Учёные создали конструкции резцов для добычи руды, которые экономят до 30% энергии

Учёные Пермского Политеха разработали новые резцы для горных комбайнов, которые обеспечивают снижение энергозатрат при работе по определённому стандарту до 15–30%

Одним из самых энергозатратных процессов является разрушение горных пород, на которое может приходиться до 50% всего энергопотребления предприятия. В калийной промышленности России эта проблема стоит особенно остро. Технологические процессы в этой отрасли характеризуются высокими энергетическими затратами из-за производственной сложности.

Основной причиной низкой эффективности добычи считается неоптимальная конструкция резцов — сменных металлических «зубьев», которые являются главным рабочим инструментом комбайнов.

Современная калийная промышленность часто использует неповоротные типы резцов, которые имеют серьёзные недостатки, ограничивающие эффективность добычи. К примеру, модели РС-14 из-за своей нерациональной формы разрушают руду с высокими удельными затратами энергии и значительным количеством мелких классов в руде. Это не только увеличивает нагрузку на оборудование, но и вынуждает чаще останавливать технику для замены изношенных деталей.

Ученые Пермского Политеха разработали и испытали новую конструкцию резцов для горнодобывающих комбайнов. Чтобы разработать новую модель РС-55, эксперты создали чертеж инструмента и изготовили реальный образец. Он был сконструирован с выпуклыми режущими поверхностями. Это необходимо для того, чтобы, когда одна сторона затупляется, резец можно просто перевернуть в держателе, и в работу вступит незатупленная часть.

Для проверки эффективности перспективного образца был использован разработанный учёными в рамках исследования лабораторный стенд. В качестве тестируемого материала ученые выбрали строительные гипсовые плиты, поскольку они более доступны, чем калийная руда, но имеют аналогичный характер разрушения.

Учёные проверяли инструмент в разных режимах работы. В процессе они меняли два основных параметра: толщину стружки (насколько глубоко резец внедряется в породу за один проход) и шаг резания (расстояние между соседними резами). Главной задачей было найти рациональное сочетание показателей, при котором сила резания на инструменте и удельные затраты энергии на разрушение породы будут минимальными.

В результате, резец РС-55 продемонстрировал снижение среднего усилия при работе и энергозатрат на 15–30% по сравнению с традиционными типами резцов. Такой разброс в проценте указывает на то, что максимальный эффект достигается при определённых режимах, но положительный результат наблюдается всегда.