Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциясының ЕҢбектері



жүктеу 8.29 Mb.

бет56/81
Дата12.01.2017
өлшемі8.29 Mb.
1   ...   52   53   54   55   56   57   58   59   ...   81

Вывод 

При  моделировании  в  3ds  Max  можно  создать  основу  в  AutoCad.  Для  дальнейшего  улучшения 

качества модели можно проложить в шахте теодолитный ход электронным тахеометром, обработать 

его в Geonics или Compass и импортировать в 3ds Max. 

При сравнении со специализированными производственными программами в 3ds Max можно выполнить 

модель, которая внешне будет близка к оригиналу и при необходимости создать анимацию любой сложности. 

На  основе  готовой    модели  системы  разработки  можно  создавать  обучающие  ролики  для 

следующих дисциплин: 

?  маркшейдерское  дело  (проходка  теодолитных  ходов,  ориентиро-вание  через  один  вертикальный 

ствол, съемка подробностей и т.д.); 

?  безопасность  труда  и  жизнедеятельности  (наглядная  демонстрации  выполнения  правил 

безопасности в шахтной выработке, воссоздание несчастных случаев); 

?  для курса дисциплин по подземной разработке месторождений. 

 

Литература 

 

1.  Келли Мэрдок. 3ds Max 2012. - Пер. с англ. - М.: Диалектика,2012. 



2.  Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - 

М.: Недра, 1978. 

3.  Раскильдинов Б.У. Системы подземной разработки рудных месторождений. - Алматы, КазНТУ, 1997. 


 

 

343



ПРАКТИКА ПЛАЗМЕННОЙ  РЕЗКИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

 

Жиенбаев О.Б., Бейсенов Б.С. 



КазНТУ имени К.И.Сатпаева, г.Алматы, Республика Казахстан 

 

Резка металлов - проблема, с которой приходится сталкиваться и в цеху, и на стройплощадке, и в 

мастерской. Простые решения вроде автогена устроят многих, но не всех. Если объем работ велик, а 

требования  к  качеству  реза  высоки,  стоит  подумать  об  использовании  аппаратов  плазменной  резки 

(плазморезы).  Первые  установки  и  аппараты  плазменной  резки  появились  более  полувека  назад,  но 

широкому кругу мастеров они стали доступны только в последние два десятилетия. 

Какие преимущества в работе дает аппарат плазменной резки металла в работе? 

1. При  правильном  подборе  мощности  он  позволит  в  4-10  раз  (по  сравнению  кислородной 

горелкой) 

повысить 

производительность. 

По 


этому 

параметру плазморез 

уступит 

лишь 


промышленной  лазерной  установке,  зато  намного  выиграет  в  себестоимости.  Экономически 

целесообразно  использовать  плазменную  резку  на  толщинах  металла  до  50-60мм.  Кислородная  же 

резка более предпочтительна при раскрое стальных листов толщиной свыше 50 мм. 

2.  Плазменная  резка  позволяет  обрабатывать  и  сталь,  и  чугун,  и  алюминий,  и  медь,  и  титан,  и 

любой  другой  металл,  причем  работы  выполняются  с  использованием  одного  и  того  же 

оборудования:  достаточно  выбрать  оптимальный  режим  по  мощности  и  выставить  необходимое 

давление  воздуха.  Важно  отметить  и  то,  что  качество  подготовки  поверхности  материала  особого 

значения не имеет: ржавчина, краска или грязь помехой не станут. 

3. Современные плазморезы обеспечивают минимальную ширину реза и "чистые" без наплывов, 

перекаливания и грата кромки, почти не требующие дополнительной  обработки. Немаловажно и то, 

что  зона  нагрева  обрабатываемого  материала  намного  меньше,  чем  при  использовании  автогена,  а 

поскольку  термическое  воздействие  на  участке  реза  минимально,  то  и  тепловые  деформации 

вырезанных деталей незначительны, даже если они небольшой толщины. 

4. Безопасность, обусловленная отсутствием взрывоопасных газовых баллонов. 

