Рис.1. Фрагменты износа зубков, их поломки и вырова из отверстий корпуса шарошки
●
Техникалық ғылымдар
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014
21
Для достижения качественного соединения зубков с корпусом шарошки необходимо
обеспечить в соединении требуемый натяг, численное значение которого требует научного
обоснования. При малых значениях натяга на сопряженных поверхностях имеет место малое
контактное давление, что согласно формул (1)…(4) влечет за собой уменьшение нагрузочной
способности соединения, а следовательно и большую вероятность вырова зубков из отверстий. В
свою очередь, увеличение натяга в соединении обусловливает необходимость увеличения силы
запрессовки зубков, что может привести к сколу и образованию трещин в зубках, твердосплавный
материал которых обладает высокой хрупкостью.
Требуемое значение силы запрессовки можно рассчитать по формуле [7]:
F = f DLp,
(5)
где f – коэффициент трения при запрессовке, который с учетом материала
детали, шероховатости поверхности и смазки составляет f =0,02…0,3;
D – диаметр отверстия под зубки в мм; L — длина запрессовываемой части зубка в мм; р –
напряжение сжатия на сопрягаемых поверхностях в МПа.
Исследования трехшарошных долот на производстве показывают, что установка зубков
происходит при значительном колебании натяга 0,03 - 0,15 мм, при котором возникает большая сила
запрессовки (порядка 97000 Н), которая вызывает сколы и микротрещины. В соответствии с этим
возникает необходимость определения требуемых значений натяга в соединениях зубков различных
размеров с корпусом шарошки, при которых достигается требуемая нагрузочная способность
соединения и исключается возникновение трещин и сколов твердосплавного материала.
При оценке качества соединений с натягом уровень качества определяется по формуле
2
2
i
max
i
)
ITN
(
)
N
N
(
1
k
(6)
где
ITN
- допуск натяга
min
max
N
N
ITN
;
i
N
- действительное значение натяга в
i
-м
соединении;
min
N
- минимальное (по чертежу) значение натяга;
max
N
- максимальное (по чертежу)
значение натяга.
В переходных посадках могут иметь место как натяги, так и зазоры.
При высоких требованиях к точности центрирования, а также при больших, особенно ударных,
нагрузках и вибрациях назначают посадки с большим средним натягом. В этом случае уровень
качества изготовления соединения определяется по формуле
2
2
i
max
i
)
ITNS
(
)
N
N
(
1
k
(7)
где,
ITNS
- допуск посадки
max
max
S
N
ITNS
;
i
N
- действительное значение натяга в
i
-м соединении;
max
S
- максимальное (по чертежу) значение зазора;
max
N
- максимальное (по чертежу)
значение натяга.
Использование зависимостей (6), (7) позволяет рассчитать значения натяга, обеспечивающего
требуемое качества соединения.
Практика эксплуатации долот показывает, что их необходимо в процессе эксплуатации
отрабатывать до явных признаков выхода из строя. К таким признакам относят: заклинивание опоры
хотя бы одной шарошки; большой люфт, приводящий к заеданию вращения или зацеплению
шарошек; выпадение тел качения из опоры хотя бы одной шарошки; зацепление шарошек между
собой; сильный износ вооружения шарошек, аварийный износ долота (поломка цапфы, трещины по
сварным швам, раскалывание шарошек и другое).
●
Технические науки
22
№2 2014 Вестник КазНТУ
ЛИТЕРАТУРА
1. Л.И. Кантович, Ю.И. Михайлов Горные машины и комплексы. М. Недра. 1975.
2. В.И. Поздняков «Исследование влияния качество изготовления шарошных долот на показатели
бурения» канд.дисс., ВНИИБТ, - М., 1971
3. Твердосплавные изделия для горного инструмента. Каталог ОАО Кировоградский завод твердых
сплавов. 2005-45 с.
4. И.В.Абрамов, Ф.Ф.Фаттиев и др. Высоконапряженные соединения с гарантированным натягом. –
Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002. – 300с.
