И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

157 

 

  Необходимо  отметить,  что  применение  различных  приближенных  методов  решения  уравне-

ния  (1)  в  том  случае,  когда  отношение  частот  гармонических  составляющих 

1

2

/







r

  является 

числом иррациональным, приводит к расходящимся ряда или последовательностям [2].  

  Поэтому будем считать, что 

r

 принадлежит полю рациональных чисел, кроме того, для опре-

деленности положим, что 

.

1

2







 

  Зададимся решением (1) в виде 

                

),

.

sin(

)

sin(

)

sin(

3

2

2

2

1

1

1

























t

S

t

C

t

C

q

i

i

i

i

            (2) 

,....).

5

,

3

,

1

( 

i

 

  В этих выражениях первое и второе слагаемые определяют гармонические колебания нити с ча-

стотой 

1



 и 

2



, третье слагаемое представляет собой суммарный комбинационный тон на частоте 



. 

  Подставим (2) в (1). Тогда, используя некоторые тригонометрические тождества и приравни-

вая коэффициенты при 

),

sin(

1

1







t

),

cos(

1

1







t

),

sin(

2

2







t

),

cos(

2

2







t

),

sin(

3





 t

),

cos(

3





 t

 после некоторых преобразований получим систему шести нелинейных алгебраиче-

ских уравнений относительно шести неизвестных 

1

i

C

, 

2

i

C

, 

i

S

, 

1



,  

2



, 

3



: 

);

cos(

)

12

6

6

3

3

(

8

5

sin

)

2

(

2

3

)

2

2

(

4

3

sin

)

(

1

1

1

1

2

2

2

2

2

2

1

2

2

1

4

4

2

4

1

2

2

2

2

2

1

1

2

2

2

2

1

2

1

2

1



















































i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

R

C

S

C

C

C

S

C

S

C

C

Ф

S

C

S

C

C

C

S

C

C

Ф

S

C

C

       (3) 

æ

);

sin(

cos

)

2

(

2

3

cos

1

1

1

2

2

2

2

2

1

2

1

1

























i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

R

Ф

S

C

S

C

C

Ф

S

C

C

                              (4) 

);

cos(

)

12

6

6

3

3

(

8

5

sin

)

2

(

2

3

)

2

2

(

4

3

sin

)

(

2

2

2

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

4

4

2

4

1

1

2

2

2

2

1

2

2

2

2

2

1

1

2

2

2



















































i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

R

C

S

C

C

C

S

C

S

C

C

Ф

S

C

S

C

C

C

S

C

C

Ф

S

C

C

       (5) 

æ

);

sin(

cos

)

2

(

2

3

cos

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

2

2

























i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

R

Ф

S

C

S

C

C

Ф

S

C

C

                       (6)   

;

0

)

12

6

6

3

3

(

8

5

sin

)

2

(

2

3

)

2

2

(

4

3

sin

)

(

2

2

2

1

2

2

2

2

2

2

1

4

4

2

4

1

2

1

2

2

2

2

1

2

2

2

2

1

2

1

2



































i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

S

C

C

C

C

S

C

S

C

C

Ф

S

C

C

S

C

C

S

S

C

C

Ф

S

C

C

S











             (7) 

æ

;

0

cos

)

2

(

2

3

cos

2

1

2

2

2

2

1

2

1















Ф

S

C

S

C

C

Ф

S

C

S

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i





                    (8)     

где    

.

 

3

2

1













Ф

 

  К  уравнениям  (3)÷(6)  можно  применить  итерационную  последовательность  действий,  в  ре-

зультате которых определить амплитуды и фазовые углы гармонических колебаний на частоте 

1



 и 

2



.  Если в качестве исходных данных принять  

æ

,

0











i

i

i

i









                                                    

то в первом приближении будем иметь 

                                          

);

/(

2

1

1

1









i

i

i

R

C

     

);

/(

2

2

2

2









i

i

i

R

C

                                     (9) 

 

●

 Технические науки 

 

158                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

;

1

1







           

;

2

1







  

  Подставляя эти выражения в уравнения (7) и (8), получим следующие амплитудно-частотные 

и фазово-частотные характеристики для суммарных тонов 

,

i

S

 

3



: 























2

2

2

2

2

2

1

4

4

2

4

1

2

2

2

2

1

2

2

6

6

3

3

(

8

5

)

2

2

(

4

3

{[

S

C

S

C

S

C

C

S

C

C

S

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i







      

2

2

2

2

1

]

12

i

i

C

C



+æ

;

0

]

)

2

(

2

3

}

2

2

1

2

1

2

2

2

2

1

2













i

i

i

i

i

i

i

i

i

C

C

C

C

S

C

C





                                           (10) 











































4

4

2

4

1

2

2

2

2

1

2

2

1

3

3

3

(

8

5

2

2

4

3

i

i

i

i

i

i

i

i

i

S

C

C

S

C

C

arctg











  





2

2

2

1

2

2

2

2

2

1

12

6

6

i

i

i

i

i

i

C

C

S

C

S

C







/æ





.                                                                                          (11)

 

  Из уравнения (10) видно, что каждому значению частоты суммарного тона отвечает три веще-

ственных корня неизвестных 

2

i

S

. 

