CC BY
9
ewed. Analyzed the basic algorithm of auto-associative neural structures in the compression-decompression modes of images and contents of the compressed data archive. The following options to improve the basic neural network method by applying additional compression software that can be used for image files, voice and text data.
Keywords: neural colour image compression, image-pattern, neurolike Geometrical Transformation Machine structure.
УДК621.086.065 Проф. Б.М. Гевко, д-р техн. наук; доц. О.Л. Ляшук,
канд. техн. наук - Терноптьський НТУ; проф. М.П. Мартинщв, д-р техн. наук; доц. О.М. Удовицький, канд. техн. наук -
НЛТУ Украти, м. Львiв
РОЗРОБЛЕННЯ МАТЕМАТИЧНО1 МОДЕЛ1 ТА ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТР1В ГНУЧКИХ КАНАТНИХ КОНВЕСР1В
Запропоновано математичну модель гнучких канатних конвеeрiв для транспор-тування контейнерiв зi сипкими матерiалами. Отримано залежност для вибору натягу канату. На основi аналiзу наведених залежностей побудовано графши змши зу-силь залежно вщ умов роботи конвеера, що дае змогу вибрати його оптимальш пара-метри. Встановлено, що при транспортуванш контейнерiв та 1хньо1 зупинки для на-вантаження i розвантаження в ланцюгових конвеерах важко забезпечити плавшсть руху. При зупинках i початку руху, внаслiдок зазорiв мiж ланками ланцюга та зiроч-ками, виникають ударнi динамiчнi навантаження, що призводить до руйнування ланок ланцюпв та зiрочок, а також до розсипання сипких матерiалiв з контейнерiв.
Для транспортування сипких матер1ашв широко використовують кон-веери з гнучким тяговим елементом [1-4]. У вщомих конвеерах таким гнучким елементом слугують ланцюги. Однак шд час транспортування контейнер1в та 1хньо1 зупинки для навантаження { розвантаження в ланцюгових конвеерах
важко забезпечити плавшсть руху. При зупинках i початку руху, внаслщок зазорiв мiж ланками ланцюга та 3ipo4^M^ виникають ударш динамiчнi навантаження, що призводить до руйнування ланок ланцюпв та зiрочок, а та-кож розсипання сипких матерiалiв з контейнерiв.
Тому доцшьно як тяговий елемент викорис-тати канати [5, 6]. Розра-хункову схему контейнера з канатною тягою представлено на рис. 1.
Контейнери, як пе-ремщуе конвеер, опира-
А
е
aY
dl
~m
// )/// \д/)//)
L-x(t)
—)
■ > ■ у/
—x(t)~
щМ
m,r
□ □[
flL
3-Е
m
m
Рис. 1. Розрахункова схема гнучкого канатного конвеера
284
36i|)iiiiK науково-технiчних праць
ються на направляюч1, тому канат сприимае тягов1 зусилля.
Р1вняння руху системи можна отримати на основ1 р1вняння Лагранжа другого роду
d_
dt
V4
J
dT дП дФ _
—+—+-?т = Qi (1)
dq, dq, duq
'1,
де: Т, П - вщповщно, кiнетична та потенцiальна енерги системи; 1, - уза-гальненi координати (ц1 = р; ц2 = х; вiдповiдно р - кут закручування напрям-них блоюв; х - горизонтальна координата тягового елементу); Qi - узагаль-нена зовшшня сила; Ф - дисипативна функщя Релея.
Кiнетичну енергiю системи можна визначити з тако! залежностг
Т = 2 £ ^ + 2 £ тХ + ^о, (2)
2 ,=1 2 к=1
де: п - кшьюсть обертових мас системи; I, - моменти шерци обертових мас (привод, напрямш блоки, муфти, передач^; к - кiлькiсть контейнерiв, якi пе-ремiщуe транспортер; тк - маса окремого контейнера; ЖТо - кiнетична енер-гiя тягового канату [7].
