автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Совершенствование технологии изготовления станков для бурения скважин в угольных шахтах

На правах рукописи

Гергал Ирина Николаевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАНКОВ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ

Специальность 05.05.06 - "Горные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кемерово 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Скорняков Николай Михайлович Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор Герике Борис Людвигович кандидат технических наук, доцент Щербаков Юрий Спиридоиович

Ведущая организация: ОАО «Анжеромаш»

Защита состоится 29 апреля 2004 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет», по адресу: 650026, г. Кемерово ул. Весенняя, 28 Факс: (3842) 36-16-87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет».

Автореферат разослан ' ' /Г» 004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Каширских В.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Решение задач технического перевооружения угольных шахт неразрывно связано с дальнейшим развитием и совершенствованием буровой техники. Большой объем бурения скважин, непосредственное влияние на темпы добычи угля и высокая трудоемкость бурения ставят проблемы совершенствования буровой техники в ряд приоритетных.

Одной из главных причин невысоких технико-экономических показателей буровых работ в угольных шахтах является низкий технический уровень применяемого бурового оборудования. Техническая политика при создании новых буровых станков долгое время была ориентирована лишь на дальнейшую модернизацию уже имеющихся конструкций без существенных качественных изменений. Не подвергалась совершенствованию и технология производства буровых станков. В итоге существующий в настоящее время на шахтах парк буровых станков морально и физически устарел, что существенно сказывается на общей эффективности подземной добычи угля. Эволюционное развитие буровой техники в направлении повышения ее энерговооруженности не приводит к адекватному увеличению производительности бурения. Это обусловлено отсутствием рациональной сбалансированности параметров самого бурового станка. Нарушение оптимального соответствия мощности приводов станка и его массы, длины штанги и габаритов существенно влияют на эксплуатационные качества буровых станков. При этом, как показывает практика создания буровых станков типа БГА, только конструкторские решения не дают ощутимого повышения технического уровня без совершенствования технологических процессов их изготовления.

Изложенное свидетельствует об актуальности диссертационной работы.

Исследования выполнялись в рамках гранта Министерства образования РФ: «Разработка теоретических основ рабочих процессов и прогноз функциональных возможностей горных машин для широкого спектра условий эксплуатации» (шифр т 02-04.3-50) и программы Министерства образования РФ: «Приоритетные направления развития науки и техники», раздел 205 «Наземные транспортные средства», проект №205.03.01.029 «Исследование механики технологического наследования и разработка автоматизированных средств проектирования технологии упрочняющей обработки», 2001-2002г.; проект №205.03.01.047 «Разработка методик проектирования и контроля эффективных упрочняющих технологических процессов поверхностного пластического деформирования на базе принципов механики технологического наследования», 2003-2004 гг.

Цель работы - повышение технического уровня станков для бурения восстающих скважин большого диаметра в угольных шахтах на основе совершенствования технологии их производства.

Идея работы - снижение металлоемкости (массы) бурового станка за счет повышения механических характеристик его деталей путем создания более совершенной технологии их изготовления.

Задачи исследований. Для гтрти-ж-^ия поставленной цели решались сле-

дующие задачи:

РОС и ильная

Б*»' ' I £КА

200£РК

,)мург

1. Исследование эксплуатационных нагрузок на элементы привода вращения бурового станка и разработка методики расчета напряжений, действующих в опасных сечениях валов редуктора.

2. Моделирование напряженно-деформированного состояния и оценка свойств упрочненного поверхностного слоя и долговечности закаленных деталей при обработке поверхностным пластическим деформированием (ППД).

3. Разработка методического обеспечения и проведение экспериментальных исследований качества поверхностного слоя и металлоемкости закаленных деталей после упрочняющей обработки ППД.

4. Разработка технологических рекомендаций по комбинированному упрочнению и повышению технического уровня бурового станка БГА2М.

Методы исследований.

В процессе выполнения работы использовались разработанные методы комплексной оценки технического уровня бурового станка, моделирования, статистической обработки данных и построения статистических моделей, механических испытаний свойств конструкционных материалов, а также выполнялись аналитические, лабораторные и промышленные исследования.

Лабораторные исследования проводились на полноразмерных стендах с использованием современных средств измерения и регистрации параметров. Отдельные технические решения прошли апробацию в промышленных условиях, что обеспечило объективную их оценку.

Научные положения, выносимые на защиту:

аналитическая модель нагруженности привода вращения бурового станка, включающая динамические характеристики приводного электродвигателя, статическую и динамическую составляющие нагрузки бурового инструмента и переменную крутильную жесткость бурового става, обеспечивает получение значений амплитуды и частотного состава нагрузок с большой точностью;

закономерности изменения амплитуды и частотного состава нагрузок в приводе вращения бурового станка зависят от длины бурового става и характеризуются наличием в нем резонансных явлений; уточненная экспериментально-аналитическая модель, описывающая очаг-деформации при поверхностной пластической деформации, позволяет рассчитывать и управлять напряженно-деформированным состоянием поверхностного слоя деталей из закаленных материалов; закономерности формирования упрочненного поверхностного слоя при поверхностной пластической деформации деталей из закаленных материалов определяются накоплением деформаций и исчерпанием запаса пластичности металла и достигаются установленными режимами обработки.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций.

Научные положения, выводы и рекомендации обоснованы выбором представительных критериев, обусловливающих технический уровень бурового станка, достаточным объемом теоретических исследований, выполненных с применением апробированных методов математической статистики и теории множеств, плани-

рования и объемом лабораторных экспериментов, позволяющим делать выводы с доверительной вероятностью не ниже 95%, а также результатами апробации рекомендуемых устройств в производственных условиях.

Научная новизна диссертации заключается:

в разработке динамической модели нагруженности привода вращения бурового станка, отличающаяся включением динамических характеристик приводного электродвигателя, статической и динамической составляющих нагрузки бурового инструмента и переменную жесткость бурового става; в установлении закономерностей формирования нагрузок в приводе вращения бурового станка, обеспечивающих повышение точности расчетов конструктивных параметров и прочностных характеристик его элементов; в разработке экспериментально-аналитической модели напряженно-деформированного состояния очага деформации при ППД впервые для закаленных деталей, учитывающей пластическое течение металла, что обеспечивает высокое качество поверхностного слоя деталей; в получении закономерностей накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности металла поверхностного слоя, позволяющих повысить статическую прочность и увеличить долговечность деталей.

Личный вклад заключается:

в уточнении динамической нагруженности привода вращения бурового станка;

в определении закономерностей формирования нагрузок в приводе вращения бурового станка;

в получении закономерностей формирования поверхностного слоя деталей из закаленных материалов;

в разработке технологических рекомендаций, позволяющих повысить эксплуатационные свойства деталей.

Практическое значение работы заключается:

в результатах экспериментальных исследований свойств упрочненного поверхностного слоя после обработки ППД деталей из закаленных материалов;

в результатах расчетов прочности в условиях статического и циклического усталостного нагружения валов редуктора;

в результатах расчетов циклической долговечности валов редуктора после выполнения комбинированного упрочнения закалкой и ППД; в рекомендациях по снижению металлоемкости деталей и повышению технического уровня бурового станка.

Практическая значимость работы подтверждается и тем, что ряд научных положений, выводов и рекомендаций реализуется при создании и совершенствовании буровых станков.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Разработанные методики, конструктивные решения и рекомендации в полном объеме используются ОАО «Апжеромат», являющимся основным разработчиком и изготовителем буровых станков для бурения восстающих скважин большого диаметра в угольпых шахтах. Основные результаты данной работы реализованы в

буровых станках нового поколения БГА2М02, ЛБС-5 и Б45-120. Результаты исследований включены в рабочие программы учебных курсов "Горные машины и комплексы", "Гидравлика и гидропривод горных машин" и "Промышленные роботы" для студентов специальности 1701 "Горные машины и оборудование".

Апробация работы. Работа и ее отдельные части докладывались и получили одобрение на практических конференциях по повышению качества продукции АО «Анжеромаш» (Анжеро-Судженск, 2001-2003 гг.); ежегодных научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (Кемерово, 2000-2003 гг.), региональном семинаре "Инновационный менеджмент для малых предприятий и консультантов". Проект Минпромнауки "Интех в Кузбассе", г. Кемерово, 2002 г., всероссийской научно-практической конференции "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении" (г.Томск, 2003 г.).

Публикации.

По теме работы опубликовано 5 работ.

Объем работы.

Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 97 наименований, и 1 приложения, выполненных одной книгой. Работа содержит 245 страниц, в том числе 121 страницу основного текста, 104 рисунка, 29 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе показано, что большие объемы бурения скважин в угольных шахтах, непосредственное влияние на темпы подземной угледобычи и высокая трудоемкость бурения обусловливают постоянное ведение широкомасштабных работ по совершенствованию буровой техники. Значительный вклад в развитие теории и техники бурения скважин внесли В.Г. Михайлов, И.А. Остроушко, В.В. Царицын, О.Д. Алимов, Б.Н. Кутузов, В.Т. Загороднюк, Н.Г. Петров, С.С. Смородин, Л.И. Кантович, Б.А. Катанов, И.Э. Наримский, В.Г. Горбунов, A.A. Алейников, В.Е. Тарасенко, JI.T. Дворников, В.А. Перетолчин, С.Г. Зарицкий, Д.М. Крапивин, Ю.Е. Воронов и др.

