Технологии и технические средства исследования подледниковых озер Антарктиды – новое развивающееся научно-техническое направление, которое на сегодняшний день не имеет четко установленной методологии. На основании разрабатываемой технологии бурения новой скважины доступа к озеру Восток и его вскрытия, а также анализа существующих способов и устройств для отбора проб донных отложений, предложена принципиальная модель пробоотборника с движителем шагающего типа, обладающего способностью передвигаться по различным траекториям и позволяющего вести работы в широком технологическом диапазоне. В предложенной модели устройства предусмотрена его оснастка различными исполнительными органами для взятия проб донной поверхности с разными физико-механическими характеристиками. На основании представленной принципиальной модели шагающего пробоотборника разработана математическая модель устройства на основе методов теоретической механики. В результате выполненных исследований получены зависимости, позволяющие осуществить научно обоснованный выбор оптимальных значений геометрических и силовых параметров шагающего устройства. Разработан концептуальный дизайн шагающего пробоотборника, учитывающий взаимное расположение и сопряжение его основных компонентов, габаритные размеры доставочного снаряда, а также эстетическую составляющую устройства.
Подледниковое озеро Восток в Антарктиде является уникальным природным объектом, всестороннее исследование которого предполагает отбор проб воды и пород донной поверхности. Для дальнейшего изучения озера необходимо бурение новой скважины доступа и разработка экологически безопасных технологий его исследования. В статье рассмотрены реализованные, а также находящиеся в стадии разработки технологии отбора проб пород донной поверхности подледниковых озер. Все рассмотренные технологии соответствуют требованиям экологической безопасности ведения работ и обеспечивают отбор проб. Авторами предложена альтернативная технология, основанная на использовании шагающего устройства и благодаря своей мобильности позволяющая произвести селективный отбор проб пород с большой площади, используя при этом только одну скважину доступа. Рассмотрены основные задачи, которые необходимо решить для реализации предложенной технологии. Материалы представлены коллективом авторов, имеющих многолетний опыт буровых работ на станции «Восток» в Антарктиде и опытно-конструкторских работ по проектированию оборудования и нестандартных средств механизации для сложных горно-геологических и климатических условий.
Сформулированы требования к траектории движения передней кромки лапы погрузочной машины типа ПНБ для обеспечения максимальной площади захвата насыпного груза при условии вписываемости траектории в размеры приемной плиты. Проанализированы кинематические схемы механизма нагребающих лап. Предложены рациональные параметры механизма, обеспечивающие увеличение объема единичного захвата насыпного груза в 1,5 раза и, как следствие, повышение теоретической производительности машины на 30 %. Представлена методика определения площади, заключенной в сложной траектории движения передней кромки лапы. Разработана математическая модель движения нагребающей лапы с криволинейной хвостовой частью с использованием методов векторной алгебры, центральных разностей второго порядка и триангуляции. Геометрические параметры механизма рабочего органа погрузочной машины описываются линейным уравнением, определяющим функциональную зависимость координат положения передней кромки лапы от угла поворота ведущего звена и параметров кинематической схемы. Исследовано влияние общей массы нагребающей лапы на коэффициент неравномерности хода механизма. Установлено, что перераспределение масс рабочей и хвостовой частей лапы в пределах заданной общей массы снижает коэффициент неравномерности хода.
Статья посвящена динамическому исследованию механизма рабочего органа шахтной погрузочной машины, выполненного по кривошипно-кулисной схеме с криволинейной кулисой, а также влияния на коэффициент неравномерности движения механизма рабочего органа параметров и особенностей конструктивной формы нагребающей лапы. На основании синтеза механизмов рабочего органа погрузочной машины предложена кинематическая схема с нагребающей лапой, состоящей из прямолинейной рабочей и криволинейной хвостовой частей. Разработана динамическая модель механизма с учетом переменной массы нагребаемого насыпного груза и параметров привода рабочего органа, составлено уравнение движения. Сравнение статистических показателей активной мощности привода механизма нагребающих лап погрузочной машины и результатов отдельного компьютерного моделирования рассматриваемых механизмов свидетельствует о работоспособности предлагаемой модели.
Показано влияние геометрических и кинематических параметров кинематической схемы механизма нагребающей лапы погрузочной машины типа ПНБ на увеличение теоретической производительности в зависимости от положения площади нагребания. Дан анализ изменения скорости и ускорения конца нагребающей лапы за один оборот кривошипа.
Рассмотрено взаимодействие гибкого тягового элемента с донным добычным устройством с помощью решения системы уравнений, позволяющей определять характер движения и усилия между ними, а также описано положение гибкого тягового элемента при его движении в водной среде.