5. Р.Ф.Гаффанов , А.Н. Махненко «Анализ прочности деталей долота, собираемых с натягом» / Горный
информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск. М., 2011 г., № 12, «Прогрессивные технологии
машиностроительных производств с. 61-65/.
6. Корнилов Н.И., Травкин В.С., Берестень Л.К. и др. Породоразрушающий инструмент для
геологоразведочных скважин. Справочник. М. Недра, 1979.
7. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1980. 592 с.
REFERENCES
1. L.I. Kanatovich, IY.I. Mikhailov Gornie mashiny i kompleksy. М. Nedra. 1975 g.
2. V.I. Pozdniyakov «Issledovanie vleaniya kachestvo izgotovleniya sharoshnikh dolot na pokazateli bureniya»
kand.diss., VNIIBT, - М., 1971 g.
3. Tverdosplavnie izdeliya dlya gornogo instrumenta. Katalog OAO Kirovogradski zavod tverdih splavov. 2005
g-45 s.
4. I.V.Abramov, F.F Fattiev i dr. Visokonapryazhennie soedeneniya s garantirovannim natyagom. – Izhevsk:
Izd-vo IzhGTU, 2002 g. – 300s.
5. R.F.Gaffanov, A.N.Makhenko «Analiz prochnosti detalei dolota, sobiraemykh s natyagom» / Gorni
informacionno-analitecheskii biulliten. Otdelni vipusk. М., 2011 g., № 12, «Progressivnye tekhnologii
mashinostroitelnyh proizvodstv» s. 61-65.
6. Kornilov N.I., Travkin V.S. Beresten` L.K. I dr. Porodorazrushaiushii instrument dlya geologorazvedochnikh
skvazhin. Spravochnik. М. Nedra, 1979 g.
7. Novikov М.P. Osnovy tekhnalogii sborki mashin I mekhanizmov. М.: Mashinostroenie, 1980 g. 592 s.
Асан Ә.Е., Мендебаев Т.М.
Дайындаудың дәлдігі мен сапасының үшшарошкалы бұрғы-қашауларының жүктемелік жұмыс
қабілеттілігіне әсері
Түйіндеме. Үшшарошкалы секциялық қашаулардың басқа қашаулардан айырмашалығы қайта
қолданылуға болмайтындығы және қайта өңделмейтіндігі. Осының барлығы конструкциялық құрастыру және
технологиялық шешімдерін қаблылдау кезіндегі құрастыру ерекшеліктерін анықтайды. Қазіргі таңда, тау-кен
өндірісіндегі машиналардың үйкелу кезіндегі интенсивтілігі машина жасауға қарағанда бір-екі есе жоғары
болып келеді және істен шығуының 80%-дан көбі тозу салдарынынан болатыныны белгілі. Сонымен қатар,
қондырғыға кеткен шығындар кен байлықтарының өндірісінің өзіндік құнының 30-40 пайызын құрап отыр.
Асан А.Е., Мендебаев Т.М.
Влияние качества и точности изготовления трехшарошечных буровых долот на нагрузочную
способность
Резюме. Трехшарошечные секционные долота, в отличии от других бурильных инструментов, не
подвергаются восстановлению и не могут быть использованы повторно. Все это определяет особенности их
конструкторского исполнения и технологических решений, принимаемых при их изготовлении.
Известно, что более 80% случаев отказов горных машин обусловлено износом их деталей, у которых
интенсивность изнашивания пар трения на один два порядка выше, чем в машиностроении. При этом затраты
на содержание оборудования, составляют 30-40% себестоимости добычи руды
Asan A.E., Mendebaev T.M.
Influence of quality and precision manufacturing tricone drill bit load capacity
Summary.Tricone bit sections, unlike other drilling tools are not subject to recovery and can not be reused. All
this determines the performance characteristics of their design and technological solutions adopted in their manufacture.
