CC BY
6Заключение. В работе произведено моделирование ХТС периодических технологий. Здесь термин "периодических" используется как противоположность "непрерывному", так как после завершения реакции продукт сливается из емкости реактора и поступает на следующие этапы производства. Показан принцип получения математических моделей типовых ХТС, на основе которого возможно моделирование и других реакторов. При декомпозиции объектов на элементарные ячейки накопления в качестве признаков накопления выступали количество вещества, количество тепла и количество жидкости в объеме реактора. Анализ дифференциальных уравнений выявил в каждой модели одно избыточное уравнение. Дело в том, что рассмотрение любой замкнутой системы (а парадигма "накопителя" именно такова) приводит к эффекту избыточности одной из характеризующих ее переменных (яркий пример - термодинамическая система). В работе произведено успешное имитационное моделирование политропического реактора. Так как авторы статьи не связанны с реальным химическим производством, то провести эксперименты на реальной ХТС, к сожалению, не могут, хотя в перспективе к этому стремятся. Кроме того, в рамках инициативной научно-исследовательской работы, авторы собираются создать библиотеку математических моделей ХТС для компьютерных пакетов. Все рассматриваемые в работе модели уже сформированы авторами в среде пакета Simulink, пользователю лишь необходимо задать параметры химического процесса через удобный интерфейс. В будущей библиотеке будут рассмотрены не только реакции 2-го порядка, но и другие, учитывающие гораздо большее количество характеристик реакторов и реакций. Библиотеку ХТС можно будет использовать для решения задач моделирования, а также
анализа и синтеза законов управления по различным дисциплинам технического профиля специальности «Управление и информатика в технических системах» и не только.
Литература
1. В.В. Кафаров, Системный анализ процессов химической технологии.: Статистические методы идентификации процессов химической технологии / отв. ред. Н.М. Жаворонков. - М.: Наука, 1982. - 344 с.
2. А. А. Артемов, Рациональное управление простейшим РПД на основе ограниченной функции: Современные проблемы информатизации в технике и технологиях: сб. тр. IX- междунар. открытой научн. конф. /ВГТУ. - Воронеж, 2004. - Вып. 9
3. Артемов А. А. Исследование свойств нормированной математической модели реактора периодического действия: Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XV Междунар. науч. конф. /ТГТУ. - Тамбов, 2002. - Т.10
4. Кудинов Н.В. Компьютерное моделирование пространственно-распределенных объектов: монография / Н.В. Кудинов, Р.А. Нейдорф. - Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011. - 184 с.
5. Закгейм, А.Ю. Общая химическая технология: введение в моделирование химико-технологических процессов: учебное пособие / А.Ю. Закгейм. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Логос, 2012. - 304 с. - (Новая университетская библиотека).;
6. Дьяконов В.П. Simulink 5/6/7 [Электронный ресурс]: самоучитель/ Дьяконов В.П.— Электрон. текстовые данные.— М.: ДМК Пресс, 2008.— 784 е.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/7910.— ЭБС «IPRbooks»
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МАШИН ДЛЯ ДОБЫЧИ СТЕНОВОГО КАМНЯ
ПРАВИЛЬНОЙ ФОРМЫ
Асатрян Джон Алексанович
доцент, кандидат технических наук, Национальный Политехнический Университет Армении,
Гюмрийский филиал Арутюнян Самвел Сережаевич Инженер, Национальный Политехнический Университет Армении, Гюмрийский филиал
PERSPECTIVES OF DEVELOPMENT OF THE MACHINES FOR QUARRING WALL STONE OF THE CORRECT FORM
Asatryan John, Candidate of Technical Science, assistant professor, National Polytechnic University of Armenia, Gyumri
Campus
Harutyunyan Samvel, Engineer, National Polytechnic University of Armenia, Gyumri Campus АННОТАЦИЯ
Приводятся результаты опытно-конструкторских разработок по созданию колесной машины на базе автопогрузчика с использованием гидродвигательных приводов в режущих головках. Гибкость маневрирования позволяет не только существенное повышение степени использования каменнего карьера, но и вторичное использование заброшенных карьеров.
Ключевые слова: автопогрузчик; гидродвигатель; камень правильной формы; дисковая пила; режущая головка.
ABSTRACT
The results of development to design and create a forklift based wheel machine for quarrying wall stone of the correct form with the use of hydraulic motors in cutting head. The flexibility of the machine maneuvering allow to increase significantly the degree of quarry utilization and as well the use of abandoned quarries are show.
Keywords: forklift; hydraulic motor; stone of the correct form; circular saw; cutting head.
Несмотря на бурное развитие отрасли стройматериалов стеновой камень правильной формы является одним из основных строительных материалов как в Армении, так и в странах СНГ, в частности в Казахстане и Туркменистане.