Нехай канат здшснюе поступальний рух зi швидкiстю х(^). Тодi його кiнетичну енергiю можна знайти з виразу
dm • х2
dю =-, (3)
2
де: dю = 1 • dl, ц - маса погонного метра канату; dl - довжина дшянки канату. Тодi кiнетична енергiя всього канату буде дорiвнювати
Жто =\ dю = \ ^ . (4)
I I 2
Виходячи iз гiпотези про лiнiйний розподiл швидкостей канату, кше-тичну енергiю всього канату можна представити в такому виглядг
Што = + (х')2 dí + | % -+ (х')2 dZ =
0 2 x(t) 2 x(t) I- q L
= q i ^ + (x')2di + 2 J (£- L)^1 + (x')2
(5)
2 J v 2
0 ^ x(t)
, dx де x = —. dt
Потенщальна енерпя системи мае такий вигляд:
1 п 1
П = - £ C,(р - (р(,+1))2 +- Ct ■ (p ■ rn - x)2, (6)
2,=1 2
де: C, - жорстюсть i-го елемента системи; p, - кут повороту i-го елемента системи; рп - кут повороту n-го блоку системи; Ct - жорстюсть тягового канату.
5. 1нформацшш технологi■i галузi 285
У загальному виглядi можна записати
г -Et ' At - Et ' At (H\
Ct =—;-= --, (7)
lt lot + (n • rn
де: Et, At - вщповщно модуль пружностi та площа поперечного nepepÍ3y тягового канату; lt - довжина тягового канату, яку можна прийняти лшшною функщею вiд кута повороту блока; lt = l0t + pn • rn - початкове значення довжи-ни тягового канату; rn - радiус напрямного блока.
Дисипативну функцiю можна визначити Í3 залежностi:
1 n m
Ф = 2 Z Ví((Di - Щ+1))2 + Z (mk + qi • li)Vk, (8)
2 i=1 k=1
де vi,(i - вщповщно коефщенти лiнiйного опору та кутовi швидкостi руху окремих елементiв; r¡k - коефщент тертя трансмюи вггки та напрямникiв.
Узагальнена зовнiшня сила складаеться з ваги вантажiв, що транспор-туються, i ваги канату.
Q = tmág + + glt • d-, (9)
к=1 dt dt
де 3t - швидюсть руху тягового канату.
Рiвняння [2, 6, 8, 9] потрiбно продиференцiювати за узагальненими координатами, вибравши початковi та граничш умови, що залежать вiд умов експлуатаци конвеера. Для визначення динамiчних зусиль, що виникають в тяговому канат^ розглянемо залежнiсть
Mo6 = Qi • rn • fon + IidjjT, (10)
де: fon - зведений коефщент опору системи; I¡ - загальний момент шерци обертових мас двигуна; (pi - кут закручування ведучого шюва конвеера; Моб - обертовий момент на валi електродвигуна.
Момент асинхронного обертання можна визначити з диференщально-го рiвняння
dM об 1 ,, 1 1 ,,,,
-+ — Моб +--(i =-, (11)
dt dz udz
де: dz - складова часу, що враховуе перехщш процеси в двигуш; и - коефь щент крутизни статично! характеристики; щ - кутова швидюсть iдеального холостого ходу.
Натяг тягового канату складаеться з монтажного канату t0, опору пе-ресування контейнерiв i опору обертання напрямних блоюв. Монтажний натяг канату визначаеться з умов:
а) щоб стршка прогину канату мiж контейнерами не перевищувала 0,2 % вiд вщстат мiж опорами, тобто:
f =* 0,2an, (12)
8to
286 Збiрник науково-технiчних праць
де: f - прогин тягового канату; q - маса погонного метра канату; t0 - мон-тажний натяг канату; an - вiддаль мiж опорами; g - прискорення вшьного падiння (9,81 м / с2 ).
t0 > il^ ; (13)
1,6
б) щоб виконувалася умова:
1,25^ < (14)
t0
в) (tmax - to) ■ Гп = Моб , (15)
де: а - кут охоплення канатом ведучого шюва, рад; л - коефщент тертя канату по шювах.
Скориставшись наведеною методикою, залежно вiд умов роботи, можна вибрати тип привода, його потужшсть, а також назначити дiаметр канату.