It is known that more than 80% of cases due to failures of mining machinery wear parts thereof, in which the intensity
of wear of friction pairs by one or two orders of magnitude higher than in engineering. The expenses for the
maintenance of equipment, accounts for 30-40% of the cost of ore extraction
●
Техникалық ғылымдар
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014
23
УДК 693.542
Х.Г. Аканов, М.Н. Мухтарова, А.З. Нұрмұханова, А.К. Нұрсейтова,
Г.К. Мукашева, Б.О. Қонақбаев
(Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Алматы қаласы, Қазахстан Республикасы)
БЕТОН ТӨЗІМДІЛІГІН ӘРТҮРЛІ ӘСЕРЛЕРГЕ ҚАТЫСТЫ ТАЛДАУ
Түйіндеме. Берілген мақалада бетонның суыққа төзімділігін анықтау әдістемесіне талдау жасалып,
сынақ айналым саны мен суыққа төзімділік бойынша бетон маркасы арасындағы арақатынасы келтірілген
Түйін сөздер: бетон, үзілістердегі қатуы және еруі, сынау әдісі, температура, су, аязтұрақтылығы,
дефект, бетон маркасы
Пайдалану барысында, кейде ғимараттар мен құрылымдардағы бетондардың құрылысы процесі
үрдісінде әр түрлi табиғи және жасанды тектiң әсерлерiне ұшырайды. Оларға айнымалы мұздату
және ерiту, айнымалы суға қанығу және құрғатылу, температура өзгерісі, әрүрлі типтес химиялық
орталардың әсері, үккiштен өткiзетiн әсер, жоғары және биік температуралардың әсері мен т.б.
жатады [1].
Сонымен қатар, мақалада бетонның суыққа төзімділігін сынау әдістері қарастырылады.
Суыққа төзімділік
Бетонның суыққа төзімділігі деп, оның берілген шарттарда кезектескен мұздату мен еріту
әсерінен өзінің құрамын сақтау не өзгерту мүмкіндігін айтады. Бетонның бүлінуіне судың қату
кезеңдеріндегі туындайтын кернеулер мен температура өзгерісінен пайда болатын кернеулер әсеріне
байланысты әртүрлі көзқарастар бар.
1. Суыққа төзімділік үшін сынау шарттарын бетон түрі мен әдісіне байланысты 1-ші кестеде
көрсетілген.
1-кесте. Суыққа төзімділік үшін сынау шарттары
Әдіс
нөмірі
Қанығу ортасы
Сынау шарттары
Орта,температура
Еру ортасы
Бетон түрі
Негізгі
Бірінші
Су
Ауалық, кері
Су
Жол және аэродром жабын-
дарынан басқа бетондардың
барлық түрлері
Екінші
5 % - хлорлы
натрий су
ерiтiндісі
Дәл сондай
5 % - хлорлы
натрий су ерiтiндісі
Жол және аэродром жабын-
дығы бар бетон
Бiрнеше рет мұздату және ерiтуде жылдамдатылғаны
Екінші
5 % - хлорлы
натрий су
ерiтiндісі
Ауалық, кері
18±2
5 % - хлорлы
натрий су ерiтiндісі
Жол және аэродром жабын-
дарынан және тығыздығы
D1500 кіші жеңіл бетоннан
басқа бетондардың барлық
түрлері
Үшінші
Дәл сондай
5 % - хлорлы натрий су
ерiтiндісі кері 50±5
Дәл сондай
Тығыздығы D1500 кіші
жеңіл бетоннан басқа бетон-
дардың барлық түрлері
Бiр рет мұздатуда жылдамдатылған
Төртінші
Су
Керосин, кері
18±2
-
Жол және аэродром жабын-
дарынан басқа бетондардың
барлық түрлері
Бесінші
«
Ауалық, кері
18±2
Ауалық
Дәл сондай
●
Технические науки
24
№2 2014 Вестник КазНТУ
2. Бетонның суыққа төзімділігін жобалық кезеңде анықтайды.
