
ГОРНЫЕ МАШИНЫ
Анализ напряженно-деформированного состояния ударно-поршневой группы гидравлического ударного механизма с применением CAD/CAЕ
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2026-7-70-76
Аннотация
В статье рассмотрены вопросы моделирования взаимодействия поршня-бойка и инструмента гидравлического ударного механизма с целью определения зон и областей в соударяемых деталях, подвергающихся наибольшим нагрузкам. Исследования выполнены с применением имитационного моделирования ударно-поршневой группы гидромолота ВКП.250 в программном комплексе ?Solidworks?, в приложении ?Нелинейная динамика?. Определены напряжения и перемещения в узлах, возникающие в период взаимодействия поршня-бойка с инструментом, проанализирован характер распределения напряжений и перемещений для каждого шага решаемой задачи. Наибольшие напряжения сконцентрированы в месте соударения поршня-бойка и инструмента, на рабочей части инструмента, в месте его фиксации с помощью стопорного пальца, а также на распределительных поясках поршня-бойка. Приведенный эксперимент представляет особый интерес для дальнейшего исследования эффективности передачи энергии от поршня-бойка к инструменту с учетом выбора соответствующих конструкционных материалов для их изготовления, конструктивных параметров и формы, что позволит повысить время безотказной работы ударно-поршневой группы гидравлического ударного механизма.
Список литературы
- Лагунова Ю.А., Митусов А.А., Решетникова О.С. Специфические особенности эксплуатации механизмов ударного действия // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горношахтного и нефтепромыслового оборудования. 2016, Т. 1. С. 72–75. Lagunova Yu.A., Mitusov A.A., Reshetnikova O.S. Specific features of the exploitation of mechanisms of impact action. Aktual'nye problemy povysheniya effektivnosti i bezopasnosti ekspluatatsii gornoshahtnogo i neftepromyslovogo oborudovaniya. 2016;(1):72-75. (In/ Russ.).
- Lulu G., Dongyue W., Shite W. Research on the performance of hydraulic vibratory hammer with coupled dynamic model. SN Applied Sciences. 2022;4(10):259.
- Kang Y.K., Jang J.S. A Study on the Automatic Impact Force Control Mechanism Design for the Hydraulic. Journal of Drive and Control. 2022;19(3):1-8.
- Reshetnikova O.S., Kyzyrov K.B., Yurchenko V.V. Structural synthesis of hydraulic impact mechanisms with a combined control body. NEWS of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences. 2024;(1):201-217.
- Митусов А.А., Щепеткин Г.В. Структурный синтез объемных двигателей ударных машин / Тезисы докл. республиканской конференции молодых ученых. Алма-Ата: КазПТИ, 1972. С. 28-30.
- Оптимизация рабочего цикла гидравлического ударного механизма с совмещенным органом управления / О.С. Решетникова, К.Б. Кызыров, Г.С. Жетесова и др. // Уголь. 2025;(2):93-99. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-2-93-99. Reshetnikova O.S., Kyzyrov K.B., Zhetesova G.S., Yurchenko V.V., Zharkevich O.M., Ashimbayev D.A. Optimization of the hydraulic hammer operating cycle with combined control unit. Ugol’. 2025;(2):93-99. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2025-2-93-99.
- Александров Е.В., Соколинский В.Б. Прикладная теория соударения стержней с торцами произвольной формы. М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1964. 32 с.
- Sokolski M. Development Trends and Research Problems of Hydraulic Hammers for Mining and Civil Engineering. In: Sokolski M. (eds) Mining Machines and Earth-Moving Equipment. Springer, Cham., 2020 https://doi.org/10.1007/978-3-030-25478-0_9.
- Обзор и анализ технических решений для повышения долговечности и улучшения технологичности элементов ударных узлов бурильных машин / А.В. Теплякова, А.М. Азимов, Л. Алиева и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2022;(9):120-132. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_120. Teplyakova A.V., Azimov A.M., Alieva L.A., Zhukov I.A. Improvement of manufacturability and endurance of percussion drill assemblies: review and analysis of engineering solutions. Gornyj informatsionnoanaliticheskijbyulleten'. 2022;(9):120-132. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236_1493_2022_9_0_120.
- Жуков И.А., Дворников Л.Т. Бойки ударных механизмов, имеющие аналитическое решение // Справочник. Инженерный журнал. 2008. № 10. С. 17-20. Zhukov I.A., Dvornikov L.T. Arc brisk the shock mechanisms, having the analytical decision. Spravochnik. Inzhenernyj zhurnal. 2008;(10):17-20. (In Russ.).
- Болобов В.И., Бочков В.С. О возможности повышения износостойкости быстроизнашиваемых элементов горно-обогатительного оборудования термомеханической обработкой // Записки горного института. 2016. Т. 221. С. 688-691. Bolobov V.I., Bochkov V.S. On capabilities of thermomechanical treatment in increasing durability of short service life elements of mining аnd processing equipment. Zapiski Gornogo instituta. 2016;(221):688-691. (In Russ.).
- Bolobov V.I., Binh L.T., Chupin S.A., Plashchinsky V.A. Dependence of the lifelength of a hydraulic hammer pick on the wear resistance of its material. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020;(5):68-79. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2020-5-0-68-79.
- Теплякова А.В., Алиева Л., Жуков И.А. Компьютерное моделирование динамических процессов в элементах бурильных машин ударного действия // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 19. С. 161-171. Teplyakova A.V., Alieva L.A., Zhukov I.A. Computer simulation of dynamic processes in elements of impact drilling machines. Transportnoe, gornoe i stroitel'noe mashinostroenie: nauka i proizvodstvo.т2023;(19):161-171. (In Russ.).
- Zhukov I.A., Martyushev N.V., Zyukin D.A. et al. Modification of Hydraulic Hammers Used in Repair of Metallurgical Units. Metallurgist. 2023;(66):1644-1652.
- Трубин А.С., Баранов Ю.Н. Аналитическое описание движения бойка гидромолота и его показатели экономичности энергопреобразования // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. 2022. № 2. С. 150-158. Trubin A.S., Baranov Yu.N. Analytical description breaker drives and its indicators economy of energy conversion. Nauchno-tehnicheskijvestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta. 2022;(2):150-158. (In Russ.).
- Городилов Л.В., Ефимов В.П., Кудрявцев В.Г. Моделирование процесса взаимодействия системы ?боек – инструмент? с горным массивом на стенде // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2013. № 4. С. 116-124. Gorodilov L.V., Efimov V.P., Kudryavtsev V.G. Simulation of the interaction between the ‘striking head-tool’ system and the rock mass on a test bench. Fiziko-tehnicheskie problemy razrabotki poleznykh iskopaemykh. 2013;(4):116-124. (In Russ.).
- Ураимов М., Султаналиев Б.С. Гидравлические молоты. Основы создания, обобщение опыта производства и эксплуатации гидравлических молотов ?Импульс?. Бишкек: Илим, 2003. 240 с.
- Результаты экспериментальных исследований гидроимпульсного механизма для бурения пилотных скважин / Л.А. Саруев, А.В. Шадрина, К.В. Мельнов и др. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021;332(12): 103-113. Saruev L.A., Shadrina A.V., Melnov K.V., Saruev A.L. Results of experimental studies of the hydraulic pulse mechanism for drilling pilot wells during pipeline laying. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2021;332(12):103-113. (In Russ.).
- Митусов А.А., Решетникова О.С. Анализ методов машинного эксперимента по исследованию характеристик гидродвигателей ударного действия // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2006;(8):54-59. Mitusov A.A., Reshetnikova O.S. Analysis of machine experiment methods for investigating characteristics of shock-action hydraulic motors. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten'. 2006;(8):54-59. (In Russ.).
- Кравченко В.А., Ределин Р.А. Методика инженерного расчета гидроударника с управляемой камерой рабочего хода / Ударно-вибрационные системы, машины и технологии: Материалы III международ. науч. симп. Орел: ОрелГТУ, 2006. С. 93-97.
- Chen H., Shi B., Guo H. Numerical Simulation and Experimental Study of Piston Rebound Energy Storage Characteristics for Nitrogen-Hydraulic Combined Impact Hammer. Machines. 2025;13(9):7.https://doi.org/10.3390/machines13020097.
Для цитирования
Анализ напряженно-деформированного состояния ударно-поршневой группы гидравлического ударного механизма с применением CAD/CAЕ / А.С. Берг, О.С. Решетникова, К.Б. Кызыров и др. // Уголь. 2026;(7):69-75. DOI: 10.18796/0041-5790-2026-7-70-76.
Поступила в редакцию:
Поступила после рецензирования: 18.06.2026
Принята к публикации: 30.06.2026











