Обґрунтування параметрів ефективного ультразвукового руйнування граніту з використанням хімічно активних речовин - Автореферат

Ультразвуковий спосіб обробки граніту, при якому як домішки до суспензії абразиву застосовують поверхнево-активні речовини (ПАР) забезпечує підвищення інтенсивності видобутку та обробки граніту, кращу чистоту оброблюваної поверхні, точність різання, дає змогу виконувати технологічно складні види робіт. Робота виконувалась згідно з тематичним планом науково-дослідної роботи викладачів Житомирського інженерно-технологічного інституту за наказом ректора від 06.02.2001 року, тема №2 а також відповідно до плану держбюджетних робіт Міністерства освіти і науки України (тема “Дослідження явищ, що протікають в структурі вугілля та породах при техногенній та фізико-хімічній дії”, 2001р., реєстраційний номер 0101U001792; тема “Вплив гірничопромислового комплексу на навколишнє середовище, теоретичне обґрунтування заходів по поліпшенню екологічної й техногенної безпеки та розробка і впровадження екологічно чистих технологій і переробки сировини”, 2002р., реєстраційний номер 0102U001343); пріоритетного напрямку розвитку науки та техніки України № 4 “Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології”, відповідно до Постанови Верховної Ради України №2705 від 16.10.1992 року з подальшими її доповненнями, у відповідності з координаційним планом Міністерства освіти і науки України № 39 за фундаментальним напрямком “Гірничі науки” в 1998 - 2000 рр. Метою роботи є встановлення та обґрунтування параметрів ефективного ультразвукового руйнування граніту з використанням хімічно активних речовин як домішок до суспензії абразиву при постійних інших параметрах, які дозволять покращити якість поверхні, підвищити продуктивність руйнування граніту та його стійкість в навколишньому середовищі. 3) встановити залежності, які повязують швидкість ультразвукового руйнування граніту з концентрацією хімічної речовини в суспензії абразиву та швидкість ультразвукового руйнування граніту з температурою суспензії абразиву, для визначення ефективних параметрів руйнування граніту; В галузі теоретичних досліджень розглядались теорії, що відображають: вплив ультразвукових коливань та кавітаційних явищ на процеси руйнування граніту; вплив на швидкість різання граніту розмірів зерен абразиву та їх концентрації у суспензії, природи зерен абразиву; фізичний вплив навколишнього середовища на величину вільної поверхневої енергії твердого тіла; поверхневі явища, які відбуваються в мікротріщинах на поверхні розділу фаз (граніт - рідина).На основі досліджень Москальова А.М., Гангевича В.Ф., Бабца В.В., які при бурінні гірських порід з промивкою у промивну рідину додавали як домішки поверхнево-активні речовини (ПАР) для підвищення швидкості буріння, та на основі особистих аналітичних досліджень було зроблено висновок про доцільність використання хімічно активних речовин як домішок до суспензії абразиву при ультразвуковому обробленні граніту. (2) де - коефіцієнт, який залежить від механічних властивостей оброблюваної деталі та абразиву, а також концентрації абразиву; - коефіцієнт, який залежить від зернистості абразиву; - частота коливань інструменту, Гц; - коефіцієнт, який змінюється в інтервалі 0,5-1,0 залежно від домішок до суспензії. Внаслідок проведених теоретичних досліджень, аналізу математичних залежностей, була висунута гіпотеза про те, що швидкість ультразвукового руйнування граніту залежить в значній мірі від домішок до суспензії абразиву поряд з іншими параметрами. Для досліджень ультразвукового різання граніту були застосовані суспензії абразиву з домішками різних хімічно активних речовин у воді, так як вода має невелику вязкість, добре змочує і охолоджує поверхню, забезпечує краще перемішування абразиву та видалення його з робочої зони. При вивченні явищ, які відбуваються при ультразвуковому руйнуванні граніту з домішками ПАР до суспензії абразиву у воді, були взяті до уваги ті поверхневі явища, які відбуваються в мікротріщинах у процесі обробки на границі розділу фаз (граніт - рідина).Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій дано нове рішення актуальної наукової задачі обґрунтування параметрів ефективного ультразвукового руйнування граніту і запропоноване удосконалення існуючої технології шляхом використання хімічно активних речовин. Вирішення поставлених у дисертаційній роботі задач полягає у визначенні раціональних параметрів ультразвукової обробки граніту з метою підвищення продуктивності руйнування граніту; якості оброблюваної поверхні; зменшення зношуваності ультразвукового інструменту; економії сировини; підвищення стійкості поверхні граніту в агресивному середовищі, що має важливе значення для каменеобробної галузі. Встановлена недостатня ефективність існуючої технології ультразвукової обробки природного каменю, з застосуванням якої не забезпечуються необхідна якість оброблюваної поверхні, продуктивність руйнування, відбувається інтенсивне зношування ультразвукового інструменту. Вперше встановлено, що синтетичний миючий засіб (СМЗ) є найбільш ефективною домішкою до суспензії абразиву, яка забезпечує підвищення швидк

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