3. Бетондық үлгілерді ГОСТ 22685 [2] тиісті талаптарға байланысты жасаған жөн.
4. Бетон қоспасының сынағы ГОСТ 10181.0 бойынша таңдалады және ГОСТ 10180 [3]
бойынша жасап сақталады.
Өлшемі 70 мм болатын бетондық қоспалардан үлгілерді дайындау барысында 40 мм ге дейiн
толтырғышты толтырғыштың астығы 20 мм астам (қолмен немесе 20 мм мөлшерiмен ұяшықтары бар
елеуiште) алып тастайды.
5. Бетонның суыққа төзімділігін анықтау әдісінің тәуелділігіне байланысты жасалынатын бетон
үлгілерінің саны мен өлшемі 2-ші кестеде берілген.
2-кесте. Бетонның суыққа төзімділігін анықтау әдісіне тәуелділігіне байланысты
жасалынатын бетон үлгілерінің саны мен өлшемі [4].
Суыққа төзімділікті
анықтау әдістері
Үлгі өлшемі, мм
Үлгі саны, дана
бақыланатын
негізгі
Бірінші
100´100´100 не
150´150´150
6
12
Екінші
100´100´100 не
150´150´150
6
12
Үшінші
100´100´100 не
70´70´70
6
6
Төртінші
100´100´100, цилиндрлер:
диаметрі 70, биіктігі 70
-
3
Бесінші
100´100´100 не
150´150´150
3
3
6. Орташа тығыздығы ең төменгі мәннен 50 кг/м
3
ерекшелене қоймайтын, сынау үлгілері
сыртқы ақауларсыз болуы қажет. Үлгілердің массасын 0,1 % аса емес қателікпен анықтайды.
7. Бетонның бақыланатын нұсқаларын төзімділікке сынау алдында, ал негізгі үлгілерді мұздату
алдында су/температурасы (18 ± 2) °С болатын тұзды ерітіндімен қанықтандырады. Қанығу үшін
үлгілерді биіктігі 1/3 болатын сұйықтыққа 24 сағатқа батырады, содан кейін сұйық биіктігін 2/3 дейін
жоғарылатады да, мұндай жағдайда тағы 24 сағатқа қалдырады. Сосын үлгілерді толығымен сұйық
деңгейі үлгіден 20 мм кем емес асып тұратындай қалыпта 48 сағат батырады.
8. Бетонның негізгі үлгілерін сынау барысында айналым саны бір тәулікте бiрден кем емес
болуы керек. Сынау айналым саны мен бетонның мұздату - ерітуге негізделген әдістеріне арналған
суыққа төзімділік маркасы арасындағы тәуелділік 3-ші кестеде берілген.
3-кесте. Сынау айналым саны мен бетонның суыққа төзімділік маркасы арасындағы
арақатынас[4].
Бақылау
әдісі
Бетон түрі
Мұздату циклдерінің саны - аязға төзiмдiлiк бойынша бетон
маркасы үшiн еріту
F25 F35 F50 F75 F100 F150 F200 F300 F400 F500 F600 F800 F1000
Бірінші
Жол және аэродром
жабындарынан басқа
бетондардың барлық түрлері
15*
25
25
35
35
50
50
75
75
100
100
150
150
200
200
300
300
400
400
500
500
600
600
800
800
1000
Екінші
Жол және аэродром
жабындарынан және
Тығыздығы D1500 кіші жеңіл
бетоннан
-
-
-
8
-
13
-
20
20
30
30
45
45
75
75
110
110
150
150
200
200
300
300
450
Үшінші
басқа бетондардың барлық
түрлері
-
-
-
2
3
4
5
8
12
15
19
27
35
Екінші
Жол және аэродром жабындары
бар бетондар
-
-
35
50
50
75
75
100
100
150
150
200
200
300
300
400
400
500
500
600
600
800
800
1000
Үшінші
-
-
-
-
5
10
20
37
55
80 105 155
205
●
Техникалық ғылымдар
ҚазҰТУ хабаршысы №2 2014
25
9. Сынақ аралық мерзiмде үлгiлердiң ахуалы тексеріледi: жарылулардың пайда болуы, беттiң
қабыршақтануы. Сынақтың көрcетiлген ақаулары пайда болуы кезінде сынақ тоқтатылады, және де
сынақ журналында бетон суыққа төзімділікке арналған тиісті маркаға сәйкес келмеген туралы
жазылады.
