Совершенствование технологии изготовления станков для бурения скважин в угольных шахтах

• Автор: Гергал, Ирина Николаевна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 245 с. : ил.

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов Введение

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ БУРОВЫХ СТАНКОВ

1.1. Назначение и объемы бурения скважин в угольных шахтах

1.2. Уровень развития средств механизации бурения скважин в угольных шахтах

1.3. Проблемы совершенствования конструкций буровых станков, соответствующих современным требованиям технологии ведения горных работ
1.4. Технологическое обеспечение долговечности элементов конструкции буровых станков и снижения их металлоемкости
1.4.1. Качество поверхностного слоя, долговечность и металлоемкость деталей редуктора привода буровой машины БГА2М
1.4.2. Влияние качества поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей машин
Выводы
2. РАЗРАБОТКА АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ БУРОВОГО СТАНКА
2.1. Исследование эксплуатационных нагрузок на элементы привода вращения бурового станка
2.1.1. Установление вида нагрузки, действующей на детали редуктора
2.1.2. Исследование динамических характеристик привода вращения бу-

рового станка
2.2. Моделирование напряженно-деформированного состояния и оценка свойств упрочненного поверхностного слоя после обработки 1111Д
2.2.1 .Постановка задачи 7
2.2.2. Результаты МКЭ-моделирования напряженно-деформированного состояния очага деформации
2.2.3. Аналитический расчет накопленных свойств поверхностного слоя
2.3. Аналитический расчет циклической долговечности деталей бурового станка
Выводы
3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Планирование экспериментальных исследований
3.1.1 Общее построение экспериментальных исследований
3.1.2 Выбор материалов для исследования
3.1.3 Образцы и технологическая оснастка для исследований
3.1.4 Планы экспериментальных исследований
3.2 Методика записи и обработки профилограмм очагов деформации
3.3 Методика решения задач механики ППД методом конечных элементов (МКЭ)
3.4 Методика исследования качества поверхностного слоя
3.5 Методика статистической обработки экспериментальных данных и построения статистических моделей
Выводы
4 ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ГОРНЫХ МАШИН
4.1 Исследование влияния режимов обработки ППД на формирование очагов деформации

4.2 Исследование взаимосвязей между геометрическими параметрами очагов деформации
4.3 Исследование влияния режимов обработки ППД и параметров очага деформации на качество упрочненного поверхностного слоя
4.4 Анализ результатов расчетов статической прочности и прочности
при действии циклических нагрузок 15
4.5 Анализ результатов расчетов коэффициентов запаса статической прочности при условии уменьшения диаметров шеек вала №2 на 10, 20 и
30 процентов
4.6 Оценка повышения технического уровня бурового станка
4.7 Экономические аспекты результатов исследований
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Во-первых, отсутствуют аналитические решения применительно к обработке ППД деталей из закаленных материалов.
Во-вторых, отсутствуют рекомендации по оценке статической и усталостной прочности упрочненных ППД закаленных деталей горных машин.
И, в-третьих, отсутствуют рекомендации по снижению металлоемкости деталей горных машин на основе учета реального состояния поверхностного слоя после выполнения упрочняющей обработки ППД.
Таким образом, снижение металлоемкости деталей буровой машины БГА2М технологическими методами возможно на основе решения задачи механики ППД закаленных материалов и расчета на ее основе накопленных свойств поверхностного слоя. Полученные значения накопленных свойств должны быть положены в основу расчетов статической и циклической прочности, а также долговечности в условиях приложения реальных эксплуатационных нагрузок.
Выводы
1. Технологические схемы добычи полезных ископаемых подземным способом требуют проведения большого объема буровых работ. Ежегодно в стране объемы бурения составляют до 5300 км скважин различного назначения, которые бурятся большой номенклатурой станков. Более 60% станков, используемых в настоящее время, составляют станки, серийный выпуск которых начат 15-20 лет назад и их технический уровень не отвечает современным требованиям.
2. Наиболее весомыми параметрами, определяющими технический уровень бурового станка, являются длина штанги и масса бурового станка, оказывающие влияние на величину шести единичных показателей технического уровня бурового станка из восьми.
3. Конструкторские мероприятия по повышению технического уровня бурового станка не позволяют в полной мере обеспечить снижение массы станка без совершенствования технологии изготовления его элементов. Эко-