5. Низкий  уровень  загрязнения  окружающей  среды.  Касательно  экономической  стороны 

вопроса, то совершенно очевидно, что при больших объемах работ плазменная резка выгоднее той же 

кислородной или, например, механической. В остальных же случаях нужно учитывать не материалы, 

а  трудоемкость  использования.  Например,  сделать  фигурный  рез  в  толстом  листе  недолго  и 

автогеном, но может потребоваться продолжительная шлифовка краев. 

Ну  а  теперь  о  недостатках.  Первый  из  них  -  относительно  скромная  максимально  допустимая 

толщина реза, которая даже у мощных аппаратов редко превышает 80-100 мм. В случае же с кислородной 

резкой максимально допустимая толщина реза для стали и чугуна может достигать 500 мм. 

Следующий  недостаток  метода  -  довольно  жесткие  требования  к  отклонению  от 

перпендикулярности реза. В зависимости от толщины детали угол отклонения не должен превышать 

10-50°.  При  выходе  за  эти  пределы  наблюдается  значительное  расширение  реза  и,  как  одно  из 

следствий, быстрый износ расходных материалов. 

Наконец,  сложность  рабочего  оборудования  делает  практически  невозможным  одновременное 

использование двух резаков, подключенных к одному аппарату, что с успехом применяется при резке 

штучным электродом. 

Процесс плазменной резки (принцип работы плазмореза) 

Для начала определим, что же  есть плазма. В данном случае это нагретый электрической дугой 

до  высокой  температуры  (порядка  25000  °C)  воздух  в  ионизированном  состоянии.  Последнее 

означает,  что  он  утрачивает  свойства  диэлектрика  и  приобретает  способность  проводить 

электрический  ток.  В  процессе  резки  плазменный  поток  становится  проводником  для  тока, 

расплавляющего металл, и сам же его выдувает. 

Рабочий орган аппарата называется плазмотрон. Под этим словом подразумевается плазменный 

резак  с  кабель-шланговым  пакетом,  подключаемый  к  аппарату.  Иногда  плазмотроном  ошибочно 

называют  аппарат  плазменной  резки  целиком.  Разновидностей  плазмотронов  достаточно  много.  Но 

наиболее распространены и более всего пригодны для резки металлов плазмотроны постоянного тока 

прямой полярности. По виду дуги различают плазмотроны прямого и косвенного действия. В первом 

случае  разрезаемое  изделие  включено  в  электрическую  цепь,  и  дуговой  разряд  возникает  между 

металлической  деталью  и  электродом  плазматрона.  Именно  такие  плазмотроны  применяются  в 

устройствах,  предназначенных  для  обработки  металлов,  включая  и  аппараты  воздушно-плазменной 


 

 

344 



резки. 

Плазматроны 

косвенного 

действия 

применяются, 

в 

основном, 



для 

обработки 

неэлектропроводных материалов (у них электрическая дуга возникает в самом резаке). 

Сопло - важнейший элемент, определяющий возможности плазмо-трона. При плазменной резке 

применяются сопла небольшого (до 3 мм) диаметра и большой (9-12 мм) длины. От размера диаметра 

сопла  плазмотрона  зависит  количество  воздуха,  которое  способен  пропустить  плазмотрон,  этот 

параметр  необходимо  учитывать  при  подборе  компрессора.  Это  также  влияет  на  ширину  реза  и 

охлаждение  плазмотрона.  Что  касается  длины,  то  чем  она  больше,  тем  выше  качество  реза.  Однако 

чрезмерное  увеличение  этого  параметра  ведет  к  снижению  надежности  работы  и  быстрому 

разрушению сопла. Считается, что длина канала должна быть больше диаметра в 1,5-1,8 раза. 

Электродом  (катодом)  внутри  плазматрона  служит  металлический  стержень  -  другие 

конструкции  в  недорогих  аппаратах  не  применяются.  То  же  можно  сказать  и  о  материале: 

разновидностей изобилие, но массово используется лишь электрод из гафния. 