Большой вклад в совершенствование техники для бурения скважин большого диаметра в Кузбассе внес М.С. Сафохин. Теоретические и экспериментальные исследования, выполненные за период с 1956 по 1973 год, определили развитие бурового инструмента и станков типа БГА на последующие десятилетия. Им создана школа исследователей буровой техники, в которую входят: Г.А. Мартынов, В П. Дубровский, В.И.Великанов, В.П.Акулов, И-Д.Богомолов, Л.Е. Маметъев, Н.М.Скорняков, А.М.Цехин, В.И.Петров, К.В. Начев, Ю.С.Щербаков, A.B. Дю-ков. Их усилиями разработаны и нашли практическую реализацию разнообразные по типу режущего инструмента (резцы, дисковые и зубчатые шарошки) конструкции бурового инструмента на большой диапазон диаметров скважин (от 300 до 500 мм), для бурения скважин, как по углю, так и по породе.

Вопросы совершенствования конструкции бурового станка типа БГА рассмотрены в работах М.С. Сафохина, Г.А. Мартынова, ВЛ.Акулова и Н.М.Скорнякова.

Анализ технического уровня буровых станков, выполненный по методике Н.М.Скорнякова, показывает, что только у пяти станков из пятнадцати обобщенный показатель технического уровня выше 0,7. Однако предлагаемые конструк-

торские решения не в полной мере снимают остроту проблемы в части снижения массы станка.

Основными причинами данной ситуации являются:

несоответствие принимаемых по стандартным методикам расчетных нагрузок в приводах вращения и подачи буровых станков действительным их значениям;

несовершенство технологии изготовления элементов конструкции буровых станков.

Это обусловило необходимость осуществить детальный анализ конструкции и определить более точно величину и характер эксплуатационных нагрузок, действующих на элементы привода вращеиия бурового станка, а также произвести поиск технологических решений по снижению металлоемкости (массы) его деталей.

Работоспособность деталей определяется набором эксплуатационных свойс1в, которые зависят от качества поверхностного слоя. Качество поверхностного слоя, в свою очередь, формируется различными технологическими методами на протяжении всего технологического процесса. Накопленные свойства оказывают решающее влияние на эксплуатационные параметры деталей машин. Экономия металла достигается при использовании технологических методов упрочнения, современных представлений о физико-механических процессах деформации и разрушения материалов, что способствует повышению ресурсных характеристик машины. Поверхностное пластическое деформирование (ППД) обеспечивает высокие показатели качества поверхностного слоя и, соответственно, высокие показатели надежности и долговечности деталей машин.

Наилучшего результата можно достичь при использовании комбинированного упрочнения деталей. Выполнение поверхностной термической или химико-термической обработки с последующим поверхностным пластическим деформированием позволяет сохранить положительные свойства термообработки с одновременным снижением шероховатости, увеличением пределов прочности и текучести, а также усталостной прочности за счет создания сжимающих остаточных напряжений в поверхностном слое деталей. Выбор комбинированного поверхностного упрочнения зависит от вида эксплуатационной нагрузки и определяется экономическими соображениями. В свою очередь, это требует разработки моделей нагружения исполнительного органа бурового станка в процессе эксплуатации и расчета напряжений, действующих па валы редуктора.

Снижение металлоемкости деталей бурового с ганка БГА2М технологическими методами возможно на основе решения задачи механики ППД закаленных материалов и расчета на ее основе накопленных свойств поверхностного слоя. Полученные значения накопленных свойств должны быть положены в основу расчетов статической и циклической прочности, а также долговечности в условиях приложения реальных эксплуатационных нагрузок.

Во второй главе устанавливаются закономерности формирования нагрузки в приводе вращения бурового станка и приведены исследования формирования параметров поверхностного слоя при ППД закалешплх деталей.

Элементом, связывающим буровой инструмент с приводом вращения станка, является буровой став. Расчеты динамических параметров привода вращения бу-

рового станка показывают, что крутильная жесткость бурового става имеет незначительную величину (3,25 - 720,9 Нм/рад). Это в 10 и более раз меньше, чем у других элементов привода. Как следствие этого, буровой став оказывает существенное влияние на величину и характер эксплуатационных нагрузок. Исследования динамической модели «инструмент - став - привод» показали на наличие ярко выраженных резонансных явлений. Частота, на которой наступает резонанс, и величина усиления сигнала зависят от длины бурового става. На рис. 1 приведен график амплитудно-частотной характеристики при длине става, равной 30 м.

L= 30 м

J

О 100 200 300 Ю.с-1 Рис. 1. Амплитудно-частотная характеристика системы «инструмент - став - привод» Резонансная частота описывается зависимостью сорет=949,116Ь"0'5454, а амплитуда резонанса - Ар«,= 230,ОЗЬ"0,5343.

Установлено, что дисперсия колебаний нагрузки имеет значительную величину. Максимальное значение дисперсии составляет 800000 (Нм)2 при длине бурового става, равной 15 м.

Проведенные выше исследования поведения бурового става обусловили необходимость выполнить более детальное изучение динамики работы привода вращения бурового станка в целом. В соответствии с кинематической схемой динамическая модель привода вращения станка представляется в виде, приведенном на рис. 2.

Рис. 2. Динамическая модель привода вращения бурового станка

Описание исследуемой системы представляет собой совокупность дифференциальных связей, образующих систему обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений в форме Коши.

Дифференциальные уравнения после подстановки динамических характеристик ( J,с, Ь ) имеют вид

Л°>1 _ 1

dt о,1787

[М^ - Му1 ~ 532,737(а)! -а>2)],

^- = 811250,9(eOj-w2);

dJ0f = WШ4 Iмyl - МУ2 -127,418(0,1864 o>2-co3)J-

= 782981,5(0,1864 ■6)2-&3)-,

-¿Г = 1,0496278 IM>'2 ~МуЗ-Ь3(0,2766 Щ~Сй4)],

156,39 <b3< 384,086 -,

MyJ =c3 (0,2766 a)3-0)4 )■ 247964,813 <c3 < 1487788,9 ; iJ* = оУ2[МуЗ-Му4-b4(oi4-(os)]- 6,827 <b4 < 148,03 ; M*t4 =c4(m4-cos)- 11234,44 <c4< 1685165,6; dC^=oj405(My4~Muo>

гдеМэд - крутящий момент электродвигателя; Мупругие моменты в валах; Мио- крутящий момент на буровом инструменте; fOj- угловые скорости вращения соответствующих элементов системы. Cj и с2 - коэффициенты крутильной жесткости соответственно 1-го и 2-го валов редуктора; С3 - коэффициент крутильной жесткости шлицевого вала редуктора; С4 - коэффициент крутильной жесткости бурового става; bj - коэффициенты диссипации энергии (вязкостного трения) в соответствующих частях системы.

Решение данной системы дифференциальных уравнений выполнялось методом Рунге - Кутта 4-го порядка с автоматическим выбором шага интегрирования в среде Delphi.

Исследовались пуск и работа привода без нагрузки, режим с номинальной нагрузкой при бурении скважины диаметром 500 мм по углю и режим стопорения привода при встрече непреодолимого препятствия.

На всех режимах работы наблюдаются незатухающие колебания скорости вращения и крутящего момента. При вступлении бурового инструмента в контакт с забоем скважины (наброс нагрузки) наблюдается резкий рост нагрузки, величина которой превышает статический крутящий момент (М^ =2630 Нм) в 2,3 раза. Далее амплитуда колебаний крутящего момента плавно снижается до значений, соответствующих динамической составляющей нагрузки МдНН.

На рис.3 приведены графики изменения крутящего момента электродвигателя Мэд и на первом валу редуктора вращателя бурового станка М|.

Амплитуда колебаний крутящего момента при набросе нагрузки зависит от длины бурового става и имеет максимальное значение 6800 Нм при длине бурового става L=33 м.

1 1,06 1,1 1,15 1,2 1,25 Т,с

Рис.3. Зависимости крутящего момента на входе в редуктор привода вращателя

при набросе нагрузки В практике бурения скважин по угольным пластам стопорение привода вращения бурового станка возникает при встрече бурового инструмента с породными прослойками большой крепости и включениями колчедана. Процесс стопорения привода имеет явно выраженный характер колебательной системы с очень медленным затуханием (за 35 и более секунд). Закономерности формирования максимальных нагрузок и их величина рассмотрены применительно ко второму валу редуктора, который в данной работе принят за объект совершенствования технологии его изготовления (рис. 4). Заброс крутящего момента в область отрицательных значений весьма велик, что буровой став закручиваясь накапливает значительный запас энергии. При таких больших отрицательных значениях крутящего момента допущения, принятые при составлении динамической модели становятся некорректными, т.к. вполне возможно раскрытие байонетного соединения бурового става с буровым замком, а также развинчивание резьбовых соединений буровых штанг. Поэтому в работе оценивались значения крутящего момента за время не более 0,3 с с момента стопорения.

0,1 0,2 0,3 0,4 т,с

Рис. 4. Изменения крутящих моментов в элементах привода вращения при его стопорении (длина бурового става Ь = 24 м) Максимальные значения крутящего момента на втором валу редуктора имеют место при коротком (<6 м) буровом ставе и достигают 6000 Нм. С увеличением длины бурового става максимальные значения крутящего момента плавно снижаются до 4000 Нм при Ь = 90 м.