В статье рассмотрены современные проблемы мирового минерально-сырьевого комплекса, отражены основные перспективы и вопросы актуальности комплексного освоения твердых полезных ископаемых морского дна. Представлены состав, морфология и потенциальные запасы железомарганцевых конкреций, рассмотрен комплекс оборудования по добыче железомарганцевых конкреций, а также силовые характеристики, оказывающие влияние на процесс добычи. На основе составленной математической модели определены зависимости между силовыми и кинематическими характеристиками. Выведено основное уравнение движения донного устройства с помощью численных методов.
Рассмотрена возможность повышения производительности погрузочной машины с нагребающими лапами типа ПНБ за счет корректировки кинематической схемы кривошипно-балансирного механизма методом синтеза траектории движения передней кромки лапы по заданным условиям процессов внедрения, захвата и транспортирования насыпного груза.
Представлены результаты кинематического и динамического анализа механизма щековой дробилки со сложным движением подвижной щеки. Показана связь между режимными параметрами дробилки и ее технико-эксплуатационными показателями. Описаны такие параметры как положение распорной плиты, угол захвата дробилки, частота вращения и эксцентриситет опорного вала.
Представлены основные итоги научно-исследовательских работ, выполненных на кафедрах механического цикла горно-электромеханического факультета в 2000 г Научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по созданию эффективных, экологически безопасных горных машин и комплексов для горно-добывающей и перерабатывающей отраслей промышленности ведутся на горно-электромеханическом факультете под руководством ведущих специалистов. Дан анализ конструктивно-эксплуатационных характеристик выпускаемых карьерных автосамосвалов и сформулированы современные принципы формирования конструктивно-эксплуатационных требований к ним. Разработана методика и математическая модель по определению оптимальных характеристик комплексов. Выполнены исследования по разработке оборудования гидравлического транспорта при подводной разработке шельфовых месторождений полезных ископаемых. Предложены новые технологические схемы гидротранспортирования пульпы в гибких секционных трубопроводах переменной кривизны, объединенных сферическими шарнирами. Выполнены исследования работы по разработке теории рабочих процессов и совершенствованию комплексов электромеханического горного оборудования для энергосберегающих технологий.
Представлены результаты расчетов на ЭВМ энергетических характеристик проходческих комбайнов со сдвоенными корончатыми и шнековыми исполнительными органами. Приведены параметры исполнительных органов с минимальными удельными энергозатратами на разруше ние породы.
Изучение и промышленное освоение ресурсов морского дна невозможно без технических средств и, в первую очередь, подводного горного оборудования. Важная роль среди подводных горных машин отводится данным агрегатам, несущим на себе добычные и геолого-разведочные рабочие органы в виде всасывающих наконечников, рыхлителей, ковшей, подборщиков, отвалов, грунтовых насосов, эрлифтных головок, зондов, крыльчаток, штампов и др.
При проведении инженерно-геологических работ на научно-исследовательском судне «Академик Александр Карпинский" ПГО «Севморгеология» в Тихом океане была испытана глубоководная исследовательская установка УГИ-4М, предназначенная для проведения измерений в натурных условиях механических свойств океанических донных отложений на глубине до 6000 м ...
В настоящее время активно развивается промышленное освоение океана и одно из основных направлений работ по исследованию его ресурсов - добыча полезных ископаемых. Для добычи полезных ископаемых на шельфе создан комплекс машин и аппаратов, куда входят землесосы, подводные бульдозеры типа "Комацу", роботы "Нихон" и "Комацу", аппарат РУМ, система "Хитачи", различные шагающие установки, разработанные и испытанные в Советском Союзе ...
При опытной разработке морского дна на шельфе Балтийского моря в 1977 г. испытана шагающая машина с эрлифтным рабочим органом, которая движется по морскому дну за счет изменения положения центра масс при перемещении рабочего органа вдоль несущей рамы на одну из консолей ...
Исследованиями института ВНИИГалургии определены перспективные комплексы для камерной системы разработок, состоящие из комбайнов для отбойки руда, самоходных погрузочных и транспортных машин для погрузки и доставки руды по камере, скребковых и ленточных конвейеров для транспортирования руда к отводу ...
На примере вибрационной погрузочной машины разрабатывается метод расчета действующих нагрузок в кинематических парах эксцентрикового привода вибрационного погрузочного лотка. При этом используется графический метод кинетостатического исследования, с помощью которого определяются величины и направления реакции в шарнирах.