Теперь  о  рабочих  газах,  используемых  при  плазменной  резке.  Их  можно  разделить  на 

плазмообразующие  и  защитные  (транспортирующие).  Для  резки  в  обычных  плазменных  системах 

бытового назначения (сила тока дуги - ниже 200 А, максимальная толщина реза - до 50 мм)  сжатый 

воздух  применяют  и  как  плазмообразующий,  и  как  защитный  газ.  При  этом  достигается 

удовлетворительное  качество  реза,  хотя  и  наблюдается  некоторое  азотирование  и  окисление 

обрабатываемой  поверхности.  В  более  сложных  системах  применяются  иные  газовые  смеси, 

содержащие кислород, азот, водород, гелий, аргон. 

Даже  самые  доступные  аппараты  плазменной  резки  сложны  и  довольно  дороги  в  сравнении, 

например,  со  сварочными,  поэтому  к  выбору  недешевой  техники  нужно  подходить  осознанно. 

Прежде всего необходимо определиться, как обычно, с целями и задачами. 

Первый  параметр,  без  учета  которого  бесполезно  учитывать  остальные,  -  это  максимально 

допустимая  толщина  реза.  Данная  величина  обычно  приводится  для  углеродистой  стали,  реже  -  для 

нержавеющей,  еще  реже  -  для  алюминия  и  очень  редко  -  для  меди.  Поскольку  на  максимально 

допустимую глубину реза сильно влияет теплопроводность материала, то для сплавов на основе меди 

этот  показатель  примерно  на  30%  ниже,  чем  для  сплавов  на  основе  железа.  И  если  в  технических 

характеристиках аппарата заявлена максимально допустимая толщина реза стали в 10 мм, это будет 

означать, что максимальная глубина реза медных сплавов составит 7 мм. Таким образом, вторым по 

важности показателем станет тип сплава, с которым предстоит работать. 

Следующий  фактор  -  планируемый  режим  эксплуатации  плазмореза.  Как  и  в  случае  со 

сварочными  аппаратами,  он  определяется  параметром  "ПВ"  (продолжительность  включения), 

который  определяет  отношение  времени  работы  аппарата  ко  времени,  необходимому  для  его 

охлаждения.  В  некоторых  промышленных  аппаратах  плазменной  резки  ПВ  может  приближаться  к 

100%, для ручной же резки металла вполне достаточно 40-50%. 

На  практике  это  выглядит  следующим  образом.  Если  ПВ  плазмореза  составляет  50%,  то  в 

течение  часа  эксплуатации  он  должен  30  минут  работать  и  30  минут  остывать.  При  ручной  резке 

приходится  время  от  времени  перемещаться  или  перемещать  изделие  и  периодически  выключать 

кнопку  поджига  на  плазмотроне.  Это  время  как  раз  и  идет  в  зачет  охлаждения,  и  поэтому  работа 

кажется  непрерывной.  Такая  формула  дает  сбой  при  работе  с  толстыми  листами  металла  или  при 

автоматической  плазменной  резке  с  ЧПУ,  когда  время  реза  может  быть  значительным.  Дело  в  том, 

что  параметр  ПВ  определяется  для  10-минутного  цикла,  поэтому  в  начале  смены,  пока  аппарат 

холодный, он будет  отработать без перерыва и 15 минут даже при низком ПВ, а вот при цикличной 

работе может отключиться и после 5 минут непрерывной резки. 

Когда  ключевые  параметры,  определяющие  принципиальную  возможность  использования 

аппарата,  определены,  следует  уделить  внимание  такому  аспекту,  как  удобство  использования.  Тут 

первостепенное  значение  приобретает  мобильность,  точнее,  радиус  действия,  на  который  можно 

свободно удаляться от малоподвижного аппарата, "прикованного" к своему месту компрессором. Так, 

длина  кабель-шлангового  пакета  плазмотрона  может  варьироваться  до  десятков  метров.  Кстати, 

важна не только длина: некоторые производители заявляют ее на уровне 30 м и более, но "забывают" 

сообщить о том, имеются ли евроразъемы на плазмотроне и источнике. Если таких разъемов нет, то 

укоротить или удлинить плазмотрон вряд ли получится, и всякий раз разматывать его для того, чтобы 

резать небольшие по размерам листы, будет  утомительно. Главный же минус длинного плазматрона 

не  в  этом,  а  в  том  (и  производители  об  этом,  как  правило,  тоже  умалчивают!),  что  при  его  длине 

