Лаборатория механизации горных работ

Основана в 1946 г. д.т.н., проф. Г. В. Родионовым. С 1962 по 1988 гг. лабораторию возглавлял д.т.н., проф., Заслужен. изобретатель СССР А. Д. Костылев, в 1988–2011 гг. заведующим был д.т.н., проф. Б. Н. Смоляницкий. С 2011 года лабораторию возглавляет д.т.н. В. В. Червов.

Наиболее известные разработки лаборатории представлены пневмопробойниками и пневматическими молотами для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций и выполнения специальных строительных работ. На право их производства продано 11 лицензий в США, ФРГ, Францию и Венгрию, осуществляются устойчивые экспортные поставки.

Основные направления деятельности

• исследование процессов внедрения твердых тел в упруго-пластичные и хрупкие среды при периодическом импульсном воздействии;
• исследование рабочих процессов преобразователей импульсов, использующих в качестве рабочего тела газообразные, жидкие и комбинированные среды под давлением.

Важнейшие результаты фундаментальных исследований

Сформулированы научные основы создания пневмоударных молотов нового поколения на идее применения системы воздухораспределения с упругим клапаном, обеспечивающей снятие противодавления в управляемой камере и устранение ее избыточного объема, а также позволяющей регулировать соотношение длительностей рабочего и обратного хода поршня. Теоретически и экспериментально получены рациональные значения параметров новых машин, реализация которых в действующих образцах дала возрастание энергии удара до 50% и снижение на такую же величину расхода воздуха по сравнению с существующими аналогами.

Изучены процессы управляемого изменения траектории пневмопробойника при проходке скважины в грунте. Экспериментально установлено, что изменять ее целесообразно отклонением части цилиндрического корпуса пневмопробойника относительно продольной оси на угол до 15º, при этом радиус кривизны уменьшается с ростом этого угла и снижением отношения расстояния от переднего торца корпуса до отклоняемого элемента к диаметру машины, а увеличение диаметра корпуса приводит к росту радиуса кривизны при неизменной длине его части, внедренной в грунт.

Разработан и экспериментально опробован новый способ гарантированного удаления грунтового керна из коммуникационного канала при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. В его основу положен принцип одновременного статического и динамического воздействия на грунтовый керн и трубную плеть. Установлено, что статическое воздействие наиболее эффективно осуществлять со стороны переднего торца трубной плети на всю площадь поперечного сечения керна в направлении разгрузочного отверстия, а динамическое — на трубную плеть в направлении, обратном статическому. Процесс полной разгрузки от грунта начинается при одновременном воздействии на трубу ударом с энергией не менее 2 Дж/см² площади поперечного сечения скважины и статического давления на керн — 0.1 МПа.

Зависимости максимального давления в поглотителе энергии от толщины слоя песка при высоте падения ударника H=0.5 м

Производительность очистки полости трубы от грунта

С целью создания эффективного энергопоглотителя для повышения надежности и долговечности устройств ударного действия и испытательных стендов экспериментально исследован процесс трансформации ударного импульса в упруго-пластичной среде. Установлено, что создание предварительного давления в слое демпфирующего материала изменяет условия прохождения волны деформации и обеспечивает снижение величины нагрузок на элементах конструкции. Изменение статической нагрузки на материал не влияет на длительность и амплитуду импульса давления, а стабилизация его формы наступает при толщине слоя свыше 20 мм. Это позволяет создать энергопоглотитель с постоянными характеристиками.

Важнейшие результаты прикладных исследований

Созданы пневматические молоты нового поколения — «Тайфун». В них, благодаря современным техническим решениям, достигнуты более высокие по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами энергетические показатели и экономичность при одинаковых массе и размерах.. В апреле 2000 г. пневмоударные молоты «Тайфун» получили Золотую медаль на Международном Салоне промышленной собственности «Архимед-2000» в г. Москве. Они отмечены также Золотой медалью на Международной выставке интеллектуальной и промышленной собственности IMPEX XVI в г. Питсбурге (США). Новые молоты поставляются и успешно работают в десятках городов России и за рубежом.

Разработаны и испытаны системы управления траекторией движения пневмопробойника и его обнаружения в грунте. Они работают на одном энергоносителе — сжатом воздухе и позволяют в отличие от зарубежных (США, ФРГ) изменять траекторию в любом направлении и в любой точке трассы, просто и надежно определять положение управляющих органов в грунте, глубину и курс. Создан и испытан в полевых условиях опытный образец управляемого пневмопробойника, который способен проходить скважину с радиусом кривизны 10–12 м, что является лучшим результатом по сравнению с аналогом, разработанным в США в лаборатории «Белл» Института Эдисона в г. Кливленде (1º…1,5º на фут длины скважины).

Создано устройство, позволяющее в 2 раза увеличить производительность и долговечность пневмопробойников при сооружении набивных свай и глубинного уплотнения грунта. Этот эффект обеспечивается расширителем, выполненным из отдельных секций, зафиксированных на корпусе быстроразъемным замком. Благодаря этому устройство свободно извлекается из скважины после кратковременного переключения в режим «обратного хода».

КОНТАКТЫ

Червов Владимир Васильевич

Заведующий лабораторией, д.т.н.

Адрес: 630091, Россия, Новосибирск, Красный проспект, 54, комн. 445

Тел.: +7 (383) 205–30–30, доб. 128 e-mail: chervov@misd.ru