10. Мұздатқышта бiр уақытта мұздату барысында әртүрлі өлшемдегі үлгілердің көп бөлігі
бірдей мөлшерге келеді.
11. Үлгі сынау барысында мәжбүрленген үзілісте ауада 5 тәулiктен астам емес уақытта
сақталады. Қайта жалғастыру үшін үлгілерді су/тұз ерітіндісімен қайта қанықтандырады. 5 тәуліктен
ұзақ үзіліс кезінде үлгілердің жаңа топтамасымен қайта жалғастырады.
12. Бiрiншi - үшiншi әдiстер бойынша бастапқы мәлiметтер мен бақылау сынақтары, бетонның
негiзгi үлгiлерiнiң нәтижелерi сынақ журналына тіркеліп отырады.
ӘДЕБИЕТТЕР
1. Лещинский М.Ю. Испытание бетона: Справ. пособие.- М.: Стройиздат, 1980.-360 с.
2. Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия ГОСТ 22685-89.
3. Методы определения прочности по контрольным образцам ГОСТ 10180-90 (СТ СЭВ 3978-83)
Москва.
4. ГОСТ 10060.0-95 Межгосударственный стандарт. Бетоны. Методы определения морозостойкости.
REFERENCES
1. Leszczynski M. et al Atlas Testing of concrete: Ref. manual.- M: stroiizdat, 1980.-360 с.
2. Forms for the manufacture of control samples of concrete. Technical conditions GOST 22685-89.
3. Methods of determination of strength of the control samples of GOST 10180-90 (ST SEV 3978-83) Moscow.
4. GOST 10060.0-95 interstate standard. Concretes. Methods for determination of frost resistance.
Аканов Х.Г., Мухтарова М.Н., Нурмуханова А.З., Нурсейтова А.К.,
Конакбаев Б.О., Мукашева Г.К.
Анализ определения стойкости бетона к различным воздействиям
Резюме. В данной статье анализирован метод определения морозостойкости бетона, приведены
соотношение между числом циклов испытаний и маркой бетона по морозостойкости.
Ключевые слова: бетон, попеременное замораживание, методы испытаний, температура, вода,
морозостойкость, дефект, марка бетона
Akanov H.G., Mukhtarova M.N., Nurmukhanova A.Z., Nurseytova A.K.,
Konakbaev B. O., Mukasheva G.K.
Analysis of determining the resistance of concrete to the various influences
Summary. This article analyzed the method of determining the frost resistance of concrete, shows the ratio
between the number of test cycles and mark of concrete on frost resistance.
Key words: concrete, alternate freezing and thawing, test method, temperature, water, frost resistance, defect,
concrete grade
УДК 693.542
Х.Г. Аканов, М.Н. Мухтарова, А.З. Нұрмұханова, А.К. Нұрсейтова,
Г.К. Мукашева, Б.О. Қонақбаев
(Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Алматы қаласы, Қазахстан Республикасы)
БЕТОН ҚҰРАМЫН ЗЕРТТТЕУ
Түйіндеме: Біз бұл мақалада бетон жасау үшін цементтің құрамын, маркасын, күрделі және ауыр
бетонның құрамын зерттедік. Бетон қоспасындағы су цементінің қатынасын анықтаудағы есептеу әдістемесін
жүргіздік.
Түйін сөздер: бетон құрамы, цемент шығыны, цемент маркасы, қоспалар, бақылау үлгілері, тас-құм,
құм, құрғақ материалдар.
