Министерства энергетики

Приглашаем молодых горняков принимать активное участие 
в предстоящем мероприятии, желаем конструктивной работы 
на благо славных горняцких традиций России!

---

---


ПОДЭРНИ
Роман Юрьевич
Профессор кафедры 
ГМО МГГУ,
доктор техн. наук, 
профессор
ПРАСОЛОВ 
Сергей Константинович
Аспирант кафедры 
ГМО МГГУ,
горный инженер

ФЕВРАЛЬ, 2014, “УГОЛЬ”
ГОРНЫЕ МАШИНЫ
Приведен анализ влияния конструктивных 
параметров гидроцилиндров системы пода-
чи с применением пневмогидравлических 
аккумуляторов и схемы запасовки канатно-
го полиспаста на жесткость системы подачи 
буровых станков DM-M (Ingersoll — Rand) 
и СБШ — 250МНА-32.
Ключевые слова: карьерный буровой 
станок, система подачи, гидроцилиндр, 
жесткость, пневмогидравлический акку-
мулятор.
Контактная информация: 
е-mail: [e-mail], 
sergei. [e-mail]
В динамической системе подачи буро-
вого станка причиной механических коле-
баний (вибраций) является не равномер-
ное по траектории движение долота. Под 
динамической системой подразумевают 
совокупность тел, обладающих массой 
и способных совершать относительное 
движение [1].
Под воздействием периодически из-
меняющихся сил узлы бурового станка 
совершают вынужденные упругие ко-
лебания, которые становятся особенно 
сильными в зоне резонанса, когда частота 
возмущающей силы совпадает с частотой 
собственных колебаний системы подачи. 
Вероятность возникновения резонансно-
го режима возрастает с увеличением ско-
рости движения долота.
Борьба с колебаниями становится не-
отъемлемым условием обеспечения вы-
сокого качества бурового станка. Умень-
шение вертикальных колебаний бурового 
става станка может быть обеспечено либо 
изменением частот собственных коле-
баний (в основном за счет изменения 
осевой жесткости), либо увеличением 
демпфирования.
Задача исследования состоит в раз-
работке эквивалентной динамической 
схемы системы подачи, позволяющей 
определить частоту и форму собствен-
ных колебаний и в изыскании способов и 
средств уменьшения амплитуд колебаний 
при резонансе.
Выполненный нами анализ условий за-
крепления гидроцилиндров; характера 
нагружения их штоков; устойчивости схе-
мы их применения показал, что системы 
подачи современных буровых станков 
должны быть сконструированы на основе 
монтажного положения гидроцилиндра 
с коэффициентом мультипликации α
µ
= 1 
[2] (рис. 1, а), или монтажного положения 
гидроцилиндра с α
µ 
>1 [2] (рис. 1, б).
Эквивалентные динамические схемы 
систем подачи в режиме бурения, включа-
ющих канатные двухветвевые полиспас-
ты (с коэффициентом полиспастности i
П
> 1) и гидроцилиндр (α
µ
= 1) или два гид-
роцилиндра (α
µ
> 1), приведены на рис. 
2. Так, осевую жесткость канатов — С
В
одной ветви полиспаста системы пода-
чи бурового станка можно представить 
в виде [3,4]:
С
В 
= k
k
S
кан
E/l
k
, Н/м,
(1)
где k
k
— безразмерный коэффициент, 
учитывающий полноту заполнения се-
чения каната металлом, равный k
k
= π/4; 
(2); S
кан
 
— сечение каната, м
2
; E — модуль 
упругости материала каната при растяже-
нии, Н/м
2
, равный для стальных канатов
E 
= 2,1 10
11
, Н/м
2
; l
k
— длина одной вет-
ви каната полиспаста системы подачи, м. 
Длина одной ветви каната полиспаста 
составляет для системы подачи с гидро-
цилиндром с коэффициентом мультипли-
кации α
µ
= 1: l
k
= l
П
/i
П
, м, i
П 
= 2
; для сис-
темы подачи с гидроцилиндром с α
µ
> 1
l
k
= i
П 
l
П
, м, i
П
= 4, где l
П
— ход непрерыв-
ной подачи долота, м.
Рис. 1. Рекомендуемое монтажное положение и графическая схема 
нагрузки штока гидроцилиндра системы подачи бурового станка: 
а — DM-M Ingersoll — Rand; б — СБШ — 250МНА-32