Колонналык негиздерде топуракты чыгарууну жакшыртуу үчүн шнек тиштүү буруулуучулардын конструкциясын оптималдаштыруу

Топуракты чыгаруу эффективдүүлүгү негизделет бургунун бити Жумушчу жөндөмдүүлүк

Тосулуштун тизмеси: кайрадан кирүү жана бургуу моментинин чокусу кайың топуракта шнек-буруу башынын эффективдүүлүгүнүн төмөндөшүн көрсөтөт

Кайың топурак сыяктуу майда топурактар менен иштөө түз татаалдыктарды тудурат бургунун бити операторлор. Кесилген материалдар күтүлгөндөй жогору карай чачылып чыкпай, тескелөөнүн жолуна кайра тартылып калат. Андан кийинки окуя чыныгында жаман болот — тескелөөчү шнек ичинде тыгыздалган материал жиналып, каршылыкты күчтүүлүк менен көбөйтүүчү тоскоолдуктарды түзөт. Операторлор бул учурда кадимкидэй күтүлгөндөн эки эсе көп күчтүү буруу моментинин чоңоюшун баамдайт. 2022-жылы Геотехникалык тескелөө изилдөө консорциумунун изилдөөсүнө ылайык, бул түрдөгү күчтөр шнектин кырларында нормалдуу шарттарда болгонго караганда ушунча эсе көп изилдөөгө алып келет. Эгерде кесилген чөп-чүп 15–30 секунд бою шнек ичинде калса, абал дагы да жаман болот, анткени шнек өзүнө каршы үйрөтүлө баштайт. Бул көп энергияны чыгарат жана бөлүктөрдүн тез бузулушун тездетет. Сахада өткөрүлгөн сыноолор көрсөткөндөй, буруу моментинин көрсөткүчтөрү 12%дан көбүрөөк термелгенде, бул майып топурактар менен иштегенде тез арада кыйынчылыктар келишинин ачык белгиси болуп саналат.

Физикалык негиздеги түшүнүк: Чыгаруу ылдамдыгы жана кесилген материалды кармоо ортосундагы – шпиндельдүү бургулаш машинасынын башынын геометриясындагы негизги компромисс

Шпиндельдүү бургулаш машинасынын башынын долбоорлоосу негизги физикалык каршылыкты чечүүгө тийиш: бургулаш машинасынын айлануу ылдамдыгын көтөрүү чыгаруу ылдамдыгын көтөрөт, бирок бургулаш машинасынын башынын спиралдык бетине кесилген материалды басып турган ценртфуга күчтөрүн да күчөтөт – бул кармоону жакшыртат. Бул таасир 25% саздык майда топуракта пикке жетет, анда бөлүктөр ортосундагы бирикүү күчү 0,8 кПа дан ашат. Оптималдуу геометрия эки каршы талапты тең салмақтоого тийиш:

• Тигинен ташуу эффективдүүлүгү , бул бөлүктөрдүн импульсун сактоо үчүн жетиштүү спиралдык бургулаш бургулаш машинасынын башынын бурчуна байланыштуу;
• Радиалдык кармоо чеги , бул спиралдык бургулаш машинасынын башынын тереңдүгүнүн негиздики диаметрине карата катышына байланыштуу.

Исследования тастыктаат, негиздин учурдагы тереңдүгүнүн учурундагы тереңдүгүнө 1:3 болгон катышы чыгымды минималдашат, бирок конструкциялык бүтүндүгүн бузбайт. 350 RPMден жогору айлануу жыштыгында ылдамдыктын өсүшү көпчүлүк учурда каныккан топурактарда чөп-чөп туташуунун 40–60% жогорулашы менен теңестирлет. Тарая түрүндөгү учурдагы дизайн — башынан тартып эркин көлөмдүн постепенно көбөйүшү — рекомпакциянын рискин 27% га азайтат (Геотехникалык инженердик журналы, 2023).