●
Технические науки
26
№2 2014 Вестник КазНТУ
Бетон құрамы мен оның құраушыларын зерттеу үшін жүйелеудің бірнеше әдістері
қолданылады. Әдетте, мұндай зерттеулерді арнайы зертханаларда және жеке жағдайда мамандар мен
зертханалық базаның тиісті дайындығы кезінде жүргізіледі.
Мұндай сынақтар технологиялық зертханаларда сирек орындалатындықтан, бетон құрамы мен
оның құраушыларын анықтауға қажеттілікті зертханаларға зерттеуге беру арқылы қанағаттандырады.
Сондықтан, маман алынған нәтижелер мен мамандандырылған зерттеулерде есептің дұрыс
қойылымын жасау үшін зерттеуге физикалық әдістің мүмкіндіктері мен болмысы жайлы мәліметті
білуі қажет [1].
Бетонның құрамын анықтау
Бетон құрамы бетон қоспасының берілген құрамы мен қымбат құраушы ретінде минималды
шығынында қатты бетонды қамтамасыз ету керек (1-сурет.).
1-сурет. Бетон құрамын анықтау әдісі
Құрамды анықтау үшін бастапқы мәліметтер құрылыстың техникалық жобасында бар және
келесі талаптарды керек етеді: беріктік бойынша бетон класы мен жобалық маркасын, бетондық
қоспамен жұмыстың берілген шарттарымен оның жайлы төсеніштігі, су өткізбейтіндігі бойынша
талаптар, бетонның коррозиялық және суыққа төзімділігі, толықтырғыштың үлкендігі бойынша
мәліметтер, қату режимі мен ұзақтығы және өндірістік жұмыстардың басқа да шарттары [2].
Бетон құрамын анықтау оны дайындауға қажетті материалдарды таңдаудан басталады. Содан
кейін бетон қоспасының құрамы үшін қажетті сипаттамаларын анықтайды: цемент тығыздығы мен
активтілігі, құрғақ күйдегі толықтырғыштардың тығыздығы, ірі толықтырғыштардың бостық
көрсеткіштері.
Бетон үшін цементті таңдау. Бетонда цементтік балшықтың байланысқан құрылысы болуы
үшін цемент активтілігі бетон беріктігінің талабына сай 0,7…2 шамасында болу керек. Цемент
активтілігінің бетон беріктігіне қатынасы шамалары 0,7 кіші және 2-ден үлкен кезде цементтік
балшық байланыстылығын жоғалтады. Бұл өз кезегінде бетон мен цементтік тастың физика-
механикалық құрамының төменденуіне әкеледі. Вибрацияланған бетон үшін корсетілген қатынас
1,2…2 шамасында болу қажет, жүкпен кезде - 1,0…1,2, ал 0,7…1,0 престеу арқылы нығыздалған
бетондар үшін ұсынылған.
Бетон беріктігіне қажет талаптардан активтілік шамасы бойынша екі не одан да көп болатын
цемент активтілігін төмендететін, бірақ тұтқырлықты көбейтетін ұсақталған активті минералды
қосымшалар мен микротолықтырғыштармен бірігіп қолданылуы керек. Қосымшалардың қолайлы
құрамын зертханалық тәжірибелерге сүйене отырып қабылдайды.
«Жиналатын және бүтін бетондарды, темірбетонды заттар мен құрылымдар дайындау үшін
цементтік шығынның типтік нормалары» сәйкес (СНиП 5.01.23-83), цемент маркасы бетон
беріктігінің орта мәнінен сығылу және қату шарттарына байланысты таңдалады [3].
Бетондық құрылымдар үшін цементтің минималды шығыны м³ бетон үшін 170 кг төмен
болмауы керек, темір бетонды құрылымдар үшін 220 кг. Бетондағы цементтің максималды шығыны
600 кг/м³ аспауы қажет. Төменде бетон үшін цемент маркасы 1 және 2 кестеде көрсетілген.
|