№80-17
Геометричне та комп’ютерне моделювання просторових форм зрізів, утворюваних різцями планетарно-торових виконавчих органів породоруйнувальних машин
Д.О. Довгаль1
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2025, 80:168–176
Full text (PDF)
https://doi.org/10.33271/crpnmu/80.168
АНОТАЦІЯ
Мета. Метою роботи є розробка геометричної та комп’ютерної моделі процесу формування зрізу різцем планетарно-торового виконавчого органу (ПТВО) породоруйнувальної машини, а також визначення і аналіз основних параметрів зрізу залежно від характеристик планетарного механізму для підвищення ефективності руйнування гірничого масиву та зниження енерговитрат процесу.
Методика. Основною для розробки геометричної моделі зрізу став геометричний аналіз рівнянь руху різця з урахуванням кінематичних особливостей ПТВО. Для перевірки розрахунків було проведено комп’ютерне моделювання та візуалізація процесу зрізоутворення у системі SolidWorks. Числовий аналіз форм зрізів та вплив кінематичних параметрів ПТВО на параметри зрізів виконано засобами системи MATLAB.
Результати. Розроблено геометричну модель формоутворення зрізів. Отримано залежності товщини зрізу від кута повороту водила та передавального числа, виконано комп’ютерне моделювання процесу зрізоутворення. Визначено вплив основних параметрів ПТВО на рівномірність зрізу, а також запропоновано методику оптимізації параметрів руху різця для зменшення коливань товщини зрізу й підвищення ефективності процесу руйнування.
Наукова новизна. Отримано нові наукові результати, що розширюють розуміння процесу формування зрізів різцямиПТВО. Основна новизна дослідженняполягає у розробленні геометричної та комп’ютерної моделі формування зрізів, отриманні залежностей товщини зрізу від основних параметрів ПТВО, виконанні комплексного моделювання процесу зрізоутворення, а також розробленні рекомендацій щодо зменшення нерівномірності товщини зрізу.
Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані при проєктуванні та вдосконаленні ПТВОдля підвищення ефективності процесу різання. Отримані аналітичні залежності та комп’ютерні моделі дозволяють оптимізувати кінематичні параметри руху різця, що сприяє зменшенню нерівномірності товщини зрізу, зниженню енерговитрат та підвищенню зносостійкості інструменту.
Ключові слова: породоруйнувальні машини, планетарно-торовий виконавчий орган, геометричне моделювання, комп’ютерне моделювання, кінематика руху різця, епіциклоїдальна траєкторія, товщина зрізу, передавальне число, оптимізація параметрів різання.
Перелік посилань
1. Kizilov, V. V. (1982). Issledovanie i vybor ratsional'nykh konstruktivnykh i rezhimnykh parametrov planetarnykh ispolnitel'nykh organov prokhodcheskikh kombaynov (Doctoral dissertation).
2. Довгаль, Д. О. (2012). Геометричне моделювання процесу руйнування гірничого масиву планетарно-торовими виконавчими органами гірничих машин: автореф. дис. .. канд. техн. наук. Донецьк.
3. Maidl, B., Schmid, L., Ritz, W., & Herrenknecht, M. (2008). Hardrock tunnel boring machines. Ernst&,Sohn. https://www.researchgate.net/publication/286666326_Hardrock_Tunnel_Boring_Machines
4. Li, T., Zhang, Z., Jia, C., Liu, B., Liu, Y., & Jiang, Y. (2022). Investigating the cutting force of disc cutter in multi-cutter rotary cutting of sandstone: Simulations and experiments. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 152, 105069. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2022.105069
5. Довгаль, Д. О. (2013). До питання щодо геометричних параметрів зрізоутворення при руйнуванні гірничого масиву планетарно-торовими виконавчими органами гірничих машин. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету, 4(57).
6. Gospodarczyk, P., Kotwica, K., Mendyka, P., & Stopka, G. (2016). Innovative roadheader mining head with asymmetrical disc tools, exploration and mining, mineral processing. Int Multidiscip Sci GeoConf SGEM 2. https://www.researchgate.net/publication/312345322_INNOVATIVE_
ROADHEADER_MINING_HEAD_WITH_ASSYMETRICAL_DISC_TOOLS.