Для прикладу, покажемо графж змши зусиль у вiтках канату (рис. 2). Початковими умовами прийнято:
х(0) = 0;3(0) = 30;ф = ®ъф = ®2;х = 3; d3 = tmax 7 to ;
at q ■ lt
параметри конвеера: Lot = 25 м; $) = 0,5 м/с; qk = 5 кг/м; mk = 20 кг; an = 2 м, електродвигун 4А132М2У3, потужшстю Р= 11 кВт, rn = 0,25 м.
Розрахунок виконано з допомогою ПЕОМ i3 застосуванням стандартно! шдпрограми чисельного методу Рунге-Кутта.
Рис. 2. 4acoei залежностi змши зусиль у втках конвеера:
1 - робоча втка; 2 - холоста втка
1з графтв видно, що зусилля у в^ках конвеера в момент пуску коли-ваеться i збiльшуеться вiд номшального на 40-50 %, це необхщно врахувати у виборi дiаметра канату.
5. 1нформацшш технологи галузi
287
Л1тература
1. Иванченко Ф.К. Конструкция и расчет подъемно-транспортных машин / Ф.К. Иванченко. - К. : Вид-во "Вища шк.", 1988. - 424 с.
2. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. - М. : Изд-во "Машиностроение", 1983. - 487 с.
3. Карамышев В.Р. Расчет конвееров / В.Р. Карамышев. - Воронеж : Гос. лесотех. акад., 1998. - 199 с.
4. Лютий С.М. Пщшмально-транспортувальш машини i пневмотранспорт пщприемств люового комплексу. - Ч. 1. Транспортувальш машини / С.М. Лютий, П.П. Нахаев, И.С. Баде-ра, О.М. Удовицький. - Львiв : НЛТУ Украши, 2006. - 154 с.
5. Малащенко В.О. дослщження перехщних процеав роботи приводiв транспортуючих i вантажопiдiИмальних машин i3 канатною тягою / В.О. Малащенко, М.П. Малащенко, Мартинщв, В.В. Бариляк // Науково-технiчниИ та виробничий журнал "Пщйомно-транспортна технiка". - Дншропетровськ, 2004. - № 4. - С. 41-48.
6. Мартинщв М.Й. Arnni3 роботи рекреацiИних канатних установок, як пiдвiсних кон-веерiв / М.И. Мартинцiв, О.М. Удовицький, Б.В. Сологуб // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Украши. - 2009. - Вип. 19.7. - С. 90-97.
7. Тисовський Л.О. Про визначення кшетично'1 енергл канату тдвюно'1 канатно'1 люот-ранспортно'1 установки / Л.О. Тисовський, М.П. Мартинщв // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ УкрДЛТУ. - 2002. - Вип. 12.2. - С. 136-140.
Гевко Б.М., Ляшук О.Л., Мартынцив М.П., Удовыцкий А.М. Разработка математической модели и обоснование параметров гибких канатных конвейеров
Предложена математическая модель гибких канатных конвейеров для транспортировки контейнеров с сыпучими материалами. Получены зависимости для выбора натяга каната. На основании анализа приведенных зависимостей построены графики изменения усилий в зависимости от условий работы конвейера, который дает возможность выбрать его оптимальные параметры. Установлено, что при транспортировке контейнеров и их остановки для нагрузки и разгрузки в цепных конвейерах трудно обеспечить плавность движения. При остановках и начале движения, в результате зазоров между звеньями цепи и звездочками, возникают ударные динамические нагрузки, что приводит к разрушению ланок цепей и звездочек, а также россыпи сыпучих материалов из контейнеров.
Gevko B.M., Lyashuk O.L., Martinciv M.P., Widowerhood A.M. Development of mathematical model and substantiation of flexible rope conveyer parameters
The mathematical model of flexible rope conveyers for transporting of containers with friable materials is offered. Dependences are got for the choice of pull of the rope. On the basis of analysis of the resulted dependences the graphs of efforts change are built depending on the terms of work of conveyer, that enables to choose its optimum parameters. It is set that at transporting of containers and their stop for loading and unloading in chain conveyers hardness to provide the smoothness of motion. At stops and moving-off, as a result of gaps between the links of chain and asterisks, there are the shock dynamic loadings, that results in destruction of lanocs of chains and asterisks, and also mineral deposit of friable materials from containers.
288
Збiрник науково-техшчних праць