свыше  20  метров  наблюдается  потеря  мощности,  причем  довольно  ощутимая.  Поэтому  разумнее 

всего  выбирать  плазмотрон  небольшой  (6-12  м)  длины,  оснащенный  евроразъемом,  чтобы  при 

необходимости  была  возможность  удлинить  конструкцию,  используя  быстронаращиванмый 



 

 

345



удлинитель  плазмотрона.  Это  будет,  кстати,  удобно  и  при  работе  на  открытом  воздухе  в 

неблагоприятных  условиях,  когда  выносить  из  помещения  аппарат  нежелательно.  Однако,  как  уже 

отмечалось, использовать удлинитель нужно лишь в случае действительной необходимости. 

Очень важный вопрос - проблема расходных материалов: электродов (катодов) и сопел. Важно, 

чтобы  они  были  доступны  и  недороги.  Как  правило,  износ  этих  деталей  происходит  или 

одновременно  или  с  небольшим  "разбросом"  (один  катод  на  два  сопла).  Одного  сопла  в  среднем 

хватает на целую рабочую смену (при работе с деталями, толщиной до 10 мм). 

Момент,  не  относящийся  напрямую  к  плазматрону,  но  требующий  обязательного  учета  -  это 

система  подачи  воздуха.  Если  отбросить  самые  маломощные  модели,  оборудованные  встроенным 

компрессором и воспринимаемые многими профессионалами как малополезные игрушки, то следует 

помнить,  что  для  работы  плазматрону  нужен  мощный  компрессор.  И  не  он  один:  при  достаточно 

большом  расходе  воздуха  (100-250  л/мин  при  0,4-0,6  МПа)  жесткие  требования  предъявляются  и  к 

его  качеству,  а  значит  не  обойтись  без  вспомогательных  устройств  -  таких  как  влаго-  и 

маслоотделители,  фильтры.  Поступать  в  аппарат  воздух  должен  равномерно,  без  пульсаций, 

поскольку  они  серьезно  влияют  на  стойкость  сопел  и  электродов,  на  стабильность  поджига  дуги  и, 

как следствие, на качество реза, а значит, нужен объемный ресивер. 

Среди  современных  устройств  плазменной  резки  можно  выделить  отдельную  и  наиболее 

интересную  для  рядового  потребителя  категорию  -  переносные  инверторные  источники  плазмы, 

применяемые при ручной резке. Их основные достоинства: низкое энергопотребление, компактность, 

небольшой  вес,  эргономичный  дизайн.  Недостатки:  ограничение  по  максимальной  мощности  (не 

более  70  А),  и,  как  следствие,  по  максимальной  толщине  реза  (до  15-20  мм).  Также  придется 

мириться  с  невысокой  продолжительностью  включения  и  чувствительностью  к  перепадам 

напряжения.  Оборудование,  выходящие  за  рамки  этого  типа,  как  правило,  рассчитано  на 

промышленное применение.  

Большинство  аппаратов  с  плазмотронами  воздушного  охлаждения  пригодны  для  резки 

металлических  деталей  толщиной  до  50  мм.  Для  резки  деталей  толщиной  свыше  50  мм  или  для 

увеличения  производительности  применяют  более  сложные  и  дорогие  аппараты  с  плазмотронами 

водяного охлаждения 

Максимальная  глубина  реза  определяет  толщину  материала,  которая  может  быть  разрезана 

данным аппаратом  в принципе.  Скорость  работы  при  этом  в  расчет  не  берется.  Чтобы  комфортно  и 

быстро  работать  с  деталями  толщиной  3-4  мм,  следует  выбирать  аппарат,  максимально  допустимая 

глубина реза которого - 8-10 мм. 

Унифицированные  разъемы  для  плазмотронов  производятся  в  соответствии  с  европейскими 

стандартами  и  состоят  из  розеток  (со  стороны  источника  плазмы)  и  вилок  (со  стороны  резака). 

Преимущество  подобной  системы  заключается  в  возможности  при  необходимости  удлинить  или 

укоротить конструкцию без ощутимой потери мощности, прочности и электрического контакта. 

