Цивилизация
Горнодобывающая промышленность по всему миру сталкивается с двойным вызовом — ростом тарифов на электроэнергию и ужесточением экологических требований. Особенно остро эта проблема стоит в калийной отрасли, где разрушение горных пород может потреблять до половины всей энергии предприятия. Ученые Пермского Политеха предложили решение: они разработали новую конструкцию резцов для горных комбайнов, которая снижает энергозатраты при добыче калийных руд на 15–30%. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Разрушение породы — один из самых энергоемких этапов добычи. Главную роль здесь играют резцы — сменные металлические элементы на комбайнах, которые буквально «вгрызаются» в пласт руды. От формы этих «зубьев» зависит, сколько энергии потребуется машине и насколько быстро она износится.
Инженеры Пермского Политеха разработали новую модель РС-55 с усовершенствованной геометрией режущих поверхностей. Ключевая идея — выпуклая форма, которая позволяет использовать резец дважды: после затупления одной стороны его можно просто перевернуть в держателе.
Для проверки эффективности разработчики создали уникальный лабораторный стенд — физическую модель процесса резания, оснащенную высокоточными датчиками, фиксирующими усилия с частотой 1000 измерений в секунду.
«Мы использовали строительный гипс, поскольку он разрушаетcя аналогично калийной руде, но при этом доступен и безопасен. Это позволило провести десятки экспериментов без потери достоверности», — объяснил доктор технических наук, профессор кафедры «Горная электромеханика» ПНИПУ Дмитрий Шишлянников.
Ученые протестировали резцы по двум схемам резания — последовательной и шахматной. Вторая, более эффективная, имитирует разрушение породы между уже образованными трещинами, что снижает нагрузку на инструмент.
Во время испытаний фиксировалась сила резания, измерялось количество отколотого материала и вычислялось удельное энергопотребление. Результаты оказались убедительными: новый резец снизил энергоемкость процесса в среднем на 15–30%, при этом демонстрируя более плавное внедрение в материал и меньший износ.
«Максимальный эффект достигается при определенных режимах резания, но положительный результат наблюдается всегда», — уточнил Дмитрий Шишлянников.
Внедрение новых резцов позволит горнодобывающим предприятиям сократить затраты на электроэнергию и на замену инструмента, а также повысить надежность оборудования и уменьшить количество простоев.
Ранее в России создали роботов для автоматизированного сбора ягод.