Чыгаруу өнүмдүүлүгүнө таасир этүүчү негизги шнек-буран башынын геометриялык параметрлери

Спиральдын кадамы жана учурдагы бурчу: Топурак түрлөрү боюнча көтөрүү капаситетин жана агымдын үзгүлтүзсүздүгүн оптималдаш

Спиралдын формасы топуракты кандай тиимдүүлүк менен жылдырууга таасир этет. Чопо сыяктуу иримтүз материалдар менен иштегенде, 30–45 градус ортосундагы тик бурчтар чыгыш күчүнө таянып, көтөрүү күчүн чыныгы эле жогорулатат. Бирок саздуу топурактар үчүн 15–25 градус ортосундагы тегиз бурчтар топуракты ашыкча тыгыздаштырбаш үчүн жана материалды системага кайра тартылып калбаш үчүн маанилүү. Бурчту туура тандоо чыныгы эле маанилүү — изилдөөлөрдүн натыйжасында спиралдын конструкциясы менен топурактын түрү ортосундагы үйлэшпөө пилондун негизин түзүүдө түзөлгөн моменттик күчтүн андай учурдагы үчтөн эки бөлүгүн түзөт, бул көпчилік учурда чыгаруу системасындагы кырсыктарды көрсөтөт; бул 2021-жылы «Эл аралык геотехникалык инженерия журналында» жарыяланган илимий изилдөөдө көрсөтүлгөн. Кумдуу топурактардын жалпысынан тез айлануу талап кылынат, анткени анын жылдырылуунда гравитациялык күч көмөк кылат, ал эми суюк саздуу топурактардын үчүн айлануу тездиги жаман, флуттар ортосундагы аралык чоң болушу керек, анткени суйкултуу таасирден тоскоолдук пайда болбошу үчүн.

Тиштердин орнашуусу жана ортоңку диаметри: Фрагментацияны, агымдын бирдиктүүлүгүн жана структуралык катуулукту тең салмақтоо

Кескич инструменттердин формасы топурактын баштапкы тийишүүсүндө кандай чачырап кетерин жана андан кийин материалдын агымына кандай таасир этерин көп таасирлөйт. Жалпы туурасынын 40% дан кичине өлчөмдөгү ортоңку бөлүктөр менен иштегенде, алар кургак кумдун шарттарында кесилген материалды жакшыраак кармап турат. Бирок, нымдуулук бар болгондо алар көйгөйлөр тудурат, анткени тар ортоңку бөлүктөр оңой гана тыгыздалат. Ошондуктан инженерлер нымдуу шарттарда материалды тезирээк жана кедергисиз өткөрүү үчүн ортоңку бөлүктөрдү жалпы туурасынын кеминде 50% ине чейин кеңейтет. Геомеханикалык сыноо лабораториясынын сыноолору бул тезиске далил болуп келет: симметриялык эмес карбид менен жабдылган тиштер грунтту бузууга кететин энергияны адаттагы конфигурацияларга караганда дээрлик 40% га чейин азайтат. Бул ошол эле жерге кайра-кайра баруу санын азайтат жана техникада жылуулуктун жыйланышын төмөндөтөт. Күчтүүлүк үчүн өндүрүүчүлөр винттеги спиралдардын калыңдыгын учуна карай жуңгуртат. 2023-жылы Ponemon Институтунун изилдөөлөрүнө ылайык, бул конструкция тереңдиктеги топурак катмарларынын өзгөрүшүнө карабастан, 740 кН/м² чейинки күчтөргө чыдамдуу болуп, бирдей чыгышын сактап турат.