Износ  сопла  заключается  в  нарушении  его  геометрической  формы,  что  негативно  влияет  на 

качество реза. Износ же катода приводит к выработке стержня (допустимая глубина выработки - не 

более  1,5  мм),  в  результате  чего  может  произойти  пригорание  катода  к  головке  плазмотрона  и  его 

(плазмотрона) перегрев. 

При  минусовых  температурах  необходимо  соблюдать  определенные  меры  предосторожности. 

Поскольку в ресивере и шлангах образуется конденсат, который в случае замерзания может вывести 

из строя оборудование, то после  окончания работ шланги обязательно продувают, а сам компрессор 

хранят в помещении с плюсовой температурой. 

Таким образом, плазменная резка позволяет обрабатывать минимальную ширину реза, повысить 

производительность, ускорить процесс резки и достичь высокой точности.  

 

Литература 

 

1.    



http://energocut.com/preim_plasm

 

2.   Полевой  Г.В.,  Сухинин  Г.К.  Плазменная  и  газотермическая  обработка  материалов.  –  М.: 



Машиностроение, 1992. - 336 с. 

 

 



 

 

 



 

 

346 



РЕПРЕЗЕНТАТИВНЫЙ ОТБОР ПРОБ БЛОЧНОЙ СЕРЫ 

НА СЕРНЫХ КАРТАХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТЕНГИЗ 

 

Заурбеков С.А., Нуржанова А., Жетписбаев М.Г. 



КазНТУ  имени К.И.Сатпаева, г.Алматы, Республика Казахстан 

 

Объемы  открытого  хранения  серы  в  виде  больших  блоков  на  серных  картах  нефтегазовых 



предприятий  Казахстана  в  ближайшие  годы  будут  расти,  что  обуславливает  необходимость 

проведения мониторинга состояния без нарушения целостности блоков серных карт. 

Одним  из  важных  моментов  отбора  проб  блочной  серы  является  правильный  выбор 

репрезентативности отбора образцов. Репрезентативный отбор проб гарантирует, что группа отобранных 

образцов точно определяет физико-химическое состояние опробуемого объема блока в целом и в данное 

время.  Анализируемый  метод  относится  к  статистическим  и  позволяет  экстраполировать  результаты, 

полученные на основании нескольких образцов, на весь опробуемый участок в целом [1]. 

Репрезентативность отбора образцов – понятие комплексное и с точки зрения статистики может 

быть охарактеризовано по:  

– способу отбора,  

– количеству проб,  

– объему (вес) образца,  

– объединенной (смешанной) пробе,  

– гарантии и контролю качества.  

Существует  несколько  способов  репрезентативного  отбора  образцов  почвы  при  выборочном 

методе несплошного статистического наблюдения.  

Репрезентативные подходы к отбору проб:  

а) поверхностный отбор,  

б) случайный (рандомизированный) отбор,  

в) стратифицированный случайный (рандомизированный) отбор,  

г) отбор по систематической решетке (прямоугольной или треугольной), 

д) систематический случайный отбор,  

е) поисковый отбор,  

ж) поперечный отбор. 

 

 

 



Рисунок 1 – Рандомизированный отбор 

 

 



 

Рисунок 2 - Стратифицированный рандомизированный отбор 



 

 

347



 

 

Рисунок 3 - Отбор по систематической решетке 



 

 

 



Рисунок 4 - Систематический рандомизированный отбор 

 

 



Рисунок 5 - Поисковый отбор 

 

 



 

Рисунок 6 - Поперечный отбор 

 

Выбор  подхода  к  отбору  почвенных  образцов  определяется  характером  загрязнения  территории, 



целями и задачами (см. таблица 1).  

 

 



 

 

348 



Таблица 1 - Сравнение приемов репрезентативного отбора  почвенных образцов 

 

Цель отбора 



Прием отбора проб 

 

а 



б 

в 

г 



д 

е 

ж 



Определение опасности 



2* 




Идентификация источников загрязнения  



2* 




Начертание распространения загрязнения 



1** 




Оценка обработки и способов утилизации  





Подтверждение очистки  



1*** 


1** 


1*** 



 

Обозначения:  

а – поверхностный отбор,  

б – рандомизированный отбор,  

в – стратифицированный рандомизированный отбор,  

г – отбор по систематической решетке,  

д –систематический рандомизированный отбор,  

е – поисковый отбор,  

ж – поперечный отбор ;  

1 – предпочтительный подход,  

2 – допустимый (приемлемый),  

3 – умеренно приемлемый,  

4 – наименее приемлемый;  

* – должен применяться совместно с проведением полевого аналитического скрининга,  

** – предпочтителен лишь тогда, когда присутствуют известные тенденции,  

***  –  допускается  для  статистического  подтверждения  верификации  очистки,  если  отбор 

проводится на всем участке в целом.  