  Рассматривая выражение 

 





2

1

2

1

2

2

2

1

2

3

i

i

i

i

i

i

i

i

C

C

C

C

C

C









,                                              (12) 

 

заметим,  что  оно  зависит  от  амплитуд  гармонических  составляющих 

1

i

R

  и 

2

i

R

.    Скелетные 

кривые  обычно  описывают  соотношения  между  амплитудой  и  частотой  собственных  колебаний  си-

стемы  без  демпфирования.  Поэтому,  полагая  равными  нулю  выражение  (12)  в  (10)  и  коэффициент 

затухания æ, получим уравнение скелетной кривой для колебания нити на частоте суммарного тона 

 

         









.

0

3

12

6

6

3

3

8

5

2

2

4

3

2

1

2

2

2

1

2

2

2

2

2

1

4

4

2

4

1

2

2

2

2

1

2



























i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

S

C

C

C

C

S

C

S

C

S

C

C

S

C

C









    (13) 

 

Пример. Рассмотрим нить со следующими параметрами: l=10

2

м; Е=1,57·10

11

н/м

2

; F=12·10

-4

м

2

; 

æ=0,3 1/с; m

0

=10 кг/м; R

i1

=7 м/с

2

; R

i2

=4 м/с

2

; 

  На  рис.  1  построены  графики  зависимости  амплитуд  гармонических  составляющих  С

i1 

  и  С

i2 

от  суммарной  частоты  Ω  при  различных  отношениях 

1

2

/







r

.  При 









2

/

1

2

2

/

1

r

r

i









  ам-

плитуда C

i2  

неограниченно возрастает. 

  Скелетные  кривые  (рис.2),  достигая  определенного  максимума,  дважды  пересекают  ось  Ω. 

При  r=4,5 они вырождаются в точку на оси Ω и затем перестают существовать. 

  Амплитудно-частотные  характеристики  колебаний  нити  на  частоте  суммарного  тона  при 

r=1,2,3,4,5 показаны на рис.3÷6 (пунктиром обозначены границы области устойчивости). Из рисунков 

видно,  что  они  представляют  собой  афинно  подобные  кривые,  причем  с  увеличением  отношения 

1

2

/





  происходит  уменьшение  амплитуды  суммарного  тона.  При  дальнейшем  увеличении  r  (r˃5) 

амплитудная кривая исчезает. 

  Характерным является и то, что при больших  отношениях частот амплитуды гармонических 

составляющих 

1

i

C

 и 

2

i

C

 становятся больше амплитуд суммарного тона колебаний. 

  Фазово-частотные характеристики, т.е. графики угловых величин 

2

1

3

 











 для различ-

ных значений r представлены на рис.7. 

  Если  рассматривать  колебания  гибкой  пологой  нити  на  частоте  разностного  тона 

1

2

~











, то выражение для амплитудно-частотной характеристики сохраняет вид (10), для фазо-

во-частотной характеристики в этом случае имеем 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

159 

 











































4

4

2

4

1

2

2

2

2

1

2

1

2

3

3

3

(

8

5

2

2

4

3

i

i

i

i

i

i

i

i

i

S

C

C

S

C

C

arctg











  





2

2

2

1

2

2

2

2

2

1

12

6

6

i

i

i

i

i

i

C

C

S

C

S

C







/æ





                                                                                           (14)          

Здесь 

,

1

i

C

 

,

2

i

C

,

1



 

2



 можно найти по формулам (3 )÷(7) с заменой угла Ф на 

Ф

~

, а так-

же по формуле (6), которая будет иметь вид 

   æ

);

sin(

~

cos

)

2

(

2

3

~

cos

2

2

2

1

2

2

2

2

1

1

2

2

























i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

i

R

Ф

S

C

S

C

C

Ф

S

C

C

             (15) 

где                                           

2

3

1

~













Ф

       

 

Формула (10), а также графики на рис. 3÷7 показывают, что амплитуда вынужденных колеба-

ний  нити  с  круговой  частотой 

2

1



 





,  оказывается  больше  амплитуды  вынужденных  колеба-

ний на  частоте  разностного  тона.  Для  систем,  описываемых  уравнением  типа  Дуффинга,  имеем  об-

ратную картину [4].           

                

 

Рис. 1. Зависимость амплитуд гармонических составляющих 

1

i

C

  и 

2

i

C

  

от суммарной частоты 

2

1



 





 

 

Рис. 2. Скелетные кривые 

 

 

Рис. 3. Амплитудно-частотная характеристика колебаний нити  

на частоте суммарного тона при r=1 

 

●

 Технические науки 

 

160                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

 

Рис. 4. Амплитудно-частотная характеристика колебаний нити на частоте суммарного тона при r=2 

 

 

Рис. 5. Амплитудно-частотная характеристика колебаний нити  на частоте суммарного тона при r=3 

 

Рис. 6. Амплитудно-частотные характеристики колебаний нити на частоте суммарного тона при r=4 и r=5 

 

 

Рис. 7. Фазово-частотные характеристики колебаний нити на частоте суммарного тона при r=1, 3, 5. 

 

 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

161 

 

ЛИТЕРАТУРА 

[1]  В. А. Ивович Нелинейные колебания гибкой нити  «Строительная механика и расчет  

сооружений» , 1966, № 5. 

[2]  Стокер Дж. Нелинейные колебания в механических и электрических системах. М. Иностранная ли-

тература, 1953. 

[3]  Э.В. Бубнович, К. Калдыгазов Нелинейные колебания гибкой пологой нити при случайных импуль-

сивных воздействиях. Вестник КазНИТУ им. К.И. Сатпаева, №3, 2014. 

[4]  Каудерер Г. Нелинейная механика. М., Иностранная литература, 1961. 