Акылдуу шнек-бурулуш башы системалары: Сенсордук бириктирүү жана башкаруу логикасы аркылуу чыныгы убакытта өзгөртүү

Иштеп жаткан акылдуу шнек-бурулуш башы системаларында чыгарылган продукттун сапатын баалоо үчүн момент-айлануу тездиги-жүктөмдүн өз ара байланышы

Чыгаруу денсоолугун баалаганда, үч негизги фактор башка топтордон айрылып турат: бурчулуу момент, айлануу жылдамдыгы (RPM) жана осьтук жүктөм. Эгер көп сандаган кесилген материалдар жыйналса, белгилүү бир кубулуш байкалат. Бурчулуу момент көбөйөт, кэде 15–40% чейин, ал эми айлануу жылдамдыгы (RPM) жүктөм көбөйгөн кезде да төмөндөйт. Бул шаблон инженерлер «кайра илгерилиш» деп аталган кубулуштуу таанууга жардам берет. Бүгүнкү күндө көпчүлүк илгерилеген мониторлоо системалары түрлүү типтеги датчиктерди — вибрация, басымдын көрсөткүчтөрү жана инерциялык өлчөөлөрдү — бириктирип колдонот. Алар бул маселелерди дээрлик ар 200 миллисекундда текшэрет. 2023-жылы жасалган кайрымдуу изилдөөлөрдүн натыйжалары да кызыктуу болгон. Торчунун бурчулуу моменти менен RPM ортосундагы айырма 22% тан ашса, глинадан турган топуракты бургулоо иштеринде тоскоолдук пайда болоорун алдын ала белгилейт. Орточо алардын бул сигналы бургулоо толугу менен токтоп калгандан мурун 8 секунд мурун келет, бул операторлорго кырсыкка чейин туура түзөтүү чараларын кабыл алуу убактысын берет.

Аныктоодон Жоопко чейин: Чыгаруу эффективдүүлүгүнүн кері байланышына негизделген токтотулган циклдүү тереңдикте өзгөртүү

Система чыгаруу эффективдүүлүгүндөгү кыйынчылыктарды аныктаганда, ал токтотулган циклдүү жооп берүү механизмин ишке ашырат. Негизинен, айлануу деңгээли туруктуу сакталып, баштапкы басым 30 пайыздан 60 пайызга чейин төмөндөтүлөт. Бул токтотулган циклдүү процесс тереңдикте иштегенде калган чополордун тазалануу убактысын камсыз кылат, андан кийин системанын туруктуу иштөөсүнө кайтылат. Биздин талаа сыноолорунун натыйжасында, бул ыкма кызыктуу моменттик күчтүн чыбыкчаларын жакында 70 пайызга азайтат, бул чыныгы өзгөчөлүк. Операторлор коэзивдүү топурактарда иштегенде орточо бургулоо ылдамдыгы 19 пайызга жогорулашын байкаган. Бул системанын эң маанилүү өзгөчөлүгү — ал өткөн иштөөнүн маалыматтарынан үйрөнүп турат. Убакыт өтүсү менен ал жер астындагы түрлүү тектер жана топурак катмарларына ылайык автоматтык тереңдикте иштөө профилдерин түзөт.

Көп берилүүчү суроолор

С: Шнек-бурулгучтун бурулуу моментинин чуркунттарынын себеби эмне?

Ж: Бурулуу моментинин чуркунттары көпчүлүк учурда гилдирчектин ичиндеги тоскоолдуктардан улам пайда болот, мисалы, саздуу топурак сыяктуу жарым-жарым талаа топурактын бурулгучтун жолуна кайра тартылып алынышы.

С: Айлануу тездиги чыгаруу эффективдүүлүгүнө кандай таасир этет?

Ж: Жогорку айлануу тездиги чыгаруу тездигин көтөрөт, бирок бирге менен ценрден тепкич күчтөрдү да күчөтөт, бул кесилген материалдарды гилдирчектин кабыргаларына басып туташтырып, кармоо кубатын жогорулатат.

С: Кандай геометриялык шарттар маанилүү? авгер бур таңырлары ?

Ж: Аркалык кадам, гилдирчектин бурчу, тиштердин орну жана ортоңку диаметр — булар көтөрүү кубатын, агымдын үзгүлтүзсүздүгүн, бөлүнүштү жана конструкциялык катуулукту таасир этүүчү негизги параметрлер.