Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки
Influence on labour input and power consumption of processing of some rocks of the maintenance in their chemical compound oxides aluminium and iron is considered.
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2010
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23459 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки / В.В. Пегловский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 536-540. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859711102721458176 |
|---|---|
| author | Пегловский, В.В. |
| author_facet | Пегловский, В.В. |
| citation_txt | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки / В.В. Пегловский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 536-540. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | Influence on labour input and power consumption of processing of some rocks of the maintenance
in their chemical compound oxides aluminium and iron is considered.
|
| first_indexed | 2025-12-01T04:53:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
536
10. Григорович М. Е. Методические указания по поиску и перспективной оценке место-
рождений цветных камней. – Вып. 12. Декоративно–облицовочные камни / Под ред.
Е. Я. Киевленко. – М.: Изд–во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1977. – 90 с.
11. Морозова Н. И. Методические указания по поиску и перспективной оценке месторо-
ждений цветных камней. – Вып. 18. – Иризирующие полевые шпаты / Под ред. Е. Я.
Киевленко. – М.: Изд–во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1978. – 74 с.
12. Ардамацкий А. Л. Алмазная обработка оптических деталей. – М.: Машиностроение,
1978. – 232 с.
Поступила 26.02.10
УДК 679.8
В. В. Пегловский, канд. техн. наук
Научно-технологический алмазный концерн «Алкон» НАН Украины, г. Киев
ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ И ЖЕЛЕЗА
В ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ ГОРНЫХ ПОРОД НА ТРУДОЕМКОСТЬ
И ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ИХ ОБРАБОТКИ
Influence on labour input and power consumption of processing of some rocks of the main-
tenance in their chemical compound oxides aluminium and iron is considered.
Введение
При исследовании физико-механических свойств некоторых природных камней (гор-
ных пород и минералов) замечено, что их прочностные свойства (предел прочности при сжа-
тии, твердость и др.) зависят от наличия и процентного содержания в их составе определен-
ных компонентов: оксидов кремния, алюминия, железа и некоторых других 13. В свою
очередь, изменение прочностных свойств горных пород влияет на трудоемкость и энергоем-
кость их обработки 1; 4; 5. Такие породы, в том числе разведанные и добываемые в Украи-
не 6, обрабатывают преимущественно с использованием алмазно-абразивной технологии. В
этой связи исследование влияния на трудоемкость и энергоемкость обработки (алмазного
шлифования) горных пород их химического состава является актуальной задачей камнеобра-
батывающего производства.
Методика исследований
Каждый из минералов (породообразующих или второстепенных) в составе горной по-
роды, является определенным химическим соединением. По общему химическому составу
горной породы можно судить о свойствах этого полиминерального конгломерата в целом.
При исследовании природных камней один из известных специалистов в этой области
академик Е. Я. Киевленко, чья классификация природных камней является наиболее близкой
к принятой в Украине 7, при описании их химического состава различает несколько основ-
ных компонентов этих камней: оксиды кремния SiO2, алюминия Al2O3 , железа Fe2O3,
FeO, кальция CaО и магния MgO. Эти компоненты занимают наибольший процент в хи-
мическом составе природных камней 810.
Настоящая работа посвящена исследованию влияния содержания оксидов алюминия и
железа на трудоемкость и энергоемкость алмазно-абразивной обработки (шлифования) гор-
ных пород.
В качестве исследуемых горных пород были выбраны мраморный оникс, мрамор
«TISD», офиокальцит, серпентинит, родонит, скарн, роговик, амазонит, лабрадорит, жадеит и
джеспилит.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
537
Химический состав исследованных видов горных пород по выбранным компонентам
приведен в табл. 1.
Таблица 1. Химический состав некоторых видов горных пород и минералов
Горная порода (происхожде-
ние)
Содержание компонента в породе, %
Al2O3 Fe2O3
1
SiO2 CaО MgO Проч
Мраморный оникс
Карлюкский (Казахстан)
(1.1; 3.1)
(2.1; 4.1)
56 44
Офиокальцит (Россия)
4,1
(1.2; 3.2)
0,9 18,4 24,6 20,4 31,6
Родонит (Россия)
16,7
(1.3)
0,8 39,3 1,9 21,8 19,5
Амазонит (Россия)
20,5
(1.4)
0,3 67,2 0,0 1,2 10,8
Лабрадорит
Головинский (Украина)
26,24
(1.5)
5,05
(4.2)
53,55 10,5 - 4,66
Жадеит (Россия)
28,0
(1.6; 3.5)
2,1 56,8 5,6 1,4 6,1
Серпентинит (Россия)
25
(3.4)
5
(2.2)
44 1 14 11
Роговик (Россия)
11,7
(3.3)
10,3
(2.3; 4.3)
52,8 6,8 6,0 12,4
Мрамор «TISD» (Индия) 1,0
13,3
(2.4; 4.4)
28,7 14,6 22,8 19,6
Скарн датолитовый
(Россия)
3,5
17,0
(2.5)
23,2 7,6 21,6 27,1
Джеспилит (Украина) 2,5
25,0
(2.6; 4.5)
47,0 0,5
Примечание. 1 общее содержание Fe2O3 + FeO.
В скобках указаны порядковые номера материалов, выбранных для построения каждой
из исследуемых зависимостей: 1.1-1.6 и 2.1-2.6 для трудоемкости шлифования при изменении
содержания в химическом составе пород оксидов соответственно алюминия и железа; 3.1-3.5 и
4.1-4.5 для энергоемкости обработки при изменении содержания этих же компонентов.
К прочим компонентам отнесены оксиды натрия (Na2O) и калия (K2O), карбонаты
кальция (CaCo3), магния (MgCо3) и др.
Выбранные для исследований горные породы различаются содержанием в них рас-
сматриваемых компонентов 13; 810. Содержание этих компонентов примерно соответст-
вовало ряду 0, 5, 10, …, 25, 30 с некоторыми отклонениями по каждому из компонентов при
исследовании разных параметров (трудоемкости и энергоемкости) процесса шлифования.
При исследовании содержания оксидов железа учитывали суммарное содержание оксидов
Fe2O3 и FeO.
Относительную трудоемкость и энергоемкость шлифования различных материалов (t,
е) определяли относительно трудоемкости и энергоемкости шлифования мраморного оникса
Карлюкского месторождения (Казахстан) как наиболее легко обрабатываемого и наименее
энергоемкого в обработке материала из исследуемых видов пород. Относительную трудоем-
кость определяли по формуле: t = QО / QМ; энергоемкость е = NМ / NО, где QО QМ объем-
ная производительность шлифования соответственно мраморного оникса и исследуемого
материала; NМ, NО мощность, потребляемая при шлифовании соответственно исследуемого
материала и оникса.
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
538
Методика определения объемной производительности шлифования исследованных
видов горных пород в соответствии со способом 11 приведена в 4; методика определения
энергоемкости шлифования горных пород и ее значения для некоторых видов пород в 5.
Экспериментальные исследования по определению объемной производительности
шлифования проводили на шлифовально-полировальном станке модели 3ШП-320. Техноло-
гические параметры обработки природных камней приведены в табл. 2.
Таблица 2. Технологические параметры обработки природных камней
Технологический параметр Единицы измерения Значение
Частота вращения шпинделя. об./мин 97
Частота двойных ходов поводка дв. ходов/мин 48
Усилие прижима Н 600
Несимметрия штриха мм 80
Эксцентриситет штриха мм 0
Длина штриха мм 40
При проведении экспериментов использовали алмазный круг типа 6А2П 400540
АС32 400/315 М1-10-1-100.
Образцы из горных пород выбранных видов изготовляли размером 10010020–25 мм.
Результаты
На рис. 1 представлены аппроксимированные степенными функциями (Y = C
+ b)
зависимости относительной трудоемкости шлифования горных пород от содержания в их
химическом составе оксидов алюминия и железа, а в табл. 3 (стр. 1, 2) представлены сведе-
ния о коэффициентах регрессии данных зависимостей.
Рис. 1. Зависимости трудоемкости шлифования горных пород от содержания в их составе:
1 – оксида алюминия (Al2O3); 2 – оксида железа (Fe2O3)
Из данных рис. 1 и табл. 3 следует, что с повышением содержания рассматриваемых ком-
понентов в составе горных пород трудоемкость их обработки (шлифования) быстро повышается.
Показатели степени для указанных зависимостей составляют: для оксидов алюминия 1,737, для
железа 2,278. Как видим, оксиды железа сильнее влияют на трудоемкость шлифования камней,
чем алюминия. Однако вследствие большой ошибки аппроксимации (например, для оксидов алю-
миния 42 %) эти зависимости могут свидетельствовать лишь об имеющихся тенденциях процесса
шлифования рассматриваемых видов горных пород.
РАЗДЕЛ 3. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ИНСТРУМЕНТЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
539
Аппроксимированные линейными функциями (Y = + b) зависимости относитель-
ной энергоемкости шлифования природных камней от содержания в них оксидов алюминия
и железа показаны на рис. 2. Значения коэффициентов регрессии этих зависимостей приве-
дены в табл. 3.
Рис. 2. Зависимости относительной энергоемкости шлифования горных пород от содержа-
ния в них: 1 – оксида алюминия (Al2O3); 2 – оксида железа (Fe2O3)
Таблица 3. Значения коэффициентов регрессий исследуемых зависимостей
Зависимость
Значения
Значения
С
Значения
b
1 на рис. 1 0,241 1,737 0,432
2 на рис. 1 0,14 2,278 -0,078
1 на рис. 2 0,023 1,047
2 на рис. 2 0,031 1,048
Из данных рис. 2 и табл. 3 следует, что влияние оксидов алюминия и железа на энер-
гоемкость обработки (шлифования) исследованных видов горных пород почти одинаковое
(оксида железа несколько сильнее), а повышение содержания обоих компонентов в составе
таких пород приводит к повышению энергоемкости их обработки. Причем низкая ошибка
этих зависимостей (до 10 %) свидетельствует об объективных закономерностях процесса
шлифования исследованных горных пород.
Выводы
В результате проведенных исследований установлено, что наличие оксидов алюминия
и железа в составе некоторых видов горных пород (декоративных и полудрагоценных кам-
ней), используемых для изготовления различных изделий из камня, существенно влияет на
трудоемкость и энергоемкость шлифования этих пород.
Так трудоемкость обработки исследованных горных пород при повышении содержа-
ния определенных компонентов многократно повышается по степенной зависимости (при-
близительно квадратичная зависимость), а энергоемкость обработки в соответствии с линей-
ной зависимостью примерно в 1,5-2 раза.
Полученные результаты можно использовать при определении технологических парамет-
ров шлифования горных пород и изготовлении различных изделий, установлении технологиче-
ских и определении технико-экономических параметров производства таких изделий.
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
540
Литература
1. Сидорко В. И., Пегловский В. В., Ляхов В. Н. Влияние содержания оксида кремния в
природных камнях на их прочностные свойства, производительность алмазного шлифо-
вания и потребляемую мощность // Сверхтвердые матер. – 2008. – № 5. – С. 64–71.
2. Исследование влияния некоторых компонентов химического состава природных кам-
ней на их прочностные свойства / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов, Е. М.
Поталыко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и
технологии его изготовления и применения. – К.: Изд-во ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН
Украины. 2008. Вып. 11. – С. 444449.
3. Изучение влияния минералогических составляющих природного камня на его проч-
ностные свойства / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов, Е. М. Поталыко //
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технологии
его изготовления и применения. К.: Изд-во ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины..
2007. Вып. 10. С. 482487.
4. Исследование влияния прочностных свойств природных камней на трудоемкость их
алмазного шлифования / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов, Е. М. Поталы-
ко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и техно-
логии его изготовления и применения. – К.: Изд-во ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Ук-
раины. 2009. Вып. 12. – С. 495500.
5. Исследование влияния прочностных свойств природных камней на мощность потреб-
ляемую при алмазном шлифовании / В. И. Сидорко, В. В. Пегловский, В. Н. Ляхов, Е.
М. Поталыко // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – тех-
ника и технологии его изготовления и применения. – К.: Изд-во ИСМ им. В. Н. Бакуля
НАН Украины. 2008. Вып. 11. – С. 449453.
6. Гелета О. Л. Дослідження зовнішньоекономічного обігу декоративного каміння в
Україні (2008 р.) // Коштовне та декоративне каміння: Інформ.-довідкове вид. К.:
Вид-во ДГЦ МФУ. – 2009. – № 56 (2). С. 2832.
7. Постановление Кабинета Министров Украины «Об общей классификации и оценке
стоимости природного камня» от 27 июля 1994 г. № 512.
8. Григорович М. Е. Методические указания по поиску и перспективной оценке место-
рождений цветных камней. – Вып. 12. Декоративно-облицовочные камни / Под ред. Е.
Я. Киевленко. – М.: Изд-во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1977. – 90 с.
9. Морозова Н. И. Методические указания по поиску и перспективной оценке месторо-
ждений цветных камней. – Вып. 18. Иризирующие полевые шпаты / Под ред. Е. Я.
Киевленко. – М.: Изд-во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1978. – 74 с.
10. Григорович М. Б. Методические указания по поиску и перспективной оценке место-
рождений цветных камней. – Вып. 19. Амазонит и амазонитовые породы / Под ред. Е.
Я. Киевленко. – М.: Изд-во ЦСПХП Мингеологии СССР ВГФ, 1978 – 54 с.
11. Пат. 33227 Украина, МПК (2006). B28D 1/00. Спосіб визначення оброблюваності ка-
меню / В. І. Сидорко, В. В. Пегловський, В. Н. Ляхов, О. М. Поталико. – Заявл.
21.02.08; Опубл. 10.06.08, Бюл. № 11.
Поступила 26.02.10
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-23459 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0065 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T04:53:15Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пегловский, В.В. 2011-07-04T15:36:33Z 2011-07-04T15:36:33Z 2010 Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки / В.В. Пегловский // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 536-540. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. XXXX-0065 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23459 679.8 Influence on labour input and power consumption of processing of some rocks of the maintenance in their chemical compound oxides aluminium and iron is considered. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки Пегловский, В.В. Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| title | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки |
| title_full | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки |
| title_fullStr | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки |
| title_full_unstemmed | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки |
| title_short | Влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки |
| title_sort | влияние содержания оксидов алюминия и железа в химическом составе горных пород на трудоемкость и энергоемкость их обработки |
| topic | Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| topic_facet | Техника и технология производства твердых сплавов и их применение в инструменте для различных отраслей промышленности |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/23459 |
| work_keys_str_mv | AT peglovskiivv vliâniesoderžaniâoksidovalûminiâiželezavhimičeskomsostavegornyhporodnatrudoemkostʹiénergoemkostʹihobrabotki |