Эффективность использования каменных карьеров относительно низка, поскольку используемые в настоящее время и сушествующие более 60-и лет, технология добычи и рельсовые камнерезные машины исчерпали все возможности для модернизации. Образование ступенчатых "амфитеатров" после эксплуатации карьеров и горы отходов грозят экологической катастрофой для близлежащих к карьерам районам.
Статический анализ размеров камней правильной формы, добытых на карьерах Армении показал, что в настоящее время в основном добывают камни с поперечными размерами В х Н не более 200...250 мм. При таких исходных данных, т.е. при указанных глубинах резания становится целесообразным создание новых продукционных машин, более высокопроизводительных, гибко ма-неврированных.
Разработки, выполненные в Гюмрийском филиале Национального Политехнического Университета Армении соместно со специалистами из АО "Каратмекена" (тема 13- 2D 106 Государственного Комитета Науки МО и Н РА) по созданию новой колесной машины для добычи стенового камня правильной формы, позволяют заключить, что возможность гибкого маневрирования подобных машин, работающих по новой технологии, позволят использовать их не только по основному назначению, но и обеспечат добычу камня из заброшенных карьеров, т. е. обеспечат их вторичное использование. Одновременно учитывая современную тенденцию широкого использования гидродвигателей в приводах строительно-дорожных машин, можно предполажить, что подобная новая машина, в которой используются гидродвигатели, сможет внести кардинальное изменение в эффективности работы в данной области.
В настоящее время добыча камня правильной формы производится в основном рельсовыми машинами СМР-026/1 и ее аналогами, а также более легкими машинами типа "Прима". Совершенствование этих машин с точки зрения авторов сводится к замене режущих головок с коробкой скоростей и других приводов машины современными высокомоментными и низкооборотными гидродвигателями с несравненно малой массой. Более перспективным авторы считают безрельсовые машины, т.е. колесные, обладающие большей гибкостью маневрирования.
Исходным требованием создания подобной машины является разработка такой конструкции и технологии, которые после поперечных и продольных проходов при отделении камня от массива на подошве не образуют ступенчатые участки у краев карьера. Следовательно, для выполнения этого требования необходимо, чтобы режущая торцевая поверхность пил перекрывала поперечную ширину машины.
Вариант такой машины разработан на базе вилочного автопогрузчика, у которого камерные шины заменены цельнолитыми. На рис. 1 показана принципиальная схема разработанной машины при выполнении поперечного (рис. 1а, б) и продольного (рис. 1в, г) проходов. На подрисуночных надписях перечислены основные узлы
машины, по которым нетрудно понять принцип ее работы. Отличительными особенностями конструкции и компоновки отдельных узлов машины заключаются в том, что крайнее расстояние Lп между пилами 8 и 11 перекрывает ширину Вм машины, а расстояние 1п между соседними пилами 8 и 9 равно двойной длине L вырезаемого камня с учетом ширины Ьп пропила, т. е. 1п = 2( L + Ьп). Этот вариант более предпочтителен, несмотря на то, что режущие головки с 1п = L + Ьп более компактны, однако они не обеспечивают кратность этой длины к расстоянию между соседними пилами 9 и 10 режущих головок и, следовательно, целостность количества перемещений машины при поперечных проходах.
В приводах камнерезных головок (6) и (7) использованы гирдодвигатели МР-05 фирмы РосЫп Hydraulicx, у которых имеется двухсторонний вал отбора мощности, а у вертикальной режущей головки (12) гидродвигатель МК-04, которые выбраны по мощности и крутящему моменту при резании туфа с прочностью до 40 МПа дисковыми пилами 800 мм и 630 мм.
Технология добычи стенового камня правильной формы без образования ступеней на краях карьера (после предварительных работ вскрытия и резания продольного храма глубиной В + Ьп и шириной 1х 70.100 мм больше диаметра горизонтальной пилы машины) содержит следующие последовательно выполняемые операции:
1. Поперечные проходы с расстояниями между пропилами равными длине L камня по всей ширине карьера глубиной В + Ьп (рис. 1а). После первого прохода машина в поперечном направлении передвигается на величину L + Ьп, разрезая пополам камни в межпильных промежутках. Третье поперечное перемещение машина выполняет, перемещаясь в поперечном направлении на величину 8^ + Ьп). Операция выполняется двумя переходами. Второй
переход производится в обратном поперечном направлении, прорезая канавки на оставшемся непрорезанном участке шириной Lм длины машины.
2. Резание на участках площадок шириной Lм с правой стороны карьера и шириной Вм с лицевой стороны карьера с расстояниями между пропилами равными высоте Н камня. После выполнения этой операции на этих участках образуется сетчатый рисунок размерами 1_хН.