 

По  мнению  большинства  специалистов,  при  полевых  испытаниях  технологий  наилучшим 



образом  зарекомендовал  себя  метод  отбора  по  систематической  гексагональной  решетке.  Отбор  по 

систематической  решетке  включает  в  себя  деление  территории  с  помощью  квадратной  или 

треугольной  решетки  и  отбор  образцов  в  месте  пересечения  линий  решетки  (см.  рисунок  7).  Выбор 

источника  и  направления  для  размещения  решетки  проводят  с  использованием  исходной 

произвольной точки. Из этой точки строят оси координат и решетку поверх всего участка. Расстояние 

между  точками  отбора  в  систематической  решетке  определяется  на  основании  размера  участка  и 

количества образцов, которые должны быть отобраны [2]. 

На  втором  этапе  отбираются  пробы  в  точках  2.  делящих  стороны  прямоугольника  АВСД 

пополам,  и  в  точке  О,  соответствующей  пересечению  его  диагоналей.  Если  физико-химическое 

состояние  проб,  отобранных  в  этих  точках,  остается    неизменным  по  отношению  к  пробам, 

отобранных в точках А,Б,С,Д  дальнейшее сгущение сетки прекращается. 

В противном случае  отбор проб  осуществляется в  точках 3,  находящихся в серединах отрезков 

между  точками  ,  где  отбор  произошел  ранее  на  первых  и  вторых  этапах.  При  необходимости 

расстояние  между  точками  уменьшается  и  далее  по  выше  рассмотренному  принципу,  т.е.  путем 

деления пополам расстояние между точками, где отбор происходил на предшествующем этапе. 

Идентификационный  номер  отбираемой  пробы    должен  указывать  место  и  глубину  отбираемой 

пробы. 

Определение  места  осуществляется  с  помощью  прямоугольной  системы  координат,  осью 



абсцисс  которой  является    линия  АД,  а  осью  ординат  линия  АВ.  Расстояние  между  смежными 

точками отбора по осям координат условно принимается за единицу(цифры в скобках на рисунке 7). 

Координаты  любой  точки,  где  произошел  отбор  проб,  например,  в  точке  О  будут  (2,2),  а  ее 

идентификационный  номер  будет  (2,2)0.  Цифра  ноль    указывается  ,  что  проба  отобрана  на 

поверхности серного блока. В противном случае, последняя цифра указывает глубину отбора пробы. 


 

 

349



АВСД - контур, ограничивающий отбор проб от края блока; 

I. 2, 3 и т.д. - номер этапа  отбора проб; 

(0), (1), (2), (3) и т.д. - координаты точек отбора по оси абсцисс, м; 

(0). (1), (2), (3) и т.д. - координаты точек отбора по оси ординат, м; 

S - расстояние от края блока для безопасного ведения работ, м. 

Рисунок 7 - Последовательность и точки отбора 

 

Зная  расстояние  между  смежными  точками  пробоотбора,  определяют  реальные  координаты 



точек отбора проб. 

Достоинством предлагаемой методики отбора проб является возможность прекращения опробования 

(сгущения сети) на любом этапе, когда дальнейший  отбор проб  проводить нецелесообразно  (например, 

при неизменности физико-химического состояние образцов, отобранных в двух смежных точках). 

Таким образом, наиболее приемлемой методикой отбора проб из серных блоков является их отбор в 

узлах прямоугольной  решетки. При необходимости ( изменения физико-химического состояния смежных 

проб), размер ячеек решетки уменьшается, что повысит качество работ по отбору проб. 

 



1   ...   52   53   54   55   56   57   58   59   ...   81


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал