MATHEMATICAL MODELING AND CAD-BASED DESIGN OF POLYCATENOID-SHAPED PISTON-STRIKERS FOR PNEUMATIC PERFORATORS
Abstract
This paper considers a method of mathematical modeling for the transformation of a piston-striker geometry from a conventional cylindrical shape to a polycatenoid form. The transition between the geometric configurations is described as a parametric transformation process based on continuous and smooth mathematical relationships. Such an approach ensures the preservation of the main geometric characteristics of the initial shape while enabling the gradual formation of the parameters of the final geometry.
Special attention is paid to maintaining the continuity and differentiability of the geometric model, which makes it possible to eliminate sharp discontinuities and geometric breaks in the transition zone. Based on the developed mathematical model, the polycatenoid section of the piston-striker was designed using computer-aided design (CAD) software. The proposed approach can be applied in the design of impact elements of mining machines in order to optimize their geometry, reduce stress concentration, and improve load distribution within the structure.
About the Authors
List of references
Алимов О. Д., Дворников Л. Т. Бурильные машины. М., «Машиностроение», 1976 г.
Бронштейн И. Н., Семендяев К . А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. Изд. перераб. - М.: Наука, 1980.
Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. Изд. 10-е. М.: Наука, 1973.
Жуков И. А., Дворников Л. Т. Теоретические обоснования форм ударяющих тел для машин ударного действия. В кн.: Наука и молодежь: на рубеже тысячелетий: Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / Под общей редакцией СМ. Кулакова / СибГИУ. - Новокузнецк, 2000.
Жуков И. А. Применение ЭВМ в исследовании формирования ударного импульса в стержнях при ударе по ним бойками различных форм. В кн.: Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / Под общей редакцией С. М. Кулакова / СибГИУ. -Новокузнецк, 2002.
Дворников Л. Т., Жуков И. А. Анализ форм бойков ударных механизмов с точки зрения рациональности их применения. - В кн.: Наукоемкие технологии разработки и использование минеральных ресурсов: Материалы Международной научно-практической конференции. Сборник научных статей/. Под редакцией В. Н. Фрянова. Новокузнецк, 2003г.
Дворников Л. Т., Жуков И. А. Использование катеноидальных бойков в ударных системах технологического назначения. - В кн.: Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (СИБРЕСУРС-9-2003): Доклады 9-й Международной научно-практической
Technical Requirements and Test Methods for Pneumatic Perforators, State Standard of Russia. Moscow, 1999.
Ivanov K.I., Latyshev V.A., Andreev V.D. (1987). Drilling Technology in the Development of Mineral Deposits, M.: Nedra,. 272 p.
Gabov V.V., Lykov Yu.V. (2010). Design of Drilling Machines for Underground Works., Saint Petersburg.
Mishchenko O.A., Tishchenko V.P. Life Safety, Pacific State University Publishing House, 2014. - 338 .
Krupenin V.L. (2009). Impact and Vibro-Impact Machines and Devices. Bulletin of Scientific and Technical Development, No. 4 (20).
Tulkin, Annakulov; Ziyadov, Nusratullo; Abdikarimov, Farhod. Analysis of overburden transportation by conveyor transport as part of a cyclic-flow technology. E3S Web of Conferences.Том 414. 25 August 2023. Номер статьи 06006. 6 September 2023. Код 191994. DOI 10.1051/e3sconf/202341706006.
Annakulov, T., Gaibnazarov, S., Askarov, A., Mamadieva, L. Prospects for the use of cyclic-flow technology for the transportation of rocks at the Yoshlik-1 quarry of JSC Almalyk mining and metallurgical combine. E3S Web of Conferences, Том 414. 25 August 2023. Номер статьи 06007. 6 September 2023. Код 191994. DOI 10.1051/e3sconf/202341706007.
Bulatov, G., Annakulov, T. Investigation of the width of the entry of an excavator when loading a mobile crushing plant in the conditions of the Angren coal mine of Uzbekistan. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021, 937(4), 042088. DOI 10.1088/1755-1315/937/4/042088.
Annakulov, T. Development of technological schemes for open-pit mining of deposits using mobile crushing-reloading-conveyor complexes. E3S Web of Conferences, 2020, 201, 01010. DOI 10.1051/e3sconf/202020101010.
Annakulov T. J., Temirov K. M., Otajonov B.O., Yunusov J. F., Norimonov Sh.N. Justification of equipment parameters for mobile crushing-reloading-conveyor complexes in open-pit mining. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2025;(12-3):5—22. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_123_0_5.
How to Cite
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.