкгссть станка во воем дня- • псссчо расчетгде: ре'зялов работы в соответствия с задаиншлк в

и. 4 условиями, В качестве наиболее простого в реалазащш спо-ссХп подавления резоксгсетх колебаний осионшх узлов стзтаа в "ортггушюя плосксста роксиедауется создание детЗярушгго "г.пдепеттня путец управляег.гн" .тзмекениЛ объема гядкостя'з работа годезгях гидсоаилипдров подачи бурового става*в «йуптщпи, 'гл.т""' '".ся линейной комбинацией долсбателяких скоростсЗ'двиго-■■"я г-г^тг-о стяга ягпт^огглл станка.

.-г-я г. габото, д-м/.

.......-¡г" актуальной задач:' гчбора струкгупч л об^снован-.-

'в стог;:';- бурового станса, что расписке г

"у. всгксгкссти стоика, способствует раядопадыгс 'у

'гсхкгк:: л гегредних р^оурссв, умжпает неблаго» :-озд:;;стг::о буровзрузлкх работ яа скругсангую среду кил .veír-s ползают псяопаегях :: стрсктелышх материалов, воз-.„.„., __-;сти;;тглсскпх сооружения в скалышх породах. ' Cr:i::::re сгло-скяя зкжйзрталпл опубликованы в следуэдис

д.К.. УлплскЯ Г,.11., Т!беа А.Х. Бнбср закона

управления и определение параметров оиотеш активного гашения колебаний станка шарошечного бурешшЛ'-Иве.вузов. Горный журнал, ■ 199-1. £ 2, С.87 - 90.

2. Гришин Д.К., Ибеш АД. Иооледоваяко динамики отанка шарошечного бурения на математической модели /РУДИ, -1,1,, 1993. - 15 с. -Деп. в ВИНИТИ 7,04,93, № 870 - Б93.

3, Ибеш АД. Экспериментальные иооледпвания динамических характеристик станка шарошечного бурения /РУДН, - М., 1993. - 7 о., - Деп. в ВИНИТИ 7.04.93, й 871 - В93,

ABDULRAHMAir КНАЫЬ IBESiî

CH003IK0 PARAtfETSRS OF A DRIWjINJ RIG VI BRO^b'SISTAlios SYßTHi OBIBHTKD ОН EN Vin С NH öiTAIi CCfISIDE3ATT0:ï3 AND ЯАЗЮПЛЬ' U3S OS? RESOURCES IîT BDAGI НОЬЗ ГЛиТД.ХШ

1 - :>. h'-ïi, 'I.:-M ■ -,'.i V ,-l' i. ' . ~

"en.: . :.<:<. tino : ..-glen! j h ¡ 11--. :.'vi;.< ti os -t VIüsik-, f'cl:- •iri^í-.'-T if? o at iibi U.aacî, .Hi. ох и f. ics i r'o iv.'-ti i. л í^i "-cii эт I t-í.c!irologio;".l i?" "sí-

' -.r-H of r. fer гс-diîi r¡

■~:í'r-ct ':.'! dril lift," rig tilts г с? со:. i eù

•ï '.'Je " oi'-ï' i ci iic-ii-j i.rv fc'-.a v-'cv:3ry; •"¿.¡сх.Ье'.:-: ■ a --ili с c.yluv'^rs г r--strolling Лгл! linr; process

of .-îupportipg hydraulic jacks are elaborated» .4 natiioü io proposed for calculating parameters highly erf active ayates) of -\!.br^-,rùrtanc-5 far .'"Illing ri,j5 the ufo c." "hich '-.'-ill nllcv; to

cut rov» ae tor lala лей powsr сдряПвз fee pro.. J explnil'-.t; :n of ,¡lining cqaipi;nt I '■I «-'i./s!! a'ü'ri-.'j'jr-Ms offseis of hole f-n t1- ' рп'чгсг -;!

In, д» i'Ç_______J.i.l'-.f-it.

' "'Гиг. Еда, Оцкоиштзпе; 3