3. Продольное комбинированное тыльное-вертикальное и подошвенно-горизонтальное резание по всей длине карьера с отделением от массива камня размерами 1_хВхН (рис. 1б). После этой операции на площадке остаются ступени шириной Lм и Вм.
4. Горизонтальное резание с отделением от ступеней камней размерами 1_хВхН.
Утилизация заброшенных карьеров осуществляется по аналогичной технологии.
Приведенные конструкция машины и технология добычи камня правильной формы защищены патентами [1, 2].
Важным для новой колесной машины становится задача обеспечения прямолинейного перемещения, отклонение от которого может возникать как от твердых включений в породе, так и от других посторонних причин. Если у рельсовых камнедобывающих машин прямолинейность перемещений обеспечивается рельсом, то у новой
колесной машины она обеспечивается электронной си- параллельно соединенный механизму гидроусилителя
стемой управления, состоящей из трехосной гироскопиче- рулевого управления машины (рис. 2). Такая система поз-
ской следящей системы, сервоусилителя, электромагнит- воляет непрерывно следить за движением и мгновенно
ного гидрораспределителя и реверсивного порционера, вмешиваться при любом его изменении.
Рис. 1. Вид машины сверху (а, б) и спереди (в, г) при выполнении поперечного и продольного проходов. Узлы машины: 1-самоходное шасси, 2-кузов, 3-вертикальные направляющие, 4-салазки, 5-траверса, 6; 7-режущие головки, 8; 9; 10; 11 -вертикальные пилы, 12-горизонтальная пила, 13- вертикальная режущая головка, 14-коромысло, 15; 16-гидроцилиндры вертикального перемещения и поворота.
Выведена зависимость расчета величины отклонения движения машины от пряолинейности с использованием фильтра Калмана [3, с. 156], что дает возможность более точно рассчитать величину отклонения и запрограммировать систему управления таким образом, чтобы
в реальных условиях работы в карьере отклонение не превышало предельно допустимого значения.
Производительность добычи стенового камня правильной формы новой машины сравнена с производительностью рельсовой машины СМР-026/1 [4, с.143]. Уста-
новлено, что для новой машины с четырьмя вертикальными и одной горизонтальной пилами при добыче туфа размерами 390x240x188 мм прочностью 25...40 МПа фактическая производительность новой машины составляет 2,2.3 м3 /час, что в среднем в 1,2.1,8 раза выше произ-
водительности машины СМР-026/1. Большая производительность обеспечивается за счет увеличения скорости подач, повышения процента выхода годной продукции и степени использования машины во времени, а также сокращения времени на вспомогательные операции [5, с.303].
Регулирующий блок
______ЗЕ______
О
Трехосный гироскоп
Трехосный гироскоп
Блок предопределяющий позицию машины
Электронный блок управления
Блок корректировки координат
Блок обеспечивающий программного движения машины
Рис. 2. Упрощенная блок-схема управления машины.
Литература
1. Асатрян Д., Мкртчян Н., Мсрян Ф., Арутюнян С. // Машина для добычи камня. Патент РА # 2841 А.
2. Асатрян Д., Арутюнян С., Мкртчян Н., Мсрян Ф. // Способ добычи камня. Патент РА # 2861 А.
3. Grewal M.S., Andrews A.P. Kalman filtering: Theory and practice. Wiley- Interscience.-2001.- p. 325.
4. Картавый Н.Г., Сычев Ю.И. и др. Оборудование для производства облицо вочных материалов из природного камня.-М.-Маш.-е.-1988.- с.240.
5. Асатрян Д., Арутюнян С., Мкртчян Н., Мсрян Ф. Колесная машина и технология добычи стенового камня правильной формы. Вестник ИАА.- т. 11.-#2.-с.298-304.
ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
АЭРОЗОЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В АТМОСФЕРЕ
Асатрян Рубен Симонович
Доктор технических наук, Ведущий научный сотрудник, Национальный институт метрологии
Республики Армения, г. Ереван Хачатрян Норайр Рубенович
Доктор технических наук, Начальник службы, Национальный институт метрологии Республики
Армения, г. Ереван Караян Гамлет Суренович
Доктор физико-математических наук, Проф. Факультета физики, Ереванского Гос. Университета,
г. Ереван
OPTICAL-ELECTRONIC AUTOMATIC SYSTEM FOR AEROSOL PARTICLES MEASUREMENT IN ATMOSPHERE Asatryan Ruben, Doctor of technical siences, leading scientist of Armenian institute of metrology, Yerevan Khachatryan Norayr, Doctor of technical siences, head of scientific department of Armenian institute of Karayan Hamlet, Doctor of phys. Math. Sciences, prof. of department of Physics, Yerevan State University, Yerevan АННОТАЦИЯ
Представлено описание разработанного нами автоматического многоканального аэрозольного спектрометра "Масник-А". Система "Масник-А" представляет собой оптико-электронное автоматическое устройство
