ПНИПУ: создана конструкция резцов для добычи руды, которая экономит 30% энергии

Горнодобывающая промышленность по всему миру сталкивается с двойным вызовом — ростом тарифов на электроэнергию и ужесточением экологических требований. Особенно остро эта проблема стоит в калийной отрасли, где разрушение горных пород может потреблять до половины всей энергии предприятия. Ученые Пермского Политеха предложили решение: они разработали новую конструкцию резцов для горных комбайнов, которая снижает энергозатраты при добыче калийных руд на 15–30%.

Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.

Разрушение породы — один из самых энергоемких этапов добычи. Главную роль здесь играют резцы — сменные металлические элементы на комбайнах, которые буквально "вгрызаются" в пласт руды. От формы этих "зубьев" зависит, сколько энергии потребуется машине и насколько быстро она износится.

Инженеры Пермского Политеха разработали новую модель РС-55 с усовершенствованной геометрией режущих поверхностей. Ключевая идея — выпуклая форма, которая позволяет использовать резец дважды: после затупления одной стороны его можно просто перевернуть в держателе.

Для проверки эффективности разработчики создали уникальный лабораторный стенд — физическую модель процесса резания, оснащенную высокоточными датчиками, фиксирующими усилия с частотой 1000 измерений в секунду.

"Мы использовали строительный гипс, поскольку он разрушаетcя аналогично калийной руде, но при этом доступен и безопасен. Это позволило провести десятки экспериментов без потери достоверности", — объяснил доктор технических наук, профессор кафедры "Горная электромеханика" ПНИПУ Дмитрий Шишлянников.

Ученые протестировали резцы по двум схемам резания — последовательной и шахматной.

Вторая, более эффективная, имитирует разрушение породы между уже образованными трещинами, что снижает нагрузку на инструмент.

Во время испытаний фиксировалась сила резания, измерялось количество отколотого материала и вычислялось удельное энергопотребление. Результаты оказались убедительными: новый резец снизил энергоемкость процесса в среднем на 15–30%, при этом демонстрируя более плавное внедрение в материал и меньший износ.

"Максимальный эффект достигается при определенных режимах резания, но положительный результат наблюдается всегда", — уточнил Дмитрий Шишлянников.

Внедрение новых резцов позволит горнодобывающим предприятиям сократить затраты на электроэнергию и на замену инструмента, а также повысить надежность оборудования и уменьшить количество простоев.