Величина отрицательных значений крутящего момента мало зависит от длины бурового става, достигая М = -3100 Нм при Ь - 24 м.

Из приведенного исследования видно, что элементы привода вращения бурового станка находятся в весьма экстремальных условиях нагружения и при проектировании и расчете необходимо учитывать как максимальные значения кутящего момента, так и его циклический характер.

Феноменологический подход предполагает оценку накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности в очаге деформации и их влияния на эксплуатационные показатели деталей машин. По сути, речь идет о разработке представлений о долговечности и металлоемкости после выполнения комбинированного упрочнения с механических (феноменологических) позиций.

Задача в такой постановке решалась в следующей последовательности.

Моделирование напряженно-деформированного состояния при обработке ППД проводили на двух сериях образцов, имеющих диаметры, соответствующие диаметрам шеек вала №2 редуктора бурового станка БГА2М. В качестве модельного материала применяли сталь 40Х ГОСТ 4543-71, имеющую физико-механические свойства, сопоставимые со свойствами сталей 20Х2Н4А и 40ХН, из которых в производственных условиях изготавливают валы редуктора.

Образцы первой серии обрабатывались по заводской технологии без последующей термической обработки, а образцы второй серии дополнительно подвергались термической обработке. Образцы обеих серий в дальнейшем обрабатывали ППД роликовым инструментом диаметром = 95 мм с подачей в = 0,07 мм/об, частотой п = 10,5 с"1; профильный радиус ролика составлял Кпр = 2...2,5 мм, усилия обкатывания варьировались в пределах Р = 1...4 кН. На стадии установившегося процесса ППД производили быстрый отвод («отстрел») деформирующего инструмента - ролика от обрабатываемой поверхности детали.

Выполнялась запись профилограмм полученных очагов деформации с последующей обработкой этих профилограмм по специальному алгоритму. Для последующего моделирования и сравнительного анализа были выбраны образцы № 132 (первая серия, незакаленный) и № 131 (вторая серия, закаленный), обработанные по идентичным режимам.

Методом измерения твердости по Виккерсу были установлены параметры упрочнения поверхностного слоя, которые составили: глубина упрочнения Ь = 2,8 мм и Ь = 1,2 мм , степень упрочнения 5 = 0,24 и 8 = 0,14 для незакаленного и закаленного образцов соответственно. По геометрическим параметрам очага деформации, параметрам упрочнения и механическим свойствам (твердость, кривая течения и др.) были сформированы начальные и граничные свойства для решения задач по оценке напряженно-деформированного состояния.

Была составлена расчетная схема, в которой материал был принят упругопла-стическим, а решаемая задача соответствовала представлениям о плоском деформированном состоянии. Задача расчета напряженно-деформированного состояния решалась с использованием метода конечных элементов (МКЭ), где исходными данными являлись: модуль Юнга Е = 2 105 МПа, плотность материала р =7800 кг/м3, коэффициент Пуассона V = 0,3 и кривая течения материала.

В результате выполнения расчета в узлах МКЭ-модели были получены численные значения компонент напряжений ст„ сту, аг, оху, компонент относительных

деформаций е„ Еу, еху, интенсивность напряжений СГ| и интенсивность деформаций б! и другие. В дальнейшем полученные значения компонентов тензора напряжений и тензора деформаций в узлах конечно-элементной модели пересчитыва-лись в точки линий тока очага деформации. По специальному алгоритму и программе для ЭВМ производилось определение координат точек линий тока в очаге деформации и перерасчет полученных компонент НДС вдоль каждой из этих линий тока.

Расчет позволил определить интенсивность касательных напряжений Т, скорости деформаций , интенсивность скоростей деформаций сдвига Н, степень деформации сдвига Л за время деформирования среднее напряжение а в точках для условий плоской деформации, показатель схемы напряженного состояния П = а/Т, предельную степень деформации сдвига с помощью диаграммы пластичности по формуле Лр = 1,377ехр(-0,59П) и степень исчерпания запаса пластичности (СИЗП) по критерию Калпина-Филиппова

где П - показатель кривой деформационного упрочнения; (р0 - эмпирический коэффициент.

Анализ показал, что в условиях равных режимов обработки ППД:

- в незакаленном образце пластическая деформация локализуется в большем объеме очага деформации;

- интенсивность напряжений в очаге деформации закаленного образца примерно вдвое выше, чем незакаленного образца;

- среднее нормальное напряжение в очаге деформации закаленного образца также примерно вдвое выше, чем незакаленного образца;

- интенсивность деформаций в локальных зонах очага деформации у закаленного образца выше, чем у незакаленного.

В целом качественные картины соответствует современным представлениям о напряженно-деформированном состоянии очага деформации при ППД.

Расчет накопления степени деформации сдвига А и степени исчерпания запаса пластичности Ч* выполняли путем суммирования приростов ДЛ и ДЧ* вдоль линий тока в очаге пластической деформации (рис.5). Накопленная степень деформации < сдвига при ППД незакаленной стали вдоль 1-ой линии тока составила: в передней внеконтактной зоне Aj = 0,04, в контактной зоне Л2 = 0,03, и в задней внекон-тактной зоне Aj = 0,01, что составляет 50, 38 и 12 % от итогового значения со- , ответственно. Применительно к закаленному материалу накопленная степень деформации сдвига составила А1 = 0,01, Л2 = 0,01 и Aj = 0,025 или 40, 40 и 20 % от итогового значения соответственно. Распределение степени деформации сдвига и СИЗП по глубине упрочненного поверхностного слоя имеет ниспадаю-1ций характер, причем наибольшая часть деформации сдвига и СИЗП локализуется в поверхностном слое глубиной до 0,6 мм (рис. 6).

у.

мм

О

-0,5 -1 -1,5 -2 -2,5 -3

-3'5-6

1,

У

з //

-4 Д- X-

5 К_ -в-

-7- -8-

-в-

-2

Рис. 5. Схема очага деформации при ППД закаленного образца №131: цифрами показаны номера линий тока

h, мм

-0,8

-1,2 -1,8 -2,4 -3,0

Л131 / / Л132

/ ¥131 /

//

/ 7

/ /

-0,02 0,02 0,06 0,10 0,14 A.f Рис. 6. Распределение степени деформации сдвига и степени исчерпания запаса по глубине упрочненного поверхностного слоя: №131 - закаленный образец;

№132 - незакаленный образец;

Расчеты показали, что в результате обработки ППД незакаленного материала произошло увеличение предела текучести с 550 МПа до 650 МПа (на 18%), а для закаленного материала - с 800 МПА до1000 МПА (на 25%). Повышение предела прочности и предела выносливости составило 15 и 25% соответственно для незакаленной и закаленной сталей. Указанные значения механических свойств после обработки ППД были использованы в задачах прочностного расчета и задачах расчета циклической долговечности упрочненных деталей.

По специальному алгоритму, разработанному на кафедре «Технология машиностроения» КузГТУ В.Ю. Блюменштейном и A.A. Кречетовым, выполнялись расчеты циклической долговечности деталей после обработки по базовому технологическому процессу, и после обработки ППД.

Наиболее нагруженным узлом бурового станка является редуктор, предназначенный для передачи крутящего момента от электродвигателя к буровому замку. Анализ опыта эксплуатации показал, что деталью, лимитирующей долговечность редуктора в целом является вал-шестерня №2. В результате кинематических рас-

четов, расчетов опорных реакций и расчета прочности выявлено, что максимальные действующие моменты возникают в сечениях вала-шестерни на второй скорости.

В результате расчета установлено, что циклическая долговечность вала-шестерни после цианирования, закалки и ППД составляет 33500000 циклов. Так как полученная циклическая долговечность превосходит требуемую более чем в 7,5 раз, то можно уменьшить диаметры вала-шестерни при обеспечении требуемой циклической долговечности. Дальнейшие расчеты проводились при уменьшении диаметров на 10%, 20% и 30%. При этом сечение, в котором возникают максимальные напряжения (диаметр 65 мм), имеет диаметр 58,5 мм, 52 мм и 45,5 мм соответственно.

Показано, что применение обработки методами ППД цианированной и закаленной стали позволяет уменьшить металлоемкость вала-шестерни более чем в два раза при обеспечении требуемой циклической долговечности.

В третьей главе приведена программа экспериментальных исследований формирования качества поверхностного слоя упрочненных деталей, которая включала исследования закономерностей формирования очагов деформации при обработке ППД закаленных деталей, исследования взаимосвязей между режимами обработки, параметрами очага деформации, качеством и механическим состоянием поверхностного слоя деталей. При выполнении работы использовались конструкционные материалы, применяемые для изготовления валов редукторов приводов буровых машин. Цилиндрические образцы использовались для построения статистических зависимостей параметров качества поверхностного слоя и очагов деформации. При выполнении исследований использовались специальное однороликовое обкатное устройство, специальные устройства для фиксации очагов деформации, специальные устройства для записи очагов деформации, исследований упрочнения, шероховатости, остаточных напряжений и другие.

Математический аппарат, использованный при выполнении исследований, включал в себя положения математического анализа, теорию пластичности, теорию метода конечных элементов и другие. Разработана методика статистической обработки экспериментальных данных и построения статистических моделей исследуемого процесса ППД, которая позволяет получить эффективные и корректные оценки, используемые в дальнейшем для выполнения различных методов статистического анализа и построения эмпирических зависимостей. Расчеты выполнялись с применением специальных программ для ЭВМ, в том числе разработанных в процессе выполнения данного исследования.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований формирования качества поверхностного слоя деталей после комбинированной термической обработки и ППД, взаимосвязи параметров очага деформации с параметрами качества поверхностного слоя.

Экспериментами установлено, что среди элементов режима, определяющих формирование очага деформации, превалирующим является усилие обкатывания.

Анализ показал, что существуют общие, свойственные обработке ППД незакаленных и закаленных материалов, закономерности формирования очагов деформации. С ростом усилия обкатывания в пределах от Р = 1 кН до Р = 4,55 кН

происходит рост очагов деформации, как в высотном, так и осевом направлениях. Увеличение усилия обкатывания свыше Р = 2,5 кН при обработке образцов из незакаленных сталей, и свыше Р = 3,5 кН при обработке образцов из закаленных сталей приводит к более интенсивному росту размеров очагов деформации в высотном направлении. Кроме того, с ростом усилия обкатывания существенно возрастает кривизна передней внеконтактной поверхности перед деформирующим инструментом. Увеличение подачи деформирующего инструмента в пределах от в = 0,07 мм/об до Я = 0,26 мм/об приводит к снижению высотных и осевых размеров очага деформации. Частота вращения детали не оказывает существенного влияния на размеры очагов деформации. В целом полученные картины очагов деформации незакаленных и закаленных сталей полностью соответствуют современным представлениям о процессе поверхностного пластического деформирования.

Анализ полученных результатов показал, что обработка ППД образцов из закаленных сталей приводит к формированию очагов деформации, имеющих примерно вдвое меньшие численные значения высотных параметров, чем при обработке образцов из незакаленных сталей. В то же время осевые геометрические параметры на образцах из закаленных сталей сопоставимы по своим численным значениям с аналогичными параметрами на образцах из незакаленных сталей.

Исследованы взаимосвязи между геометрическими параметрами очагов деформации и получены закономерности, которые полностью соответствуют современным представлениям о ППД незакаленных сталей и свидетельствуют об устойчивости полученных зависимостей.

Для оценки влияния комбинированного упрочнения валов редуктора на статическую прочность и прочность при действии циклических нагрузок были проведены кинематические расчеты, расчеты статической прочности и коэффициентов запаса прочности по пределу текучести при изгибе и кручении, расчеты пределов выносливости и расчеты коэффициентов запаса прочности по пределу выносливости при изгибе и кручении.

Указанные расчеты выполнялись для всех валов редуктора, работающих на первой и второй скоростях, а также при обработке валов:

- по заводской технологии изготовления валов (закалка плюс цианирование) и в случае приложения номинальных и экстремальных периодических и апериодических нагрузок;

- после комбинированной обработки цианированием, закалкой и ППД в случае приложения номинальных апериодических нагрузок;

- после комбинированной обработки цианированием, закалкой и ППД в случае приложения экстремальных апериодических нагрузок.

При выполнении расчетов приняли, что предел выносливости материала детали после обкатывания роликом закаленных сталей увеличился на 25%, а предел текучести - на 10 % .

Отличительной особенностью расчетов являлось использование реальных значений действующих на каждый вал нагрузок. При этом сами нагрузки в виде изгибающих и крутящих моментов задавались (рассчитывались) исходя из получен-

ных аналитических решений. Расчеты показали, что наиболее нагруженным является вал №2 при его работе на второй скорости.

Анализ показал, что целесообразно выполнять прочностные расчеты исходя из нагрузок, действующих на буровом инструменте машины. Применение ППД после цианирования и закалки приводит к увеличению итоговых коэффициентов запаса по статической прочности в 1,2 раза и пределу выносливости в 1,27 раза. Таким образом, даже при действии реальных номинальных нагрузок на буровом инструменте, запасы прочности велики, что свидетельствует о завышенной металлоемкости валов редуктора. Применение комбинированного упрочнения валов редуктора привода бурового станка позволяет говорить о возможности: или повышения нагрузок на буровой инструмент при сохранении размеров валов редуктора; или снижения размеров валов при сохранении необходимых запасов прочности.

Рассмотрен второй вариант и оценена зависимость коэффициентов запаса прочности от массы детали - вала №2. Анализ результатов расчетов коэффициентов запаса прочности при снижении диаметров шеек вала №2 показал, что снижение диаметров на 10, 20 и 30% приводит к снижению массы вала на 21,04; 44,04 и 68,91 %; итоговые коэффициенты запаса статической прочности шеек вала снижаются примерно в 2 раза и составляют 49,895 ^ Я < 9,936; итоговые коэффициенты запаса прочности по пределу выносливости при совместном действии крутящего и изгибающего момента возрастают на 10-25% и составляют

Повышение прочностных характеристик деталей редуктора за счет предложенной в данной работе технологии позволяет (рис. 7):

- повысить энерговооруженность бурового станка путем установки электродвигателя вращателя большей мощности (22 или даже 30 кВт);

- снизить массу редуктора вращателя за счет уменьшения размеров его деталей.

Рис. 7. Диаграммы оценки технического уровня бурового станка по единичным показателям при уменьшении его массы на 10% и увеличении мощности привода

вращателя до 22 кВт

119,441 йп< 392,682.

^Кпс

Наибольший эффект достигается при комплексном подходе к использованию данных вариантов.

Обобщенный показатель технического уровня увеличивается с 0,818 до 0,9.

В работе произведен расчет эффективности инновационного проекта, предусматривающего внедрение новой технологии комбинированного упрочнения с применением ППД для валов редуктора привода бурового станка БГА2М. При выполнении расчетов учитывалось снижение массы вала на 30%, а также изменение структуры технологического процесса и уменьшения инвестиционных (капитальных) затрат на производство. Чистый приведенный доход при горизонте расчета 1 год составил 340000 руб.

Полные расчеты статической прочности и прочности в случае приложения циклических нагрузок приведены в приложении к диссертации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная задача по совершенствованию технологии изготовления деталей станков для бурения скважин в угольных шахтах, что позволяет снизить их массу с целью повышения технического уровня буровых станков.

Выполненный комплекс исследований позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Технический уровень буровых станков для добычи полезных ископаемых подземным способом не отвечает современным требованиям. По обобщенному показателю он не превышает 0,82. Наиболее весомыми параметрами, "определяющими технический уровень бурового станка, являются длина штанги и масса бурового станка.

2. Конструкторские мероприятия по повышению технического уровня бурового станка не в полной мере позволяют обеспечить снижение массы станка без совершенствования технологии изготовления его элементов. Наилучшего результата по экономии металла можно достичь при использовании комбинированного упрочнения деталей, включающего термическую или химико-термическую обработку с последующим поверхностным пластическим деформированием.

3. На величину и частотный состав нагрузки в приводе вращения бурового станка существенное влияние оказывает буровой став. Спектрограммы нагрузки показывают ярко выраженные резонансные явления, а частота и амплитуда резонанса зависят от длины бурового става. Элементы привода вращения находятся в экстремальных условиях нагружения (динамическая составляющая нагрузки достигает 55 % статической) и при проектировании и расчете необходимо учитывать как максимальные значения крутящего момента, так и его циклический характер.

4. Анализ накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности металла поверхностного слоя деталей показал, что в результате обработка цианиро-ванной и закаленной стали ППД даег возможность увеличить пределы текучести на 10% и выносливости на 25%, что позволит уменьшить металлоем-

кость деталей редуктора более чем в два раза при обеспечении требуемой циклической долговечности.

5. Анализ экспериментальных исследований показал, что имеет место полная идентичность зависимостей параметров очагов деформации и качества поверхностного слоя при обработке ППД, как незакаленных, так закаленных сталей. Это позволяет использовать имеющийся аппарат механики процесса ППД для закаленных сталей.

6. Несмотря на снижение массы наиболее нагруженного вала №2 на 30% после обработки ППД при действии реальных нагрузок итоговые коэффициенты запаса статической прочности шеек вала снижаются примерно в 2 раза и составляют 49,895 <П<* 9,936, а итоговые коэффициенты запаса прочности по пределу выносливости при совместном действии крутящего и изгибающего момента возрастают на 10-25% и составляют 119,441 <п< 392,682.

7. Оценка повышения технического уровня бурового станка показала, что разработанные новые технологические решения обеспечивают увеличение обобщенного показателя технического уровня бурового станка БГА2М с 0,82 до 0,91, подтверждая выполнение цели, поставленной в данной работе.

8. Экономический эффект, выполненный с применением современной методики инвестиционного проектирования, достигается как за счет снижения массы вала на 30%, так и за счет уменьшения инвестиционных (капитальных) затрат на производство. Чистый годовой приведенный доход при горизонте расчета 1 год составил около 340 000 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Гергал И.Н., Скорняков Н.М. Определение динамических параметров привода вращения бурового станка БГА2М // Вестник КузГТУ. - 2002. - № 6. - С. 24 -27.

2. Блюменштейн В.Ю., Антонов Ю.А., Гергал И.Н. Методика и устройства контроля геометрических параметров очага деформации при обкатывании и выглаживании деталей горных машин // Вестник КузГТУ. - 2001. — № 3. — С. 26 -27.

3. Блюменштейн В.Ю., Никитенко С.М., Гергал И.Н. Вузы региона - исшчник инноваций. Проблемы становления рыночных отношений в регионе/Межвуз. сб. науч. трудов. - Кемерово, 2002. - С. 28 -31.

4. Гергал И.Н. Технологическое обеспечение прочности и долговечности деталей редуктора бурового станка БГА2М. / В сб. тр. Всерос. науч.-практ. конф. "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении". - Томск: Изд-во ТИУ, 2003. - С.86 - 88.

5. Скорняков Н.М., Гергал И.Н. Исследование динамической нагруженности привода вращения бурового станка БГА2М // Вестник КузГТУ. - 2003. - № 6. -С.41-44.

I,

Подписано в печать

Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ

ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.

OSTO-f-O s.¿24

РНБ Русский фонд

2006-4 8707

О 5 ДПР7004

Содержание

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов 5 Введение

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В УГОЛЬНЫХ ШАХТАХ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ БУРОВЫХ СТАНКОВ

1.1. Назначение и объемы бурения скважин в угольных шахтах

1.2. Уровень развития средств механизации бурения скважин в угольных шахтах

1.3. Проблемы совершенствования конструкций буровых станков, соответствующих современным требованиям технологии ведения горных работ

1.4. Технологическое обеспечение долговечности элементов конструкции буровых станков и снижения их металлоемкости

1.4.1. Качество поверхностного слоя, долговечность и металлоемкость деталей редуктора привода буровой машины БГА2М

1.4.2. Влияние качества поверхностного слоя на эксплуатационные свойства деталей машин 41 Выводы

2. РАЗРАБОТКА АНАЛИТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ БУРОВОГО СТАНКА 52 2.1. Исследование эксплуатационных нагрузок на элементы привода вращения бурового станка

2.1.1. Установление вида нагрузки, действующей на детали редуктора

2.1.2. Исследование динамических характеристик привода вращения бурового станка

2.2. Моделирование напряженно-деформированного состояния и оценка свойств упрочненного поверхностного слоя после обработки 1111Д 75 2.2.1 .Постановка задачи

2.2.2. Результаты МКЭ-моделирования напряженно-деформированного состояния очага деформации

2.2.3. Аналитический расчет накопленных свойств поверхностного слоя

2.3. Аналитический расчет циклической долговечности деталей бурового станка 97 Выводы

3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 105 3.1. Планирование экспериментальных исследований

3.1.1 Общее построение экспериментальных исследований

3.1.2 Выбор материалов для исследования

3.1.3 Образцы и технологическая оснастка для исследований

3.1.4 Планы экспериментальных исследований

3.2 Методика записи и обработки профилограмм очагов деформации

3.3 Методика решения задач механики 1111Д методом конечных элементов (МКЭ)

3.4 Методика исследования качества поверхностного слоя

3.5 Методика статистической обработки экспериментальных данных и построения статистических моделей 130 Выводы

4 ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ГОРНЫХ МАШИН 133 4.1 Исследование влияния режимов обработки ППД на формирование очагов деформации

4.2 Исследование взаимосвязей между геометрическими параметрами очагов деформации

4.3 Исследование влияния режимов обработки ППД и параметров очага деформации на качество упрочненного поверхностного слоя

4.4 Анализ результатов расчетов статической прочности и прочности при действии циклических нагрузок

4.5 Анализ результатов расчетов коэффициентов запаса статической прочности при условии уменьшения диаметров шеек вала №2 на 10, 20 и

30 процентов

4.6 Оценка повышения технического уровня бурового станка

4.7 Экономические аспекты результатов исследований 177 Выводы 181 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 183 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 185 ПРИЛОЖЕНИЯ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ,

ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

Обозначение Наименование Единица измерения

Элементы режима обработки

5 Подача мм/об п Частота мин"1 (с"1)

Р Сила резания (обкатывания, выглаживания) кгс (Н) а Толщина срезаемого слоя мм

Геометрия деформирующего инструмента

Rnp Профильный радиус мм dP Диаметр ролика мм

D,u Диаметр шарика мм

Геометрические размеры детали о» Диаметр детали мм

L» Длина детали мм

Геометрия очага деформации

К Действительный натяг мм к Высота упруго — пластической волны мм перед деформирующим инструментом hp =hd+he Расчетный натяг мм

4 Высота упруго — пластического восстановления металла за деформирующим инструментом мм

Длина волны перед деформирующим инструментом, длина передней внекон-тактной зоны очага деформации мм d Длина горизонтальной проекции передней дуги контакта, длина передней контактной зоны очага деформации мм di Длина горизонтальной проекции задней дуги контакта, длина задней контактной зоны очага деформации мм

L = l + d Длина передней зоны очага деформации мм

M еханика деформирования и разрушения

Vxy * Л yz' ^zx Компоненты скоростей деформации -скорости деформации и скорости сдвигов с

Обозначение Наименование Единица измерения ifr Интенсивность деформации и интенсивность деформации сдвига ft Интенсивность скоростей деформации с

Я Интенсивность скоростей деформаций сдвига с л Степень деформации сдвига е Логарифмические деформации ax,ay,az, тху f Tyz * Tzx Компоненты нормальных и касательных напряжений кгс/мм2 (МПа) am > атэ >a 02 Предел текучести, экстраполированный предел текучести, условный предел текучести кгс/мм2 (МПа) i>T{Tty Интенсивность напряжений и интенсивность касательных напряжений кгс/мм2 (МПа) ip^ocm )| t {jост )/ Компоненты нормальных и касательных остаточных напряжений кгс/мм2 (МПа)

П Показатель схемы напряженного состояния, показатель "жесткости" схемы напряженного состояния

Степень исчерпания запаса пластичности -•

Усталостное нагружение

Л Частота циклов с'

Tw Период цикла с max * & tnin * ^ m Максимальное, минимальное и среднее напряжение цикла кгс/мм (МПа)

Амплитуда напряжений цикла; •кгс/мм (МПа)

Количество циклов до полного исчерпания ресурса пластичности, появления первых признаков нарушения сплошности, появления видимой трещины (циклическая долговечность) • v-i Предел выносливости при симметричном цикле кгс/мм (МПа)

Свойства материала

E Модуль упругости первого рода (модуль Юнга) кгс/мм (МПа)

G Модуль упругости второго рода или мо- кгс/мм

Обозначение Наименование Единица измерения дуль сдвига (МПа)

Р Плотность материала кг/мм3 (Н/м3)

8 Относительное удлинение %

V Относительное сужение %

V Коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона)

Предел прочности при растяжении кгс/мм (Н/м2) нв Твердость по Бринелю кг/мм (МПа)

Упрочнение h Глубина упрочнения мм д Степень упрочнения доли, %

HV0,HVn Твердость по Виккерсу исходного металла и на поверхности кгс/мм (МПа)

Шероховатость поверхности

Яа Среднее арифметическое отклонение профиля мкм я* Высота неровностей профиля по десяти точкам мкм п vmax Наибольшая высота неровностей профиля мкм

Средний шаг неровностей мкм

S Средний шаг неровностей по вершинам мкм

V Относительная опорная длина профиля

Остаточные напряжения

Осевые остаточные напряжения кгс/мм (Н/м2)

Тангенциальные остаточные напряжения кгс/мм (Н/м2)

Радиальные остаточные напряжения кгс/мм (Н/м2)

Термины под Поверхностное пластическое деформирование

ОД Очаг деформации

ПС Поверхностный слой мкэ Метод конечных элементов

Перед угледобывающей промышленностью страны стоят ответственные задачи по повышению объемов добычи угля, удовлетворяя потребности остальных отраслей в топливе, коксе и сырье. Переход на рыночную экономику требует увеличения рентабельности добычи угля за счет повышения производительности труда на основе комплексной механизации и автоматизации производственных процессов.

Технический прогресс невозможен без постоянного повышения производительности горной техники, надежности ее работы, снижения доли ручного труда и автоматизации регулирования и поддержания оптимальных режимов работы. Необходимо обеспечивать все большую надежность защиты горных машин от перегрузок и повышение безопасности их эксплуатации. Усложнение горногеологических условий добычи угля подземным способом, а также повышение социальной напряженности в угледобывающей отрасли ставят все эти задачи на передний план.

При системах разработки, применяемых в подземной добыче угля, проводится большое количество подготовительных выработок и скважин различного назначения. Особенно велик объем бурения скважин при отработке крутопадающих и наклонных пластов. При этом для целого ряда систем разработки бурение скважин является одной из основных операций ведения горных работ. Так, при щитовой и комбинированной с гибким перекрытием системах разработки крутопадающих пластов на каждую 1000 т добываемого угля приходится от 20 до 140 метров восстающих выработок. Большой объем бурения скважин, непосредственное влияние на темпы добычи угля и высокая трудоемкость бурения ставят проблемы совершенствования буровой техники в ряд приоритетных.

Парк буровых станков на шахтах страны составляет свыше 2500 штук 30 наименований. Причем, серийное производство более 60% станков начато 1820 лет назад. Все возрастающие потребности бурения скважин большого диаметра (500-1500 мм) и постоянное совершенствование бурового инструмента привели к возникновению несоответствия технических параметров буровых станков предъявляемым требованиям. Так, оснащение бурового инструмента не только радиальными резцами, а и различными типами шарошек, потребовало расширения диапазона рабочих частот вращения инструмента, который существующие станки не обеспечивают. Эволюционное развитие буровой техники в направлении повышения ее энерговооруженности не приводит к адекватному увеличению технической производительности бурения.

С одной стороны, это обусловлено отсутствием рациональной сбалансированности параметров самого бурового станка. Нарушение оптимального соответствия мощности приводов станка и его массы, длины штанги и габаритов и т.п. существенно влияют на эксплуатационные качества буровых станков.

С другой стороны, интенсификация процесса бурения приводит к тому, что в общем времени процесса бурения все большую долю начинают занимать вспомогательные операции. Особенно трудоемкими и травмоопасными являются вспомогательные операции по наращиванию и демонтажу бурового става. Только 4 наименования буровых станков имеют технические решения по механизации наращивания бурового става и отдельных вспомогательных операций при бурении (Б 100-200, В68КП, Старт, БГА-4м). Достаточно полной механизации монтажно-демонтажных работ с буровым ставом не имеет ни один станок.

Причиной возникших проблем является отсутствие методов и средств системного подхода к созданию буровых станков с высоким техническим уровнем. Только конструкторские решения не позволяют получить достаточно высокий технический уровень (качество) бурового станка. Необходимо в едином комплексе решать как конструкторские, так и технологические задачи проектирования и изготовления бурового станка. Следовательно, настоящая работа непосредственно связана с одной из важнейших проблем промышленности - проблемой повышения качества, решению которой уделяется в настоящее время исключительное внимание.

Изложенное свидетельствует об актуальности диссертационной работы.

Исследования выполнялись в рамках гранта Министерства образования РФ: Разработка теоретических основ рабочих процессов и прогноз функциональных возможностей горных машин для широкого спектра условий эксплуатации (шифр т 02-04.3-50) и программы Министерства образования РФ: «Приоритетные направления развития науки и техники», раздел 205 «Наземные транспортные средства», проект №205.03.01.029 «Исследование механики технологического наследования и разработка автоматизированных средств проектирования технологии упрочняющей обработки»,2001-2002г.; проект №205.03.01.047 «Разработка методик проектирования и контроля эффективных упрочняющих технологических процессов поверхностного пластического деформирования на базе принципов механики технологического наследования», 2003-2004г.

Цель работы - повышение технического уровня станков для бурения восстающих скважин большого диаметра в угольных шахтах на основе совершенствования технологии их производства.

Идея работы - снижение металлоемкости (массы) бурового станка за счет повышения механических характеристик его деталей путем создания более совершенной технологии их изготовления.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование эксплуатационных нагрузок на элементы привода вращения бурового станка и разработка методики расчета напряжений, действующих в опасных сечениях валов редуктора.

2. Моделирование напряженно-деформированного состояния и оценка свойств упрочненного поверхностного слоя и долговечности закаленных деталей при обработке ППД.

3. Разработка методического обеспечения и проведение экспериментальных исследований качества поверхностного слоя и металлоемкости закаленных деталей после упрочняющей обработки ППД.

4. Разработка технологических рекомендаций по комбинированному упрочнению и повышению технического уровня бурового станка БГА2М.

Методы исследований. В процессе выполнения работы использовались разработанные методы комплексной оценки технического уровня бурового станка, методы моделирования, методы статистической обработки данных и построения статистических моделей, методы механических испытаний свойств конструкционных материалов, а также выполнялись аналитические, лабораторные и промышленные исследования.

Лабораторные исследования проводились на полноразмерных стендах с использованием современных средств измерения и регистрации параметров. Отдельные технические решения прошли апробацию в промышленных условиях, что обеспечивало объективную их оценку.

Научные положения, выносимые на защиту: аналитическая модель нагруженности привода вращения бурового станка, включающая динамические характеристики приводного электродвигателя, статическую и динамическую составляющие нагрузки бурового инструмента и переменную крутильную жесткость бурового става, обеспечивает получение значений амплитуды и частотного состава нагрузок с большей точностью; закономерности изменения амплитуды и частотного состава нагрузок в приводе вращения бурового станка зависят от длины бурового става и характеризуются наличием резонансных явлений; уточненная экспериментально-аналитическая модель, описывающая очаг деформации при поверхностной пластической деформации, позволяет рассчитывать и управлять напряженно-деформированным состоянием поверхностного слоя деталей из закаленных материалов; закономерности формирования упрочненного поверхностного слоя при поверхностной пластической деформации деталей из закаленных материалов определяются накоплением деформаций и исчерпанием запаса пластичности металла и достигаются установленными режимами обработки.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций.

Научные положения, выводы и рекомендации обоснованы выбором представительных критериев, обуславливающих технический уровень бурового станка, достаточным объемом теоретических исследований, выполненных с применением апробированных: методов математической статистики и теории множеств, планирования и объемом лабораторных экспериментов, позволяющих делать выводы с доверительной вероятностью не ниже 95%, а также результатами апробации рекомендуемых устройств в производственных условиях.

Научная новизна диссертации заключается: в разработке динамической модели нагруженности привода вращения бурового станка, отличающаяся включением динамических характеристик приводного электродвигателя, статической и динамической составляющих нагрузки бурового инструмента и переменную жесткость бурового става; в установлении закономерностей формирования нагрузок в приводе вращения бурового станка, обеспечивающих повышения точности расчетов конструктивных параметров и прочностных характеристик его элементов; в разработке экспериментально-аналитической модели напряженно-деформированного состояния очага деформации при ППД впервые для закаленных деталей, учитывающей пластическое течение металла, что обеспечивает высокое качество поверхностного слоя деталей; в получении закономерностей накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности металла поверхностного слоя, позволяющих повысить статическую прочность и увеличить долговечность деталей

Личный вклад заключается в: уточнении динамической нагруженности привода вращения бурового станка; определении закономерностей формирования нагрузок в приводе вращения бурового станка; получении закономерностей формирования поверхностного слоя деталей из закаленных материалов; разработке технологических рекомендаций, позволяющих повысить эксплуатационные свойства деталей.

Практическое значение работы заключается в: результатах экспериментальных исследований свойств упрочненного поверхностного слоя после обработки ППД деталей из закаленных материалов; результатах расчетов прочности в условиях статического и циклического усталостного нагружения валов редуктора; результатах расчетов циклической долговечности валов редуктора после выполнения комбинированного упрочнения закалкой и ППД; рекомендациях по снижению металлоемкости деталей и повышению технического уровня бурового станка.

Практическая значимость работы подтверждается и тем, что ряд научных положений, выводов и рекомендаций реализуется при создании и совершенствовании буровых станков.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Разработанные методики, конструктивные решения и рекомендации в полном объеме используются ОАО «Анжеромаш», являющимся основным разработчиком и изготовителем буровых станков для бурения восстающих скважин большого диаметра в угольных шахтах. Основные результаты данной работы реализованы в буровых станках нового поколения БГА2М, ЛБС-5 и Б45-120. Результаты исследований включены в рабочие программы учебных курсов

Горные машины и комплексы» и «Гидравлика и гидропривод горных машин» для студентов специальности 1701 «Горные машины и оборудование».

Апробация работы. Работа и ее отдельные части докладывались и получили одобрение на: Всерос. науч.-практ. конф. "Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении" (Юрга-Томск, 2003); на практических конференциях по повышению качества продукции ОАО «Анжеромаш» (Анжеро-Судженск, 2001-2003 гг.); ежегодных научных конференциях Кузбасского государственного технического университета (Кемерово, 2000-2003 гг.).

Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам кафедр «Горные машины и комплексы» и «Технология машиностроения» Кузбасского государственного технического университета, работникам конструкторского отдела и руководству ОАО «Анжеромаш» за помощь, оказанную при выполнении работы.

ВЫВОДЫ

1. Анализ экспериментальных исследований показал, что имеет место полная идентичность зависимостей параметров очагов деформации и качества поверхностного слоя при обработке ППД, как незакаленных, так закаленных сталей. Это позволяет использовать имеющийся аппарат механики процесса ППД для закаленных сталей.

2. Применение ППД после цианирования и закалки приводит к росту предела текучести на 10% и предела выносливости на 25%. Расчеты статической прочности и прочности при действии циклических нагрузок показали, что комбинированное упрочнение валов редуктора приводит и к увеличению итоговых коэффициентов запаса по статической прочности в 1,2 раза и пределу выносливости в 1,27 раза.

3. После обработки ППД при действии реальных нагрузок несмотря на снижение массы наиболее нагруженного вала №2 на 30% итоговые коэффициенты запаса статической прочности шеек вала снижаются примерно в 2 раза и составляют 9,936 < п < 49,895, а итоговые коэффициенты запаса прочности по пределу выносливости при совместном действии крутящего и изгибающего момента возрастают на 10-25% и составляют 119,441 <п< 392,682,

4; Оценка технического уровня бурового станка показала, что разработанные новые технологические решения обеспечивают увеличение обобщенного показателя технического уровня бурового станка БГА2М с 0,82 до 0,91, подтверждая выполнение цели, поставленной в данной работе.

5. Экономический эффект, выполненный с применением современной методики инвестиционного проектирования, достигается как за счет снижения массы вала на 30%, так и за счет уменьшения инвестиционных (капитальных) затрат на производство. Чистый годовой приведенный доход при горизонте расчета 1 год составил около 340 ООО рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная задача по совершенствованию технологии изготовления деталей станков для бурения скважин в угольных шахтах, что позволяет снизить их массу с целью повышения технического уровня буровых станков.

Выполненный комплекс исследований позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Технический уровень буровых станков для добычи полезных ископаемых подземным способом не отвечает современным требованиям. По обобщенному показателю он не превышает 0,82. Наиболее весомыми параметрами, определяющими технический уровень бурового станка, являются длина штанги и масса бурового станка.

2. Конструкторские мероприятия по повышению технического уровня бурового станка не в полной мере позволяют обеспечить снижение массы станка без совершенствования технологии изготовления его элементов. Наилучшего результата по экономии металла можно достичь при использовании комбинированного упрочнения деталей, включающего термическую или химико-термическую обработку с последующим поверхностным пластическим деформированием.

3. На величину и частотный состав нагрузки в приводе вращения бурового станка существенное влияние оказывает буровой став. Спектрограммы нагрузки показывают ярко выраженные резонансные явления, а частота и амплитуда резонанса зависят от длины бурового става. Элементы привода вращения находятся в весьма экстремальных условиях нагружения (динамическая составляющая нагрузки достигает 55 % статической) и при проектировании и расчете необходимо учитывать как максимальные значения крутящего момента, так и его циклический характер.

4. Анализ накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности металла поверхностного слоя деталей показал, что в результате обработка цианированной и закаленной стали ППД дает возможность увеличить пределы текучести на 10% и выносливости на 25%, что уменьшить металлоемкость деталей редуктора более чем в два раза при обеспечении требуемой циклической долговечности.

5. Анализ экспериментальных исследований показал, что имеет место полная идентичность зависимостей параметров очагов деформации и качества поверхностного слоя при обработке ППД, как незакаленных, так закаленных сталей. Это позволяет использовать имеющийся аппарат механики процесса ППД для закаленных сталей.

6. После обработки ППД при действии реальных нагрузок несмотря на снижение массы наиболее нагруженного вала №2 на 30% итоговые коэффициенты запаса статической прочности шеек вала снижаются примерно в 2 раза и составляют 49,895 < п < 9,936, а итоговые коэффициенты запаса прочности по пределу выносливости при совместном действии крутящего и изгибающего момента возрастают на 10-25% и составляют 119,441 <п< 392,682.

7. Оценка повышения технического уровня бурового станка показала, что разработанные новые технологические решения обеспечивают увеличение обобщенного показателя технического уровня бурового станка БГА2М с 0,82 до 0,91, подтверждая выполнение цели, поставленной в данной работе.

8. Экономический эффект, выполненный с применением современной методики инвестиционного проектирования, достигается как за счет снижения массы вала на 30%, так и за счет уменьшения инвестиционных (капитальных) затрат на производство. Чистый годовой приведенный доход при горизонте расчета 1 год составил около 340 000 рублей.

1. Арсенов Н.С., Белан Н.А., Смолин М.М. (КузНИУИ). Опыт бурения скважин на крутых пластах Кузбасса: Обзор/ЦНИЭИуголь.-М.1986. 30 с.

2. Типаж машин и оборудования для угольной промышленности СССР на 1990-1995 года. Часть П. Подготовительные работы. Станки для бурения скважин в подземных условиях (первая редакция). Донгипроуглемаш, Донецк, 1987.-107 с.

3. Смолин М.М., Ментус Б.А., Устюжанин А.Я. Механизация крепления печей углепластом на шахтах ПО «Прокопьевскуголь»// Комплексная механизация и автоматизация при разработке угольных пластов Кузбасса и Дальнего Востока.-Прокопьевск, 1982. С.90-98.

4. Петров А.И. Совершенствование проведения восстающих выработок // Уголь. 1981. - Л 12. - С.17-20.

5. Карташов Ю.М., Каплан Л.М., Голубев Ю.А. Пути улучшения условий труда// Безопасность труда в промышленности. 1978. -В 4. - С.42-43.

6. Сагинов А.С., Ким О.В., Лазуткин А.Г. Безлюдная выемка угольных пластов Караганда: Карагандинский политехи, ин-т. -1981. - 85 с.

7. Оборудование для очистных и проходческих работ (каталог), МУП СССР, ЦНИЭИуголъ,М.,1986,- 296 с.

8. Машины и инструмент для бурения скважин на угольных шахтах /М.С.Сафохин, И.Д.Богомолов, Н.М.Скорняков, А.М.Цехин. М.: Недра, 1985.213 с.

9. Каталог фирмы «Турмаг» (ФРГ). Лафетные буровые станки типового ряда от 40 до 75. ЦБНТИ, Донецк, 1983 (№ 482/83).

10. Горные машины и оборудование на международной выставке "Уголь-83". Донгипроуглемаш, Донецк, 1984.

11. П.Шубин А.И., Рубайло B.C. Анализ работы станков при бурении скважин по угольным пластам // Добыча угля подземным способом: Научн.-техн. реф. сб./ЦНИЭИуголь. 1980.- И. - С. 17-19.

12. Акулов В.А., Субботина Т.М. Анализ буросбоечной машины с точки зрения безопасности обслуживания /Механизация горных работ: Межвуз. сб. науч. тр.-Кемерово. 1977. - Вып.1. - С.96-99.

13. Сафохин М.С. Исследование и создание эффективных средств бурения скважин большого диаметра при отработке пластов крутого падения в условиях Кузбасса: Дис. .докт. техн. наук. -Москва, 1973. 409 с.

14. Скорняков Н.М. Теоретические основы проектирования станков вращательного бурения нового технического уровня для угольных шахт: Дис. .докт. техн. наук. -Кемерово, 1992. 401 с.

15. Горбунов В.Ф., Эллер А.Ф., Скоморохов В.М. Основы проектирования буровзрывных проходческих систем. -Новосибирск: Наука, 1985. 184 с.

16. Солод В.И. Основы теории выемочных агрегатов: Дис. докт. техн. наук.-Москва, 1969.-457 с.

17. Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и надежность средств комплексной механизации. М.: Недра, 1986. - 208 с.

18. Солод Г.И., Шахова К.И., Русихин В.И. Повышение долговечности горных машин. М. Машиностроение, 1979. - 184 с.

19. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин/А.М. Сулима, В.А. Шулов, Ю.Д. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1988. - 240 с.

20. Обработка поверхности и надежность материалов: Пер. с англ./Под ред. Дж. Бурке, Ф. Вайча. М.: Мир, 1984. - 192 е.: ил.

21. Волков Б.Н., Яновский Г.А. Основы ресурсосбережения в машиностроении. -JL: Политехника, 1991. 180 е.: ил.

22. Кузнецов Н.Д., Цейтлин В.И., Волков В.И. Технологические методы повышения надежности деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1998.-303 е.: ил.

23. Серенсен С.В. Сопротивление металлов усталостному и хрупкому разрушению. М.: Атомиздат, 1975. - 191 е.: ил.

24. Маталин А.А. Качество поверхности и эксплуатационные свойства деталей машин. М.: Машгиз, 1956. - 250 е.: ил.

25. Иванова B.C., Терентьев В.Ф. Природа усталости металлов. М.: Металлургия, 1975. - 455 е.: ил.

26. Кудрявцев И.В., Наумченко И.Е., Саввина И.М. Усталость крупных деталей машин. М.: Машиностроение, 1982. - 247 е.: ил.

27. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. JL: Машиностроение, 1982. - 247 е.: ил.

28. Сулима A.M., Евстигнеев М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1974. - 256 е.: ил.

29. Елизаветин М.А., Сатель Э.А. Технологические способы повышения долговечности машин. — М.: Машиностроение, 1969. — 400 с.

30. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов: Справочник. М.: Машиностроение, 1986.— 320 с.

31. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин — М.: Машиностроение, 1979.—176 с.

32. Качество машин: Справочник. В 2 т. Т1/А.Г. Суслов, Э.Д. Браун, Н.А. Виткевич и др. М.: Машиностроение, 1995. — 256 е.: ил.

33. Качество машин: Справочник. В 2 т. Т2/А.Г. Суслов, Ю.В. Гуляев, A.M. Дальский и др. — М.: Машиностроение, 1995. — 430 е.: ил.

34. Смелянский В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным деформированием. М.: Машиностроение, 2002. - 300 е.: ил.

35. Кравченко Б.А., Папшев Д.Д., Колесников Б.И., Моренков Н.И. Повышение выносливости и надежности деталей машин и механизмов. Куйбышев: Куйбышевское книжное изд-во, 1966. — 222 с.

36. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. -М: Машгиз, 1951,-278 е.: ил.

37. Повышение несущей способности деталей машин поверхностным упрочнением/ JI.A. Хворостухин, С.В. Шишкин, И.П. Ковалев, Р.А. Ишмаков. -М.: Машиностроение, 1988. 144 е.: ил.

38. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка ППД. М.: Машиностроение, 1978. - 152с.,ил.

39. Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. — 2-е издание. М.: Машиностроение, 1975. - 160 е.: ил.

40. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М: Машиностроение, 1978.-184 с.

41. Торбило В.М. Алмазное выглаживание. М.: Машиностроение, 1972.- 105 с.

42. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник.- М.: Машиностроение, 1987. 328 е.: ил.

43. Школьник JI.M., Шахов А. И. Продление срока службы осей и валов./Вестник ЦНИИ ИНС.-1961.-№5.-С.18-19.

44. Ящерицын П.И., Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Технологическая наследственность в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1977. - 256 с.

45. Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами/А.Г. Бойцов, В.Н. Машков, В. А. Смоленцев, JI.A. Хворостухин. — М.: Машиностроение, 1991. 144 е.: ил.

46. Смелянский В.М. Механика формирования поверхностного слоя деталей машин в технологических процессах поверхностного пластического деформирования /Дис. . докт. техн. наук: 05.02.08. М.: 1985.-352 е.: ил. -Библиогр. с.

47. Блюменштейн В.Ю. Функциональная модель механики технологического наеледования//Вестник КузГТУ. 2000. - № 4. - С. 46 - 54.

48. Торбило В.М. Геометрия области контакта движущегося сферического индентора при алмазном выглаживании // Известия Вузов. Машиностроение. -1981.-№ 1.-С.111-117.

49. Смелянский В.М. Исследование очага деформации при поверхностном пластическом деформированием // В сб.: Новые процессы изготовление деталей и сборки автомобиля.-М.: МАМИ, 1978.-Вып. 1. С. 191 -216.

50. Смелянский В.М. Геометрические аспекты пластического волнообразования при обработке поверхностным пластическим деформированием // Известия Вузов. Машиностроение. 1983. - №10. - С. 125 -129.

51. Смелянский В.М., Калпин Ю.Г., Баринов В.В. Исчерпание запаса пластичности металла в поверхностном слое деталей при обработке обкатыванием.//Вестник машиностроения. 1990. - № 8. - С. 54 - 58.

52. Маметьев JI.E. Обоснование и разработка способов горизонтального бурения и оборудования бурошнековых машин: Дис. .докт. техн. наук. -Кемерово, 1992.-492 с.

53. Мартынов Г.А., Сафохин М.С. Анализ динамической системы бурового станка БГА-2. Вопросы механизации горных работ: сб. науч. тр. №14-Кемерово. 1969. - С. 192-197.

54. Герике Б.Л., Беликов М.А. Моделирование процесса разрушения горных пород добывающими фрезами./ Динамика и прочность горных машин : Тезисы докладов международной конференции/ ИГД СО РАН. Новосибирск, 2001. С. 27-29.

55. Скорняков Н.М., Логов А.Б. Влияние конструкции расширителей на характер нагрузки в трансмиссии при бурении. Механизация горных работ: сб. науч. тр. №75- Кемерово. 1975. - С.152-157.

56. Великанов В.И. Исследование и создание расширителей буро-сбоечных машин для разбуривания скважин до диаметра 850 1200 мм в условиях шахт Кузбасса: Дис. .канд. техн. наук. -Кемерово, 1972. - 183 с.

57. Богомолов И.Д. Научно-практические основы создания бурового оборудования для сооружения восстающих выработок на угольных шахтах: Дис. .докт. техн. наук. -Кемерово, 1992. 412 с.

58. Гергал И.Н., Скорняков Н.М. Определение динамических параметров привода вращения бурового станка БГА2М.// Вестн. КузГТУ. №6,2002.,С.24-27.

59. Сафохин М.С., Мартынов Г.А., Дубровский В.П., Бенюх Н.Д. К вопросу о продольных колебаниях бурового става при бурении скважин большого диаметра. Механизация горных работ: сб. науч. тр. №8- Кемерово. 1967. -С.95-99.

60. Сафохин М.С., Мартынов Г.А., Масленников P.P. Определение жесткости пустотелого бурового става. Механизация горных работ: сб. науч. тр. №21 -Кемерово. 1970. - С.242 -247.

61. Маслов Г.С. Расчеты колебания валов. Справочное пособие.-М.: Машиностроение, 1968.-272с.

62. Ещин Е.К. Моделирование электромеханических процессов многодвигательных электроприводов горных машин. -Кемерово: КузГТУ, 1999.-115 с.

63. Оптимизация привода выемочных и проходческих машин. Научная/Под ред. чл.-кор. АН СССР А. В. Докукина. М., Недра, 1983. 264 с.

64. Сафохин М.С., Скорняков Н.М. Лабораторные испытания уравновешенных резцовых расширителей прямого хода для бурения прямолинейных восстающих скважин. Механизация горных работ: сб. науч. тр. №75- Кемерово. -1975.- С.147-151.

65. Блюменштейн В.Ю., Антонов Ю.А., Гергал И.Н. Методика и устройства контроля геометрических параметров очага деформации при обкатывании ивыглаживании деталей горных машин//Вестник КузГТУ. -2001.-№ З.-С. 26 -27.

66. Кречетов А.А. Методика расчета параметров механического состояния поверхностного слоя деталей машин//Вестник КузГТУ. 2001. - № 5-С.27 — 31.

67. Колмогоров B.JI. Напряжения. Деформации. Разрушение.-М.: Металлургия, 1970.-230 с.

68. Колмогоров B.JL, Мигачев В.А., Бурдуковский В.Г. Феноменологическая модель накопления повреждений и разрушения при различных условиях нагружения. Екатеринбург: УрО РАН, 1994. - 104 с.

69. Смирнов Аляев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. - М.: Машиностроение, 1968. - 272 с.

70. Богатов А.А., Мижирицкий О.И., Смирнов С.В. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением. М.: Металлургия, 1984. -144 с.

71. Красневский С.М., Макушок Е.М., Щукин В.Я. Разрушение металлов при пластическом деформировании. Мн.: Наука и техника, 1983. - 173 с.

72. Филиппов Ю.К. Критерий оценки качества деталей, получаемых холодной объемной штамповкой/ЛСузнечно-штамповочное производство. 1999. - № 2. — С. 3 -9.

73. Теоретические основы процессов поверхностного пластического деформирования/Под ред. В.И. Беляева. Мн.: Наука и техника, 1988.- 184 с.

74. Баринов В.В. Влияние технологических факторов на уровень поврежденности поверхностного слоя деталей при обкатывании: Дис. . канд. техн. наук: 05.02.08. -М.: 1984. 187 е.: Библиогр.: с. 163-172.

75. Блюменштейн В.Ю. Механика технологического наследования. Описание программы нагружения очага деформации на стадии поверхностного пластического деформирования (ППД)//Инструмент Сибири.-2001- №1- С. 1823.

76. Дель Г. Д. Определение напряжений в пластической области по распределению твердости. М.: Машиностроение, 1971. - 200 с.

77. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации: Справочник. М.: Машиностроение, 1980.- 157 е.: ил.

78. Станок буровой БГА2М: Формуляр / Анжерский машиностроительный завод. — Кемерово: Редакционно-издательский отдел, 1990. — 34 с.

79. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1968. -196 с.

80. Теория пластических деформаций металлов/Е.П. Унксов, У. Джонсон, B.JI. Колмогоров и др.; Под ред. Е.П. Унксова, А.Г. Овчинникова. М.: Машиностроение, 1983. - 598 е.: ил.

81. Миттаг Х.-И. и др. Статистические методы обеспечения качества/ Х.-И. Миттаг, X. Ринне: Пер. с нем.-М.: Машиностроение, 1995.-616 с.

82. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. -М.: Машиностроение, 1972. 216 с.

83. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1988. -239 е.: ил.

84. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики/Пер. с англ. B.C. Занадворова; Под ред. и с предисл. Е.М. Четыркина. М.: Финансы и статистика, 1982.-344 е.: ил.

85. Коммерциализация научно-технических разработок/Учебно-практическое пособие/Мухин А.П., Арзамасцев Н.В., Ващенко В.П. и др. М.: АмиР, 2001. -192 ч.

86. Воронцов В.А., Ивина Л.В. Основные понятия и термины венчурного финансирования. М.: СТУПЕНИ, 2002. - 336 е.: ил.

87. Гитман Л. Дж., Джонк М.Д. Основы инвестирования. Пер с англ. М.: Дело, 1997.-1008 с.

88. Беренс В., Хавранек П.М. Руководство по оценке эффективности инвестиций: Пер. с англ. перераб. и дополн. изд. М.: Интерэксперт, ИНФРА-М, 1995. - 528 е.: табл., граф.

89. Идрисов А.Б., Картышев С.В., Постников А.В. Стратегическое планирование и анализ эффективности инвестиций. М.: Информационно-издательский дом "Филинъ", 1996. - 272 с.

90. Блюменштейн В.Ю., Никитенко С.М., Гергал И.Н. Проект инновационной машиностроительной компании. Информ. Листок Кемеровского ЦНТИ №02402, 2002г.

91. Блюменштейн В.Ю., Никитенко С.М., Гергал И.Н. Вузы региона — источник инноваций. Проблемы становления рыночных отношений в регионе. Межвуз. сб. науч. Трудов. Вып. , Кемерово, 2002. с. 28-31.