 

REFERENCES 

[1]  V. A. Ivovich Nelinejnye kolebanija gibkoj niti  «Stroitel'naja mehanika i raschet sooruzhenij» , 1966, № 5. 

[2]  Stoker Dzh. Nelinejnye kolebanija v mehanicheskih  i jelektricheskih sistemah. M. Inostrannaja literatura, 

1953. 

[3]  JE.V.  Bubnovich,  K.  Kaldygazov  Nelinejnye  kolebanija  gibkoj  pologoj  niti  pri  sluchajnyh  impul'sivnyh 

vozdejstvijah. Vestnik KazNITU im. K.I. Satpaeva, №3, 2014. 

[4]  Kauderer G. Nelinejnaja mehanika. M., Inostrannaja literatura, 1961. 

 

Бубнович Э.В., Абилденова Г.К. 

Бигармоникалық әсерлер жанында иiлгiш жайпақ жiптiң тербелiсі 

Түйіндеме: Бұл жұмыста амплитудалық және фазалық алынған жиынтық үндер үшін жіптің тебелістері 

жиілік сипаттамасы, сонымен қатар қисықтың жасушасымен теңдеу. Мысалды қарасақ, жиынтық жиiлiктерінің 

Ω амплитудаларының тәуелдiлiгінен салынған графиктер, бұлардың гармоникалық біріктірулері 

1

2

/







r

 әр 

түрлi  қарым-қатынастарында.  Амплитудалық-жиiлiк  жиынтықтарының  үндi  жиiлiкте  сипаттамасы  сергекте 

ұқсас  қисықтар  r  әр  түрлi  қарым-қатынастарында  болады,  және  де  қарым-қатынастары 

1

2

/





көбеюiмен 

жиынтық үндi амплитуданың кемуiнде болады. R амплитудалық қисықтық одан әрi көбеюде жоғалады. Алын-

ған да айырма үндi жиiлiкте жiптi мәжбүр тербелiстердi амплитуда жиынтық үндi жиiлiкте жiп тербелiстер ам-

плитудасы кем көрсетiлетiнiн көрсеткен айырма үндi жиiлiкте жiптiң тербелiстерi фазалық сипаттама амплиту-

далық, яғни бiз көрiнiстi алдық, Дуффинга жүйелер үшiн кереғар түрiндегi. 

Түйін сөздер: жайпақ икемдi жiп, бигармоникалық тербелiс, жиынтық үндi жиiлiк, айырма үндi жиiлiк, 

сипаттама амплитудалық-жиiлiк, фазалық - жиiлiк сипаттама, қаңқалы қисық. 

 

Bubnovich. E.V., Abildenova G.K. 

Fluctuations of a flexible flat thread at biharmonic influences 

Summary: In work amplitude and phase and frequency characteristics of fluctuations of a  

thread for total tones, and also the equation of a skeletal curve are received. We will review an example. Here 

schedules of dependence of amplitudes of harmonious components on total frequency Ω are constructed at various rela-

tions. Amplitude-frequency characteristics at a frequency of total tone at various relations of r represent affinely similar 

curves, and to increase in the relation there is a reduction of amplitude of total tone. At further increase in r the ampli-

tude curve disappears. Also amplitude and phase characteristics of fluctuations of a thread at a frequency of differential 

tone which show are received that amplitude of the compelled fluctuations of a thread at a frequency of differential tone 

appears less than amplitude of fluctuations of a thread at a frequency of total tone, i.e. we received the picture opposite 

for systems like Duffinga.  

Key words: flexible flat thread, biharmonic fluctuations, frequency of total tone, frequency of differential tone, 

amplitude-frequency characteristic, phase and frequency characteristic, skeletal curve. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

●

 Технические науки 

 

162                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

УДК 622.271.2  

 

А. Кожантов, А.Е. Куттыбаев, М.А. Кайнбаев, А.Е. Казангапов  

(Казахский национальный исследовательский технический университет имени К.И.Сатпаева 

Алматы, Республика Казахстан) 

 

ОПРЕДЕЛЕНИE РАЦОИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НЕРАБОЧИХ БОРТОВ 

ЖИТИКАРИНСКОГО КАРЬЕРА 

 

Аннотация.  При  определении  параметров  нерабочего  борта  необходимо  учитывать  взаимосвязь  пара-

метров рабочей зоны Житикаринского карьера и нерабочей зоны, а также их динамику. Для определения пара-

метров временных бортов с  учетом данной взаимосвязи предлагается метод,  учитывающий динамику рабочей 

зоны Житикаринского карьера, суть которого состоит в управлении активной и неактивной рабочей зоной Жи-

тикаринского карьера. Формирование нерабочего борта — это переход в определенный момент времени части 

рабочего фронта горных работ на горизонте и по карьеру в целом в нерабочий фронт. 

Ключевые слова: карьер,  нерабочая зона, динамика, не рабочий борт карьера, горизонт, горная масса. 

 

В  условиях  рыночной  модели  экономики  особое  значение  приобретает  оперативность  и  обосно-

ванность  принятия  проектных  решений,  когда  ограничен  объем  исходной  информации,  существует  не-

определенность исходных данных, динамично изменяется ситуация на рынках минерального сырья.  

Большинство  методов  определения  оптимальных  параметров  и  показателей  открытой  разра-

ботки,  используемых  при  проектировании  сложноструктурных  Житикаринского  месторождения,  не 

учитывают  горнотехнических  и  горно-геологических  их  особенностей,  не  приспособлены  для  обос-

нованного принятия решений об эффективности инвестиций в проектирование, строительство и экс-

плуатацию карьеров, из-за громоздкости расчетов, и часто из-за использования статических принци-

пов и критериев. 

Развитие  открытых  горных  работ  по  добыче  высокоценных  твердых  полезных  ископаемых  дает 

возможность сделать вывод о применимости сложившихся двух методов определения количественных и 

качественных показателей выемки руд потерь и разубоживания - прямого и косвенного [1, 2, 3, 4]. 

Открытая  разработка  крутопадающих  месторождений  характеризуется  нестабильными  теку-

щими объемами вскрыши, которые в ряде случаев могут превышать среднеэксплуатационный коэф-

фициент вскрыши на 40 — 50%, и необходимостью их регулирования. Технологии и способы регу-

лирования  могут  быть  различными.  Известны  такие  способы,  как  изменение  ширины  рабочей  пло-

щадки, регулирование интенсивности ведения горных работ на участках рабочих бортов Житикарин-

ского карьера, применение системы разработки с поперечными заходками, а также способы, характе-

ризующиеся оставлением в рабочей зоне Житикаринского карьера участков нерабочего борта. 

Основные  части  проекта  открытой  разработки  месторождения,  которые  определяют  режим 

горных  работ  и  при  регулировании  эксплуатационного  коэффициента  вскрыши  остаются  неизмен-

ными: глубина Житикаринского карьера и его граничный контур, схема вскрытия карьерного поля и 

система разработки, производительность Житикаринского карьера по полезному ископаемому, поря-

док разработки месторождения и направление углубки горных работ. Регулирование вскрышных ра-

бот при условии, что все эти элементы определены или заданы, остается возможным лишь при изме-

нении угла наклона рабочего борта (или, как отмечалось ранее, ширины рабочей площадки), формы 

рабочего борта (ломаный профиль борта с оставленными нерабочего борта и при оставлении в рабо-

чей зоне Житикаринского карьера целиков нерабочего борта [5, 6]. 

Выбор  технологии  регулирования  текущих  объемов  вскрыши  обусловливается  получением 

максимальной  прибыли  от  работы  Житикаринского  карьера.  Динамику  текущих  объемов  вскрыши 

целесообразно  анализировать  с  использованием  графика  календарного  плана  горных  работ  B  =/{Т) 

или B =/(Н) в зависимости от решаемой задачи (Т и Н, соответственно, год работы Житикаринского 

карьера  и  глубина  разработки).  Применение  различных  технологий  регулирования  обеспечивает  со-

ответственно разные результаты динамики вскрышных объемов. Принятие конечного решения о спо-

собе стабилизации при проектировании карьеров осуществляется по методу сравнения вариантов из-

менения вскрышных объемов, а значит и сравнения показателей экономических эффектов разработки 

месторождения по каждому из этих вариантов. Это позволяет сделать вывод о том, что определение 

параметров  участков  нерабочего  борта  следует  начинать  с  приведения  календарного  плана  горных 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

163 

 

работ  к  оптимальному  виду,  т.е.  с  получения  некоторой  последовательности  вскрышных  объемов, 

обеспечивающей  максимальный  экономический  эффект.  Поиск  такого  решения  предлагается  осу-

ществлять  с  помощью  метода,  основанного  на использовании  графика  минимальных  текущих  объе-

мов вскрыши [1]. который заключается в трансформации исходного графика У(/) = Y, характеризую-

щего залегание полезного ископаемого, форму конечного контура Житикаринского карьера, систему 

разработки  месторождения,  направления  развития горных  работ  и  ряда  других  особенностей  Жити-

каринского  карьера,  влияющих  на  форму  и  возможности  усреднения  графика  текущих  вскрышных 

объемов. 

Эффективность определения параметров нерабочего борта при помощи найденного рациональ-

ного  графика  изменения  вскрышных  объемов  отмечается  также  в  работе  [2],  где  авторы  отмечают 

целесообразность разработки месторождения с эксплуатационным коэффициентом вскрыши, равным 

среднеэксплуатационному в контурах Житикаринского карьера или по возможности близким к нему. 

Метод определения параметров нерабочего борта состоит в выделении первоочередного контура Жи-

тикаринского карьера. Период достижения горными работами его границ по поверхности приходится 

на момент выхода на эксплуатационную мощность, а борта промежуточного первоочередного Жити-

каринского карьера являются нерабочими. К недостаткам данного метода можно отнести то, что рас-

четы  параметров  нерабочего  борта  осуществляются  при  помощи  поперечных  разрезов  Житикарин-

ского карьера, которые не позволяют определить размещение участка нерабочего борта в карьерном 

пространстве и изменение его параметров по мере понижения горных работ. Для учета этих характе-

ристик необходимо использовать по гарнизонные планы месторождения. Взаимосвязь динамик рабо-

чей  зоны  Житикаринского  карьера  и  параметров  нерабочего  борта  определяет  количество  текущих 

вскрышных объемов. 

                

                   а)                               б)                             в)                                   г) 

 

а-вдоль контура; б-в торце карьера; вв абочей зоне; г-комбинированный; 

Рис. 1. Основные схемы расположения на Житикаринском карьере 

 

Динамика параметров нерабочего борта определяется в зависимости от его пространственного 

размещения. В этом  случае основным изменяющимся параметром является  длина временного борта 

по мере понижения горных работ. Основными схемами рационального размещения нерабочего борта 

являются  [2]:  вдоль  висячего  (лежачего)  контура  Житикаринского  карьера,  в  торце  контура  залежи, 

на участке контура залежи (зональный), комбинированный нерабочего борта (рисунок 1). 

При случае размещения вдоль висячего (лежачего) контура Житикаринского карьера нерабоче-

го  борта  ограничивается  лишь  конечным  контуром  (его  торцевыми  частями).  Следовательно,  вре-

менный  борт  не  контактирует  с  рабочей  зоной.  динамика  длины нерабочего  борта  в  этом  случае  на 

каждом горизонте отличается характерным понижением (рисунок 2, а). Однако суммарная длина не-

активного фронта горных работ, приходящаяся на временный борт, с понижением горных работ воз-

растает  по  кривой, показанной  на  рисунок  2,  б.  Аналогичная  ситуация наблюдается  и  при размеще-

нии временного борта в торце Житикаринского карьера. в случае оставления зонального нерабочего 

борта  будет  наблюдаться  несколько  иная  ситуация.  Длина  нерабочего  борта  на  каждом  отдельном 

горизонте будет возрастать. Для примера на рисунок 2, в показано изменение длины временного бор-

 

●

 Технические науки 

 

164                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

та на горизонтах при изменении угла нерабочего борта в его торцевых частях соответствует. На ри-

сунок 3 показана схема процесса формирования нерабочего борта при изменении угла наклона торца 

борта на участках в контакте с рабочей зоной Житикаринского карьера, где динамика общей длины 

нерабочего борта в этом случае также будет иметь иной характер (см. рисунок 2, г). 

 

S` 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Динамика параметров нерабочего борта  

Житикаринского карьере 

 

Таким  образом,  можно  сделать  вывод,  что  формирование  нерабочего  борта  в  торцах  Житикарин-

ского карьера весьма жестко ограничивает текущие объемы вскрыши при разработке, так как не позволя-

ет их уменьшить или увеличить. Следовательно, при определении параметров нерабочего борта необхо-

димо  учитывать  взаимосвязь  параметров  рабочей  зоны  Житикаринского  карьера  и  нерабочей  зоны,  а 

также их динамику. Для определения параметров временных бортов с учетом данной взаимосвязи пред-

лагается метод, учитывающий динамику рабочей зоны Житикаринского карьера, суть которого состоит в 

управлении  активной  и неактивной  рабочей  зоной  Житикаринского  карьера.  Формирование  нерабочего 

борта — это переход в определенный момент времени части рабочего фронта горных работ на горизонте 

и по карьеру в целом во нерабочий фронт. На рисунок 4 показан график изменения объемов горной массы 

в зависимости от этапа отработки при условии постоянной скорости углубки и продвежения забоя с мак-

симальным углом наклона рабочего  борта, а также график изменения соответствующей  общекарьерной 

длины  активного  фронта  работ.  Таким  образом,  зная  производительность,  можно  задавать  суммарную 

длину фронта работ на каждом горизонте разработки, а также управлять этим параметром для обеспече-

ния равномерных текущих объемов вскрыши. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Процесс формирования нерабочего  борта при изменении угла наклона борта  

 

- А

 

в 

0 

 

 

б 

0 

 

 

г 

0 

 

 

а 

0 

 

 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

165 

 

Определяем календарный план вскрышных горных работ и значение среднеэксплуатационного 

коэффициента вскрыши по методу, представленному в работе [2]. На плане первого горизонта в мо-

мент  времени,  когда  карьер  станет  работать  со  среднеэксплуатационным  коэффициентом  вскрыши, 

отмечаются  контуры  этого  промежуточного  этапа.  В  следующий  момент  времени  длина  контура  и 

текущие объемы вскрыши должны возрастать, однако, определяя необходимую разницу сокращения 

длины активного фронта работ, т. е. переводя эту часть из активного фронта во неактивный (участок 

нерабочего борта). возможно поддерживать производительность Житикаринского карьера на необхо-

димом ранее запланированном уровне. 

Для определения параметров нерабочего борта необходимо учитывать не только высоту борта 

в плане, но и его размещение в карьерном пространстве, а также динамику параметров самого борта 

и их взаимосвязь с параметрами рабочей зоны Житикаринского карьера, что оказывает существенное 

влияние  на  текущие  объемы  вскрыши  и  создает  предпосылки  к  увеличению  эффективности  разра-

ботки месторождения. 

 

 

 

-согласно горной массе;   -длина рабочего фронта работ; 

Рис. 4. График зависимости объемов вскрыши и длины фронта горных работ от периода разработки,  

построенный для Житикаринского карьера 

 

REFERENCES 

[1] 1.Lomonosov G.G. Formirovanie kachestva rudy pri otkrytoi dobyche. Nedra, - M., 1975. 

[2] 2.Yumatov B.P., Baikov  B.N., Smirnov B.P. Otktytoya razrabotka slojnostrukturnyh mestorogdeny tsvet-

nyh metalov. Nedra, - M., 1973. 

[3] 3.Fnistratov Yu. I. Tehnologiy otkrytoi dobyche rud redkih i radioaktibnyh metallob. Nedra, - M., 1988. 

[4] 4.Sprabochnik «Otkrytye gornye raboty», Gornoe byuro. M., 1994. 

[5] 5.Karavanov M.Yu. Avtomatizirovannye sistemy nabiratsii i upravlenie gornotransportnym oborudovaniem 

promyiktyyjcnm №3, 1996.  

[6] 6.Arsentyev  A.I.  Proektirovanie  gornyh  rabot  pri  otkrytoi  razrabotke  mestorojdeniy  /  A.I.Arsentyev, 

G.A.Holodnykov. – M.: Nedra, 1994. 

[7] 7.Otkrytye  gornye  rabot.  Zpravochnik  /  K.N.  Trubetskoi,  M.G.  Potapov,  K.E.Vinnitskii,  N.N.Melnikov  i 

dr. – M.: Gornoe byuro, 1994. – 590 s. il. 

[8] 8.B.R.  RakisheB,  S.K.  Moldabae  B  Typication  of  the  Mining  Tchnological  Complexes  at  the  Quarries  // 

12th International Symposium Continuous Surface Mining, Aachen, Germany, 2014. - P.83-90.  

[9] 9.  Rakishev  B.R.  Klassifikatsya  tehnologicheskih  kompleksov  otkrytyh  gornyh  rabot  //  Gornyi  infor-

matsionno-analiticheckiy byulleten. – 2014. – vyp. №1. – C. 300-304. 

[10] 

B.R.Rakishev,  A.S.Kovrov,  A.Kozhantov,  K.Seituly.  Problemy  opolznei  na  karerah  /  Forum 

gornykov  –  2015:  Mater.  Mejd.  Konf.  (g.Dnepropersk,  30  sentybry  –  2  oktybry  2015g.)  –  Dnepropetrovsk:  GVUZ 

«NGU», 2015. – T.1. – C.56-62.   

 

 

 

●

 Технические науки 

 

166                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

Кожантов А., Куттыбаев А.Е., Кайнбаев М.А., Казангапов А.Е. 

Жетіқара карьеріндегі жұмыс жасамайтын жағдауының оңтайлы параметрлерін анықтау. 

Түйіндеме.  Жітіқара  карьеріндегі  жұмыс  істемей  тұрған  беткейдін  параметрімен  жұмыс  істемейтің  ай-

мақтардың параметрлерін және динамикаларын анықтау кезінде өз ара байланыстарын табу. Осы өз ара байла-

нысты байдалана отырып жаңа тәсілмен Жітіқара карьеріндегі жұмыс аймақтын динамикасын есепке ала оты-

рып – жұмыс аймағының активті және активті еместігін басқару. Жұмыс істемейтің карьер беткейін құру үшін 

белгілі уақыт арасында белгілі деңгейжиекте және карьер бойынша жұмыс істемейтін жұмыс шебтеріне ауыс-

тырылып жұмыс жүргізле береді. 

Түйіндеме сөздер: карьер, жұмыс істемейтін аймақ, динамика, жұмыс істемейтің карьер беткейі, жиек, 

тау массасы 

 

Kozhantov A., Kuttybaev A.E.,  Kainbaev М.А., Kazangapov A.E. 

Determination of parameters ratsoionalnyh dead board zhitikarinsky pit is. 

Summary. At determination of parameters of a non-working board it is necessary to consider interrelation of pa-

rameters of a working zone of the Zhitikarinsky pit and non-working zone, and also their dynamics. For determination 

of parameters of temporary boards taking into account this interrelation the method considering dynamics of a working 

zone of the Zhitikarinsky pit which essence consists in management of an actiBe and inactiBe working zone of the Zhi-

tikarinsky pit is offered. Formation of a non-working board — is transition at a giBen time parts of the working front of 

mining operations on the horizon and on career in general to the non-working front. 

Key words: pit, non-working zone, dynamics, board, horizon, mountain weight. 

 

 

 

УДК 631.276 (045) 

 

Н.У. Исагалиев, М.М. Чажабаева  

(Каспийский государственный университет технологий и инжиниринга  

им. Ш. Есенова, Актау, Республика Казахстан) 

 

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ - ВАЖНЫЙ РЕЗЕРВ ЭКОНОМИИ РЕСУРСОВ 

 

Аннотация. Приведены технико-экономические показатели восстановления деталей, дан анализ состоя-

ния их восстановления в Казахстане и за рубежом. Показаны перспективы восстановления. 

Ключевые слова: деталь, восстановление, изнашивание, упрочняющие технологии. 

 

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только созданием новых матери-

алов улучшением конструкций машин, но и совершенствованием уже известных и разработка новых 

технологических процессов получения деталей машин. 

Отличительной  особенностью  машиностроения  от  других  областей  является  большая  номен-

клатура  эксплуатируемого  механического  оборудования.  Поэтому  необходимо  иметь  набор  методов 

ремонта эксплуатируемого оборудования. 

Все методы ремонта условно можно разделить на два вида: связанные с технологией ремонта, и 

организацией  ремонта.  Оба  метода  взаимосвязаны  и  дополняют  друг  друга.  Технология  ремонта 

включает следующие процессы: демонтаж крупногабаритных агрегатов, узлов, металлоконструкций; 

разборка; очистка и мойка; дефектировка; восстановление деталей; сборка; наладка; испытание обо-

рудования после ремонта. 

Независимо от типа оборудования все многообразие деталей можно классифицировать. В соот-

ветствии с классификатором ЕСКД все детали можно разделить на группы по функциональному при-

знаку: валы, оси, зубчатые колеса, цилиндры, штоки, рычаги, корпусные детали, пружины, крепеж и 

т. д. В каждой группе можно выделить подгруппы по размерам, материалам, из которого изготовлена 

деталь, по виду термообработки, по видам повреждений, полученных в процессе работы детали. Та-

кая классификация позволяет подобрать для каждой подгруппы наиболее прогрессивную технологию 

восстановления  деталей.  Многочисленными  исследованиями  и  практикой  восстановления  деталей 

установлено, что современные технологии ремонта позволяют восстановить утраченный ресурс. Се-

бестоимость ремонта детали не превосходит стоимость новой (составляет 20-50 % от нее). 

Любая  машина  состоит  из  узлов  и  агрегатов.  В  свою  очередь,  узлы  и  агрегаты  состоят  из  со-

пряжений (соединений), выполняющие определенные заданные конструктором 

перемещения,   пе-

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

167 

 

редачу  усилий,  крутящего  момента  и  т.д.  Сопряжения  деталей  выполнены  согласно  действующих 

допускам и посадкам, обеспечивая или взаимное перемещение или прессовую посадку. 

Действующие  силы  в  сопряжении  вызывают  деформацию  микронеровностей,  абразивные  ча-

стицы  вызывают  износ  контактирующих  поверхностей.  Интенсивность  изнашивания  сопряжений 

зависит  от  условий  эксплуатации,  связанных  с  заменой  масла,  фильтра,  регулировок  и.  конечно,  от 

материала сопряжений, от термообработки, механической обработки. 

Износ  деталей  связан  с  изменением  геометрической  формы и номинальных  размеров.  В  боль-

шинстве случаев такие детали могут быть восстановлены. 

Восстанавливают тремя основными способами: 

1. Способ индивидуальной подгонки: заключается в том, что из двух сопряженных деталей од-

на деталь подвергается механической обработке, другая заменяется на новую, или на ее поверхности 

наращивается слой метала, который обрабатывается потом под размеры первой части. Метод дорого-

стоящий и применятся в редких случаях. 

2.  Способ  стандрт.  ремонтир.  размеров:  предусматривает  механическую  обработку  дорогосто-

ящие детали под определенный установленный размер. При этом более дешевая деталь изготавлива-

ется заново под этот же установленный размер, а затем без подгонки устанавливается в сопряжении. 

В  данном  способе  существуют  несколько  ремонтных  размеров.  Последний  ремонтный  размер  уста-

навливают из расчета прочности дорогой детали. 

3.  Способ  восстановления  первоначальных  размеров:  метод  позволяет  восстанавливать перво-

начальные размеры без замены самих деталей. Достигается это следующими способами: 

- наращивание метала электролитическим способом; 

- наплавление метала газопламенными или электродуговыми аппаратами; 

- пластической деформацией материалов деталей. 

К сожалению, еще не создана равнопрочная машина, в которой бы все сопряжения изнашива-

лись одинаково, т.е. за одинаковое время все достигли предельного состояния. В машине есть сопря-

жения, которые лимитируют ресурс машины. 

При наступлении предельного состояния машина выходит из эксплуатации и требует ремонта. 

При ремонтных воздействиях возникает две ситуации. 

Первая предусматривает замену изношенного сопряжения на новые детали, а вторая ситуация 

предусматривает восстановление изношенной детали до номинальных размеров. 

Восстановление  деталей  -  это  комплекс  операций по  устранению  основных  дефектов,  обеспе-

чивающих  возобновление  работоспособности  и  параметров,  установленных  в  нормативно-

технической документации. 

Использование  восстановленных  деталей  для  устранения  неисправности  машины намного  эф-

фективнее, чем замена изношенной детали на новую. 

Действительно,  многолетний  опыт  восстановления  деталей  как  у  нас  в  стране,  так  и  за  рубе-

жом, доказал эффективность восстановления. 

Себестоимость восстановления деталей составляет 30-50% стоимости новых деталей. 

Вот несколько примеров. 

Новый коленчатый вал двигателя ЯМЭ-238НБ стоит 390 тыс. тенге, на ремонтном предприятии 

этот коленчатый вал восстанавливают электродуговой металлизацией за 50-60 тыс. тенге. 

Техническая сторона работ по восстановлению состоит в обеспечении высокого качества дета-

лей,  необходимого  для  улучшения  показателей  надежности  отремонтированных агрегатов  и  машин. 

Для  этого  надо  восстановить  геометрические  параметры  корпусных  и  базовых  деталей  блоков  ци-

линдров, коленчатых и распределительных валов, шатунов двигателей, корпусов трансмиссии, дета-

лей ходовой части шасси. Исследования показали, что в выбракованных машинах годных деталей для 

эксплуатации без ремонта до 45%, подлежащих восстановлению до 50%, и только 5-9% не подлежат 

восстановлению. 

Износы деталей машин колеблются в широком диапазоне от 0,01 до 10 мм. Наибольшее число 

деталей  (около  83%)  имеют  износ  до  0,6  мм.  Из  них  до  0,1  мм  -  52%;  до  0,2  мм  -  12%;  до  0,3  мм  - 

10%; до 0,5 мм - 5% и до 0,6 мм - 3%. 

Таким  образом,  при  восстановлении  необходимо  нанести  слой  металла,  компенсирующий  из-

нос до 6 мм. а чаще всего - до износа 0,1 мм с припуском на мехобработку. 

 

 

 

●

 Технические науки 

 

168                                                                                            

№2 2016 Вестник КазНИТУ

 

 

Следует  обратить  внимание  на  то,  что  по  сравнению  с  изготовлением  новых  запасных  частей 

количество операций обработки при восстановлении сокращается в 3-8 раз. Создание производств по 

восстановлению  требует  в  2-2,5  раза  меньше  капитальных  вложений  по  сравнению  с  аналогичными 

предприятиями  по  изготовлению  запасных  частей.  Важное  преимущество  восстановления  -  малая 

металлоемкость: для восстановления необходимо в 20-30 раз меньше металла, чем для изготовления 

новых  запасных  частей.  Восстановление  деталей,  как  правило,  исключает  экологически  разруши-

тельный  и  энергоемкий  металлургический  цикл  производства.  Только  путем  исключения  его  при 

восстановлении 1 т деталей из стали можно экономить180 кВт/ч электроэнергии, 0,8 т угля, 0,5 т из-

вестняка, 175 м природного газа. 

В  условиях  бездефицитной  экономики  ведущих  стран  Запада  и  Японии  технический  сервис  в 

большей  мере  ориентируется  на  ресурсосберегающие  технологии  восстановления  деталей,  которые 

приносят меньший вред среде обитания. 

Восстанавливать деталей нужно, потому что это экономически выгодно. Так, в Японии за счет 

восстановления изношенных деталей удовлетворяют до 40% потребности в запасных частях. В США, 

Германии, Австрии - 30-35%.  

Однако, в Казахстане  этот показатель за последние годы резко снизился (табл. 1). 

 

Таблица 1. Динамика изменения объемов восстановления деталей для сельскохозяйствен-

ной техники, % 

 

Показатели 

1985 

г.

 

1986 

г.

 

2000 

г.

 

2005 

г.

 

2014 

г.

 

Отношение объема к объему восстановления  в 1985 г. 

100 

81,2 

45,0 

52,0 

48,0 

Доля  восстановленных  деталей  в  общем  объеме  поставки  запас-

ных частей 

17,8 

19,6 

6,9 

8,0 

7,2 

 

Снижение  объемов  восстановления  деталей  связано  с  развалом  сети  специализированных  ре-

монтных предприятий в регионах. 

В  соответствии  с  модернизацией  инженерно-  технической  сферы  машиностроения,  к  2020  г. 

объемы восстановления необходимо увеличить до 15-20 млрд. тенге, что составит 25-30% от постав-

ки новых запасных частей (табл. 2). 

 

Таблица 2. Перспективы восстановления деталей машин в машиностроении 

 

Показатели 

1998 г. 

2000 г.  2005 г. 

2010 г.  2020 г. 

Объем  восстановленных  деталей  на  предприятиях  машиностро-

ения, млн. тн 

213 

639 

650 

2500 

6500 

Экономия металла, тыс. т 

425 

1270 

1300 

2500 

8500 

Себестоимость восстановленных деталей. % 

25-45 от себестоимости новых деталей 

Ресурс деталей, %: 

 

- восстановленных 

85-95 

- восстановленных с использованием упрочняющих технологий. 

% 

120-160 

Удельный вес восстановленных деталей, % 

7 8 

8 

12 

25 

 

Для повышения технологического уровня и увеличения объемов восстановления деталей в Рос-

сии необходимо развивать два приоритетных направления: 

- первое  -  модернизация  специализированных  мастерских  и  заводов  по  ремонту  машин,  где 

должны получить развитие методы восстановления, в первую  очередь, корпусных деталей, опорных 

поверхностей под подшипники с применением технологий электроконтактной приварки ленты, плаз-

менной наплавки металлополимеров и др.; 

- второе - создание  специализированных центров по сбору и восстановлению изношенных де-

талей, обеспеченных всеми современными технологиями восстановления и упрочнения деталей. 

При развитии производств по восстановлению деталей произойдет некоторое перераспределе-

ние  объемов  работ  между  существующими  методами  восстановления.  Уменьшатся  объемы  восста-

новления деталей за счет электродуговой наплавки. 

 

●

 Техникалық ғылымдар 

 

ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016                                          

169 

 

Более  интенсивно  должны  развиваться  и  внедряться  в  ремонтное  производство  экологически 

чистые  методы,  например,  метод  электроконтактной  приварки  ленты,  который  имеет  большие  пре-

имущества  перед  наплавкой,  электроискровые  методы,  нанотехнологии.  Должны  получить  развитие 

плазменная наплавка, электродуговая металлизация, восстановление узлов с использованием деталей 

ремонтных размеров. 

 

ЛИТЕРАТУРА 

[1] Черноиванов В.И. Организация и технология восстановления деталей машин.- М., 1989. 366 с. 

[2] Воловик Е.А. Оправочник по восстановлению деталей. М., 1981. 351 с 

[3]  Андрейкив  А.Е.,  Чернец  М.В.  Оценка  контактного  взаимодействия  трущихся  деталей  машин.  Киев, 

Наукова думка, 1991, 154 с.  

 

Исагалиев Н.У., Чажабаева М.М. 

Бөлшектерді қалпына келтіру-ресурстарды үнемдеудегі  маңызды резерв 

Түйіндеме.  Бөлшектерді  қалпына  келтірудің  техника-экономикалық  көрсеткіштері  келтірілген,    Қазақ-

станда және шетелдердегі жай бөлшектерді қалпына келтіруге талдау жасалған,  қалпына келтірудің  перспек-

тивасы көрсетілген.  

Түйінді сөздер: бөлшек, қалпына келтіру, тозу, нығайту технологиясы. 

 

Issagaliyev N.U., Chazhabayeva M.M. 

жүктеу/скачать 51,43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: