Дискове та алмазно-канатне різання гранітів: порівняння технологій для промислової ефективності
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2025-2(96)-31-37Ключові слова:
дискове різання, алмазно-канатне різання, граніт, енергоефективність, собівартість, швидкість різання, втрати матеріалу, каменеобробка, екологічні вимоги, технологічна оптимізація, промислова ефективністьАнотація
У статті здійснено комплексний порівняльний аналіз дискового та алмазно-канатного різання гранітів, зосереджуючись на критеріях швидкості, енергоефективності, експлуатаційних витрат та собівартості. Дослідження проведено в контексті сучасних викликів каменеобробної промисловості, що зумовлені зростанням попиту на натуральний камінь (ринок зростає з 42,04 млрд дол. США у 2024 р. до прогнозованих 43,69–85,09 млрд дол. США у 2025 р.), посиленням екологічних вимог та необхідністю оптимізації ресурсів. Порівняння базується на стандартизованих показниках: швидкість різання (м²/год), енергоефективність (кВт·год/м²), експлуатаційні витрати ($/м²) та собівартість ($/м²). Дискове різання демонструє вищу швидкість (до 3,5 м²/год), особливо для малих і середніх блоків, завдяки безперервному контакту інструменту та швидкості подачі (50–100 мм/с). Алмазно-канатне різання (2,25 м²/год) ефективніше для великих блоків завдяки гнучкості канату та меншій товщині пропилу (7–12 проти 12–18 мм для дисків), що знижує втрати матеріалу (30 % проти 40 %) та відхилення від вертикальності (±1 проти ±3 мм). Енергоефективність канатного методу вища (6–8 проти 12–15 кВт год/м²), а витрати на воду менші (15–20 проти 60–80 л/хв). Собівартість канатного різання нижча (3,0–3,5 $/м²) завдяки меншим втратам матеріалу та енергії, тоді як дискове різання більш економне для малих обсягів через нижчі витрати на інструменти (0,7–1,1 $/м²). Результати свідчать, що дискове різання доцільне для швидкісного масового виробництва, а алмазно-канатне – для великих блоків, де пріоритетом є економія сировини та екологічність. Дослідження пропонує рекомендації щодо оптимізації технологічних режимів, що сприяють зниженню витрат на 18–40 % та підвищенню конкурентоспроможності галузі на глобальному ринку.
Посилання
Konstanty, Z. et al. (2021), «The mechanics of sawing granite with diamond wire», International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol. 116, pp. 2591–2597, doi: 10.1007/s00170-021-07577-3.
Sydorenko, V. and Mykytenko, O. (2025), «Analysis of specific electricity consumption in disc cutting of granites of various hardness», Visti Donetskoho hirnychoho instytutu, No. 1, рр. 57–65, [Online], available at: https://jdmi.donntu.edu.ua/en/archive/№1-2025/analysis-of-specific-electricity-consumption-in-disc-cutting-of-granites-of-various-hardness/
Zhang, J.S. et al. (2004), «The Experiment Research of Diamond Wire-Saw in Quarrying Granite with High Efficiency», Materials Science Forum, Vol. 471–472, pp. 117–122, doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.471-472.117.
Sekretov, M.V. and Rakhutin, M.G. (2024), «Loading of Diamond Wire Saw of Stone Cutting Machine», Journal of Mining Science, Vol. 60, pp. 124–132, doi: 10.1134/S1062739124010149.
Martínez Verdú, F.M. et al. (2017), «Design of a thin circular sawblade for natural stone sawing process», Advances in Mechanical Engineering, doi: 10.1177/1687814017730533.
Pershin, G.D. and Ulyakov, M.S. (2014), «Analysis of the effect of wire saw operation mode on stone cutting cost», Journal of Mining Science, Vol. 50, No. 2, pp. 310–318, doi: 10.1134/S1062739114020148.
Mamrai, V.V., Korobiichuk, V.V., Kryvoruchko, A.O. et al. (2020), «Vplyv rezhymnykh parametriv dyskovoi mashyny na znoshennia almaznoho instrumentu», Tekhnichna inzheneriia, Issue 1 (85), рр. 208–214, doi: 10.26642/ten-2020-1(85)-208-214.
Korobiichuk, V., Leonets, I., Shamrai, V. et al. (2025), «Shlam kameneobrobnykh pidpryiemstv: perspektyvy vykorystannia yak domishky v keramichnii promyslovosti», Tekhnichna inzheneriia, Issue 1 (95), рр. 138–144, doi: 10.26642/ten-2025-1(95)-138-144.
Korobiichuk, V.V., Kyrylenko, N.P., Makhno, A.M. et al. (2023), «Intehratsiia yevropeiskoho dosvidu otsinky yakosti pryrodnoho kameniu v Ukrainu», Tekhnichna inzheneriia, Issue 2 (92), рр. 217–224, doi: 10.26642/ten-2023-2(92)-217-224.
Shamrai, V.I., Korobiichuk, V.V. and Leonets, I.V. (2021), «Otsinka optychnykh pokaznykiv poverkhni pryrodnoho kameniu metodom infrachervonoi spektroskopii», Tekhnichna inzheneriia, Issue 1 (87), рр. 169–182, doi: 10.26642/ten-2021-1(87)-169-182.
Список використаної літератури:
The mechanics of sawing granite with diamond wire / Z.Konstanty and other // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2021. – Vol. 116. – Р. 2591–2597. DOI: 10.1007/s00170-021-07577-3.
Sydorenko V. Analysis of specific electricity consumption in disc cutting of granites of various hardness / V.Sydorenko, O.Mykytenko // Вісті Донецького гірничого інституту. – 2025. – № 1. – Р. 57–65 [Electronic resource]. – Access mode : https://jdmi.donntu.edu.ua/en/archive/№1-2025/analysis-of-specific-electricity-consumption-in-disc-cutting-of-granites-of-various-hardness/.
The Experiment Research of Diamond Wire-Saw in Quarrying Granite with High Efficiency / J.S. Zhang and other // Materials Science Forum. – 2004. – Vol. 471–472. – Р. 117–122. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.471-472.117.
Sekretov M.V. Loading of Diamond Wire Saw of Stone Cutting Machine / M.V. Sekretov, M.G. Rakhutin // Journal of Mining Science. – 2024. – Vol. 60. – Р. 124–132. DOI: 10.1134/S1062739124010149.
Design of a thin circular sawblade for natural stone sawing process / F.M. Martínez Verdú and other // Advances in Mechanical Engineering. – 2017. DOI: 10.1177/1687814017730533.
Pershin G.D. Analysis of the effect of wire saw operation mode on stone cutting cost / G.D. Pershin, M.S. Ulyakov // Journal of Mining Science. – 2014. – Vol. 50, № 2. – Р. 310–318. DOI: 10.1134/S1062739114020148.
Вплив режимних параметрів дискової машини на зношення алмазного інструменту / В.В. Мамрай, В.В. Коробійчук, А.О. Криворучко та ін. // Технічна інженерія. – 2020. – Вип. 1 (85). – С. 208–214. DOI: 10.26642/ten-2020-1(85)-208-214.
Шлам каменеобробних підприємств: перспективи використання як домішки в керамічній промисловості / В.Коробійчук, І.Леонець, В.Шамрай та ін. // Технічна інженерія. – 2025. – Вип. 1 (95). – С. 138–144. DOI: 10.26642/ten-2025-1(95)-138-144.
Інтеграція європейського досвіду оцінки якості природного каменю в Україну / В.В. Коробійчук, Н.П. Кириленко, А.М. Махно та ін. // Технічна інженерія. – 2023. – Вип. 2 (92). – С. 217–224. DOI: 10.26642/ten-2023-2(92)-217-224.
Оцінка оптичних показників поверхні природного каменю методом інфрачервоної спектроскопії / В.І. Шамрай, В.В. Коробійчук, І.В. Леонець // Технічна інженерія. – 2021. – Вип. 1 (87). – С. 169–182. DOI: 10.26642/ten-2021-1(87)-169-182.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Петро Петрович Мельничук, Ірина Володимирівна Леонець, Яна Павлівна Коваленко, Сергій Вікторович Микитенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
