Научная статья на тему 'Выбор параметров проходческих погрузочных модулей непрерывного действия'

Выбор параметров проходческих погрузочных модулей непрерывного действия Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
177
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОГРУЗОЧНЫЙ МОДУЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ / СИСТЕМА «ПОГРУЗОЧНЫЙ МОДУЛЬ – ШТАБЕЛЬ – УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ» / ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ГРУЗОПОТОКА И НАГРУЗОК / МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА / СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ / SYSTEM «LOADING MODULE – PILE – CONTROL CREATING» / LOADING MODULE OF UNINTERRUPTED ACTION / DYNAMICS OF THE PROCESSES OF FORMING FREIGHT TRAFFIC VOLUME AND LOADS / MATHEMATICAL MODELS OF THE PROCESS / STRUCTURAL-PARAMETRICAL SYNTHESIS

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Отроков Александр Васильевич, Хазанович Григорий Шнеерович

Сформулирована проблема повышения эффективности систем горнопроходческих машин. Разработаны основные этапы структурно-параметрического синтеза проходческих погрузочных модулей непрерывного действия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Отроков Александр Васильевич, Хазанович Григорий Шнеерович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TO THE QUESTION SELECTION OF PARAMETERS LOADING MODULES CONTINUOUS ACTION

The problem of rising efficiency of mining driving machines system is formulated. The main steps of structural-parametrical synthesis of uninterrupted action are worked out.

Текст научной работы на тему «Выбор параметров проходческих погрузочных модулей непрерывного действия»

УДК 622.619

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ПРОХОДЧЕСКИХ ПОГРУЗОЧНЫХ МОДУЛЕЙ

НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

© 2013 г. А.В. Отроков, Г.Ш. Хазанович

Отроков Александр Васильевич - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Технология и комплексы горных, строительных и металлургических предприятий», Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. (8636) 22-40-50. E-mail: oav-71@mail.ru

Хазанович Григорий Шнеерович - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Технология и комплексы горных, строительных и металлургических предприятий», Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. (8636) 22-40-50. E-mail: hazanovich@rambler.ru

Otrokov Alexander Vasilievich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Technology and complexes of mining, building and metallurgical industries», Shak-hty Institute (branch) South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (8636) 22-40-50. Email: oav-71@mail.ru

Khazanovitch Grigoriy Shneerovitch - Doctor of Technical Sciences, professor, «Technology and complexes of mining, building and metallurgical industries», Shakhty Institute (branch) South-Russia State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. (8636) 22-40-50. E-mail: hazanovich@rambler.ru

Сформулирована проблема повышения эффективности систем горнопроходческих машин. Разработаны основные этапы структурно-параметрического синтеза проходческих погрузочных модулей непрерывного действия.

Ключевые слова: погрузочный модуль непрерывного действия; система «погрузочный модуль - штабель - устройство управления»; динамика процессов формирования грузопотока и нагрузок; математические модели процесса; структурно-параметрический синтез

The problem of rising efficiency of mining driving machines system is formulated. The main steps of struc-tural-parametrical synthesis of uninterrupted action are worked out.

Keywords: loading module of uninterrupted action; system «loading module - pile - control creating»;dynamics of the processes of forming freight traffic volume and loads; mathematical models of the process; structural-parametrical synthesis.

Введение

В настоящее время скорость роста потребления угля в мире является самой высокой. За последние 10 лет мировое потребление угля выросло почти на 50 % (потребление газа - примерно на 30 %; нефти и атомной энергии - менее чем на 10 %). Уголь - это один из главных энергоресурсов, способный удовлетворить основные энергетические потребности растущего населения и развивающейся мировой экономики, внести важнейший вклад в преодоление энергетической бедности и энергетического неравенства.

Стратегическими целями развития угольной промышленности являются:

- надежное обеспечение экономики и населения страны высококачественным твердым топливом и продуктами его переработки;

- обеспечение конкурентоспособности в условиях насыщенности рынка альтернативными энергоресурсами;

- устойчивое и безопасное развитие угольной отрасли на основе современного научно-технического потенциала и технологий, отвечающих экологическим нормам.

Научно-техническая и инновационная политика в угольной отрасли предусматривает, в том числе, разработку и реализацию программы создания конкурентоспособной отечественной горнодобывающей техники.

Предполагается использование гибких технологий проектирования, изготовления и сервиса современного горного оборудования, обеспечивающих комплексное и быстрое реагирование на требования потребителей. Такой подход в полной мере относится и к горнопроходческой технике.

Погрузочные модули непрерывного действия

При проведении горных выработок погрузка и призабойный транспорт горной массы является неотъ-

емлемой частью технологического цикла. В общем случае, как известно, процесс проведения выработки можно представить сочетанием трех стадий технологического процесса, выполняемых последовательно или совмещенно: 1) разрушение горного массива исполнительным органом проходческого комбайна или взрывчатыми веществами при буровзрывном способе проходки и формирование штабеля; 2) удаление горной массы из штабеля погрузочным модулем (погрузочным органом комбайна, агрегатированной проходческой системы или погрузочной машины); 3) поддержание устойчивости призабойной части горной выработки.

Погрузочные модули - это обязательная составная часть современных высокопроизводительных горнопроходческих машин (погрузочных машин, проходческих комбайнов, АПС, проходческих щитов).

Погрузочный модуль формирует грузопоток разрушенной горной массы из проходческого забоя, и производительность погрузки сильно влияет, а при комбайновой технологии зачастую определяет [1] производительность всей горнопроходческой системы. Таким образом, повышение эффективности проведения горных выработок существенно зависит от эффективности процессов погрузки и призабойного транспорта.

Для проведения дальнейших исследований необходимо определить, что является погрузочным модулем горнопроходческой системы. Наиболее развернутое определение системы дал академик П.К. Анохин при исследовании физиологии функциональных систем: «Системой можно назвать только такой комплекс избирательно вовлечённых компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретают характер взаимосодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата» [2].

Под проходческим погрузочным модулем будем понимать систему, включающую:

1) погрузочный орган отдельной погрузочной, по-грузочно-транспортной машины, работающей в составе комплекта проходческого оборудования, буровзрывного агрегатированного комплекса или проходческого комбайна избирательного действия;

2) механизм подачи и маневрирования, конструктивно связанный с погрузочным органом;

3) «внешняя» среда, в которой функционирует и с которой взаимодействует погрузочный орган - штабель горной массы и опорная поверхность механизма подачи и маневрирования;

4) подсистема управления процессом погрузки горной массы.

Ниже будут рассмотрены проходческие погрузочные модули непрерывного действия (ПМНД), т. е. имеющие рабочие элементы, не теряющие контакт со штабелем погружаемой горной массы [3]. ПМНД обеспечивают в большинстве случаев более высокую производительность на выходе и возможности час-

тичной или полной автоматизации выгрузки штабеля горной массы.

Основные типы проходческих ПМНД

На угольных шахтах России для уборки горной массы в проходческих забоях широко используются погрузочные машины непрерывного действия с парными нагребающими лапами типа ПНБ. Этот тип рабочего органа практически вытеснил альтернативные виды погрузочных органов машин непрерывного действия - барабанно-лопастной, скребковый, рифленные диски и др. Подобные погрузочные органы присутствуют на многих проходческих комбайнах избирательного действия.

На всем протяжении выпуска машин с нагребающими лапами у последних улучшались параметры, изменялись конструкция и кинематические характеристики, они активно модернизировались. Появились погрузочные органы с клиновыми элементами (лапами), совершающими возвратно-вращательные движения. Такие органы использованы, например, в погрузочной машине МПНК и проходческом комбайне КП-21.

В последнее время в мировом и отечественном комбайностроении широкое распространение находят погрузочные органы, выполненные в виде двух вращающихся звёзд (дисков) и отличающиеся большим разнообразием конструкций — звезды выполняются с разным количеством лучей, форма лучей может быть прямой и изогнутой относительно направления вращения звезды, расположение звезд относительно друг друга и приемного конвейера различно.

Таким образом, ПМНД используются во многих погрузочных машинах типа ПНБ, МПНБ, МПНК, во всех проходческих комбайнах избирательного действия, а также в агрегатированных буровзрывных проходческих системах.

Основными факторами, определяющими различие многих серийно выпускаемых ПМНД в составе погрузочных машин и проходческих комбайнов, являются:

- кинематические особенности движения захватывающих элементов рабочего органа относительно плоскости приемного стола;

- особенности компоновки трансмиссии;

- тип двигателя и вид подводимой энергии;

- тип двигателя и вид энергии ходовой части;

- форма связи привода захватывающих элементов и ходовой части;

- тип регулятора подачи и др.

Необходимость разработки современной методики проектирования погрузочных модулей непрерывного действия

В настоящее время проектирование ПМНД как составных частей горнопроходческих систем опирает-

ся на принцип технических аналогий, согласно которому погрузочный модуль разрабатывают, ориентируясь на прототип.

Исследователи [4 - 9] определяют теоретическую производительность из условно-эталонного штабеля, а формирование грузопотока с учётом состояния системы в последующих циклах не оценивается, т. е. не рассматривается динамика формирования грузопотока ПМНД. Исследование «внешней» динамики - явления переформирования штабеля во взаимосвязи с динамикой трансмиссии погрузочного модуля - особенно важно в контексте разработки системы автоматического управления выгрузкой штабеля. Расчёты производительности, нагрузок, мощности привода производятся исходя из акта единичного черпания в наиболее тяжёлых условиях.

При таком подходе существенные особенности функционирования системы могут быть упущены, так как не учитывается характер взаимосвязи погрузочного модуля со штабелем горной массы с непосредственным участием в процессе погрузки контура управления.

Производительность ПМНД - это результат динамического взаимодействия между погрузочным модулем, штабелем и контуром управления модуля. Происходит непрерывное изменение взаимного положения элементов рабочего органа и штабеля, в результате которых последний меняет свои форму и размеры. Управляющее устройство или оператор по информации о состоянии системы, в том числе привода и штабеля, вырабатывает решение о последующих действиях. Результаты очередного цикла или части периода черпания материала могут отличаться от планируемых в связи с влиянием случайных факторов, в результате чего управляющее воздействие в следующем цикле может существенно отличаться от предыдущего.

Динамический характер рабочего процесса, определяющий формирование всех рабочих качеств ПМНД (объемы захватов, усилий и крутящих моментов в элементах силовой установки и корпусных деталях), вызван следующими объективными причинами:

- случайным изменением во времени и в функции мгновенных характеристик рабочего органа состояния штабеля - его формы, размеров, гранулометрического состава в зоне взаимодействия с исполнительным органом [10, 11];

- переменностью приведенной массы движущихся частей системы, включая массы груза, перемещаемого вместе с погрузочным органом;

- характером управляющих воздействий на подсистемы привода погрузочного органа и подачи на штабель со стороны оператора или автоматического устройства.

Это предопределяет необходимость изучения работы системы, содержащей взаимосвязанные опорную ходовую часть, ПМНД, штабель и устройство управ-

ления, в динамическом процессе, в котором в каждый момент времени формируются грузопоток на выходе системы, энергозатраты во всей цепочке от исполнительного органа до привода и нагрузки в элементах системы.

Для разработки современной методики проектирования погрузочных модулей непрерывного действия необходимо установление всех существенных связей в системе. Решение этой задачи невозможно без конкретизации целевой функции и функции-ограничения, построения математической модели процесса, определения исходной информации по моделям. ПМНД необходимо проектировать для использования в некоторой области применения: характеристики погружаемых пород и штабеля, характеристики горной выработки. Эти условия формируют систему ограничений.

Опыт решения задач выбора параметров ПМНД

Существующие в настоящее время методы создания оборудования базируются на изучении рабочих процессов, структурно-функциональном синтезе технических решений, их параметрической оптимизации, фактических показателях надежности. При этом отсутствуют концептуальные подходы, отвечающие, во-первых, рассмотрению погрузочного модуля, штабеля и устройства управления как единой динамической системы со многими степенями свободы, во-вторых, методологии выбора рациональных параметров машин на основе конечной оценки эффективности их применения и эксплуатации.

Исследования рабочих органов с нагребающими лапами сначала развивались в направлении изучения кинематики исполнительных органов, инерционных нагрузок, возникающих вследствие неравномерности движения кривошипно-кулисного механизма или шарнирного четырехзвенника, а также процесса взаимодействия лапы с погружаемым материалом. В настоящее время значительное внимание уделяется внутренней динамике трансмиссий и динамическим нагрузкам.

В работах Н.В. Гонтаря, И.Д. Мариана [4, 5] значительное внимание уделено процессам формирования нагрузок в приводе в зависимости от формы, глубины внедрения и траектории движения нагребающей лапы. Однако в работах не учитывается переменный характер сопротивлений перемещения лапы в штабеле, которые вызывают колебательные явления в трансмиссиях, что оказывает существенное влияние на формирование нагрузок.

В работах Я.Б. Кальницкого, Б.Г. Горбачева, Е.А. Крисаченко [6 - 8] рассматриваются методы расчета статических нагрузок и также не учитываются динамические явления в трансмиссиях. В действительности же [9] сопротивления при взаимодействии лапы с крупнокусковым материалом имеют резкопе-ременный характер. Таким образом, пренебрежение

динамическими явлениями, происходящими в трансмиссиях, может в ряде случаев привести к существенным погрешностям.

В области же разработки устройств автоматического управления процессом погрузки известны работы [3, 12 - 14] по применению регуляторов подачи с непрерывным изменением частоты вращения дисков и скорости подачи. В 1980-х гг. исследованы [6] возможности автоматизации машины 1ПНБ-2. В результате полученная машина 1ПНБ-2ДР успешно прошла промышленные испытания, однако серийное производство налажено не было. По различным причинам (в первую очередь из-за сложности настройки аппаратуры) в реальных условиях эксплуатации воспроизвести положительный эффект автоматического регулирования процесса погрузки было затруднительно.

Общая постановка задачи исследования ПМНД

Несмотря на то что в ранее выполненных исследованиях признается случайный характер формирования производительности и трудоемкости процессов, доверительные оценки получаемых показателей в доступной литературе отсутствуют. По существу, известные расчетные формулы являются детерминированными соотношениями. Накоплены знания о закономерностях формирования рабочих процессов ПМНД, позволяющие учитывать реальные стохастические свойства среды взаимодействия - распределение по крупности горной массы, формирование потока отказов и восстановлений оборудования.

Тем не менее сложилась противоречивая ситуация: с одной стороны, закономерности формирования рабочих процессов погрузочных модулей непрерывного действия установлены на достаточно информативном уровне, с другой - эти закономерности не используются в проектировании новых машин и для определения реальных потребительских свойств существующих машин для конкретных условий эксплуатации.

Современная методика моделирования рабочих процессов ПМНД и математические модели, лежащие в ее основе, должна позволять воспроизводить и оценивать процессы, протекающие при формировании грузопотока в трансмиссиях в различных режимах функционирования с учётом переменной массы захваченного груза, выявлять возможности снижения динамических нагрузок и на этом основании корректировать требования к прочности конкретных деталей и узлов, выбору наилучших параметров механизмов и схем управления машинами с целью повышения их производительности, надежности и долговечности.

Особенности решения задачи для различных ПМНД

При проектировании современных ПМНД важно учитывать технологическую привязанность процесса уборки горной массы.

Все элементы погрузочного модуля, за исключением контура управления, связаны между собой или конструктивно, или, через управление, технологически. В зависимости от способа реализации контура управления погрузочным модулем различают технологические и конструктивные связи подсистемы управления с остальными подсистемами погрузочного модуля.

Для случая погрузочной машины непрерывного действия, например, типа ПНБ взаимосвязи «погрузочный модуль - штабель - оператор» носят технологический характер, так как эти подсистемы взаимосвязаны только общим технологическим процессом. При использовании устройств автоматического управления процессом погрузки, например, подачей машины на забой, возникают жесткие конструктивные связи, при этом связь погрузочного модуля и штабеля продолжает оставаться технологической.

Для проходческих комбайнов взаимосвязи существенно отличаются от описанных. Если в случае с погрузочной машиной начальная форма штабеля определяется условиями предыдущего технологического процесса (буровзрывными работами), то для комбайна избирательного действия идет непрерывное формирование штабеля, совмещенное с работой погрузочного модуля, при этом управляющие воздействия на процесс погрузки могут оказываться только через управление режимом работы разрушающего органа, так как связь погрузочного органа и формирующегося штабеля - конструктивная.

Учет этих особенностей будет влиять на выбор целевой функции и функций-ограничений поскольку в одном случае (проходческий комбайн) ПМНД включается в технологическую цепочку непосредственно за режущим органом, и поэтому, проектируя ПМНД такого типа, необходимо учитывать процесс формирования штабеля горной массы, зависящий от типа разрушающего органа и схемы его работы [1]. Действительно, при работе разрушающего органа комбайна происходит пополнение штабеля горной массы, из которого осуществляется отбор порций материала исполнительными элементами ПМНД. А при использовании ПМНД в составе буровзрывной проходческой системы процессы разрушения массива и уборки горной массы разнесены во времени, не зависят друг от друга, и в этом случае штабель горной массы для погрузки уже сформирован и изменяется только рабочим процессом ПМНД.

Обоснование и выбор целевой функции

Для разработки современной методики проектирования ПМНД необходимо установление всех существенных связей в системе, что невозможно без обоснования и конкретизации целевой функции и функций-ограничений, построения математических моделей рабочих процессов.

Целевая функция должна характеризовать эффективность погрузки материала и не противоречить конечной эффективности машины или комплекса в целом. Естественным фактором, определяющим выбор целевой функции, является минимальная удельная стоимость погрузочно-транспортных операций, включая все основные составляющие затрат. Вместе с тем общеизвестно, что экономические показатели в настоящее время и в обозримой перспективе весьма нестабильны. В работе [3] показано, что адекватным эквивалентом экономической целевой функции является производительность системы на выходе за общее или чистое время процесса. Машины, оптимальные по производительности, обладают, как правило, наилучшими экономическим показателями.

Главным отличительным признаком системы является результат её деятельности, поэтому в качестве целевой функции необходимо выбрать такой показатель, который будет [15]: 1) зависеть от процесса функционирования системы; 2) по возможности просто вычисляться исходя из математического описания системы; 3) давать наглядное представление об одном из свойств системы; 4) допускать простую приближенную оценку по экспериментальным данным.

При выборе показателя эффективности функционирования ПМНД нужно учесть, что он должен зависеть от структуры модуля, его параметров, параметров воздействия внешней среды, внутренних и внешних случайных факторов, т. е. показатель эффективности определяется процессом функционирования погрузочного модуля.

Результатом работы погрузочного модуля является уборка горной массы, значит, показатели процесса - это продолжительность или производительность как удельный показатель, стоимость или себестоимость погрузки штабеля горной массы при проведении выработки. Только при условии достижения приемлемого для системы горнопроходческих машин показателей результата можно рассматривать показатели, лежащие на более низком уровне иерархии результатов, такие, как энергоёмкость работы модуля, металлоёмкость, надёжность и т. д. Эти показатели характеризуют «внутренние» взаимосвязи системы «погрузочный модуль» и позволяют сделать обоснованный выбор из нескольких вариантов проектных решений погрузочных модулей.

Так как существует значительное количество показателей, характеризующих процесс функционирования погрузочных модулей, таких как: затраты энергии (энергоёмкость процесса), надёжность (наработки на отказ и время восстановления), материалоёмкость, степень унификации узлов, габаритные размеры, безопасность, эргономичность и т. д., то необходимо формулировать задачу многокритериальной оптимизации в процессе структурно-параметрического синтеза погрузочных модулей. Первоначально в качестве

основного показателя эффективности функционирования погрузочных модулей непрерывного действия допустимо выбрать производительность погрузки горной массы.

Обоснование системы ограничений

К параметрам погрузочного модуля, от которых зависит целевая функция, относятся ширина рабочей зоны, размеры исполнительных элементов и их размещение, кинематические характеристики рабочего органа, режим подачи машины на штабель, энерговооруженность и т. д.

Геометрические и физико-механические свойства штабеля существенно влияют на производительность, однако не являются конструктивными параметрами погрузочного модуля, поэтому входят в систему функций-ограничений. Кроме этого к ограничениям следует отнести силовые и энергетические ограничения на привод нагребающей части (например, по нагреву и максимальному моменту), на привод и движитель ходовой части (частота включений, напорное усилие), требования по допустимой геометрической компоновке элементов погрузочного модуля (например, условия размещения приводных дисков нагребающих лап и приемного конвейера для образования единого фронта захвата), обеспечение устойчивой работы системы управления.

Задача многокритериальной оптимизации состоит в поиске вектора целевых переменных, удовлетворяющего наложенным ограничениям и оптимизирующего векторную функцию, элементы которой соответствуют «частным» целевым функциям. Существует большое множество методов решения многокритериальных задач: часть из них сводится к выбору интегративного показателя из «частных» целевых функций, ранжированию частных целевых функций, другая часть основана на применении эволюционных алгоритмов поиска глобального оптимума.

Программное обеспечение процедур оптимизации параметров

Исходя из определения системы [15] всю её деятельность можно представить целиком в терминах результата, и проектирование сводится к поиску ответов на следующие вопросы: 1) какой результат должен быть получен; 2) когда именно должен быть получен результат; 3) какими механизмами должен быть получен результат; 4) как система убеждается в достаточности полученного результата.

Схема системного проектирования состоит из четырёх этапов:

- постановка задачи - формируется модель нового изделия, описываются его связи с системой горнопроходческих машин;

- поисковое проектирование - формулируется рабочая функция нового ПМНД и определяются цели и критерии оценки, определяется принцип действия;

- концептуальное проектирование - решается вопрос о технической реализации ПМНД, прорабатываются различные варианты решений;

- инженерное конструирование - выполняется технико-рабочее проектирование, которое дает полное и окончательное представление о погрузочном модуле и его функционировании.

Для уяснения принципов функционирования ПМНД различных типов необходимо, прежде всего, выполнить разработку структурных моделей систем погрузки горной массы ПМНД.

Все элементы ПМНМ, реализуя физические операции, образуют потоки вещества, энергии и сигналов (потоковые связи). Помимо этого, элементы ПМНД имеют определенные функциональные связи друг с другом, которые образуют конструктивно-функциональную структуру [16]. Для построения потоковой и конструктивно-функциональной структур составлена модель ПМНД, являющегося частью системы горнопроходческих машин [17, 18].

Принимая во внимание конструктивно-функциональные структуры конкретных ПМНД, обобщенную функциональную структуру ПМНД, а также существующие схемы классификации погрузочных машин, разработана обобщенная конструктивно-функциональная структура погрузочных модулей [18], помогающая решать задачи структурно-параметрического синтеза ПМНД.

При структурно-параметрическом синтезе ПМНД его структура заранее неизвестна; изменяются как структура, так и параметры модуля, значит, размерность вектора параметров заранее неизвестна; поиск осуществляется в пространстве структур и параметров. Кроме этого нужно учитывать особенности ПМНД - в формировании грузопотока участвуют привод погрузочных элементов, привод механизма перемещения ПМНД, а для погрузочных модулей проходческих комбайнов ещё и исполнительный (разрушающий) орган. Ходовая часть используется в качестве напорного механизма и в целях обеспечения маневров по фронту погрузки. Механизмы разрушения, нагребания и хода работают во взаимосвязи как единая подсистема формирования объема захвата, их параметры должны выбираться в совокупном процессе оптимизации.

Для осуществления структурно-параметрического синтеза необходимо: 1) разработать алгоритм автоматического формирования структуры погрузочного модуля по морфологическому дереву; 2) разработать алгоритм формирования вектора параметров для вы-

бранной структуры; 3) разработать алгоритм оптимизации параметров модуля.

Одним из алгоритмов поиска структуры ПМНД является методика синтеза технических устройств по морфологической таблице (или на И-ИЛИ-графе, являющемся её развитием). В основу морфологической таблицы (и И-ИЛИ-графа) ложится обобщённая конструктивно-функциональная структура ПМНД, содержащая классификационные признаки. Так как при структурно-параметрическом синтезе заранее неизвестно, какое число параметров будет иметь погрузочный модуль, то после синтеза структуры ПМНД необходимо вычислять размерность вектора параметров для осуществления дальнейшей оптимизации параметров выбранной структуры.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Заключение

Для решения вышеизложенных задач на кафедре «Технология и комплексы горных, строительных и металлургических производств» Шахтинского института (филиала) ЮРГТУ(НПИ) активно ведутся теоретические и экспериментальные исследования ПМНД:

- изготовлен экспериментально-модельный комплекс, позволяющий имитировать основные рабочие процессы формирования производительности и динамических нагрузок;

- разработана программа теоретических и экспериментальных исследований отдельных ПМНД;

- разработана общая структура методики структурно-параметрической оптимизации ПМНД.

Литература

1. Хазанович В.Г. Разработка и выбор рациональных параметров гидрофицированного погрузочного органа проходческого комбайна избирательного действия: дис. ... канд. техн. наук. Новочеркасск, 1996. 226 с.

2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. М., 1975. С. 17 - 62.

3. Хазанович Г.Ш. Оптимизация рабочих процессов и параметров шахтных погрузочных машин: дис. ... д-ра техн. наук. Новочеркасск, 1990. 501 с.

4. Гонтарь Н.В. Об улучшении забирающего органа машины С-153 // Науч. тр. / Новочерк. политехн. ин-т. 1959. Т. 49. С. 29 - 46.

5. Мариан И.Д. Требования к исполнительному органу погрузочной машины с загребающими лапами // Науч. тр. / Проект. и науч.-иссл. ин-т. Гипроникель. М., 1958. Вып. 2. Горное оборудование. С. 133 - 161.

6. Кальницкий Я.Б., Филимонов А.Т. Самоходное погрузочное и доставочное оборудование на подземных рудниках. М., 1974. 302 с.

7. Горбачев Б.Г. Определение мощности двигателей для погрузочных машин с нагребающими лапами // Транспорт горных предприятий. М., 1963. С. 100 - 105.

8. Крисаченко Е.А. Исследование процесса взаимодействия рабочего органа погрузочных машин с парными нагребающими лапами со штабелем насыпного крупнокускового материала: дис. ... канд. техн. наук. Новочеркасск, 1971. 210 с.

9. Турушин В.А. Исследование динамики трансмиссий рабочих органов погрузочных машин с парными нагребающими лапами: дис. . канд. техн. наук. Новочеркасск, 1971. 146 с.

10. Хазанович Г.Ш., Лукьянова Г.В., Отроков А.В. Имитационное моделирование работы клинового перегружателя при случайном характере внешних воздействий // Исследования в области конструирования, рабочих процессов и эксплуатации технологических машин: сб. науч. тр. /Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ(НПИ). Новочеркасск, 2006. С. 8 - 11.

11. Хазанович Г.Ш., Лукьянова Г.В., Ревякина Е.А., Отроков А.В. Моделирование рабочих процессов погрузочно-транспортных модулей с учетом случайного характера внешних воздействий: монография. Шахты, 2010. 179 с.

Поступила в редакцию

12. Верклов Б.А., Жуков В.А., Ровенок А.И. Система автоматического регулирования нагрузки погрузочных машин // Горный журнал. 1970. № 10. С. 59 - 61.

13. Водяник Г.М., Дровников А.Н., Васильев Ю.А. Погрузочная машина бокового захвата с автоматически регулируемым режимом работы // Изв. Сев.-Кавк. науч. центра высш. шк. Техн. науки. 1973. № 1. С. 29 - 33.

14. Погрузочная машина 1 ПНБ-2, оснащенная регулятором подачи / Г.Ш. Хазанович, С.Е. Лоховинин, П.Ф. Нозд-рин, А.В. Уросов // Горный журн. 1979. № 11. С. 73 - 76.

15. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. М., 1973. 440 с.

16. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: учеб. пособие для студентов втузов. М., 1988. 368 с.

17. Отроков А.В. Выбор рациональной совокупности конструктивно-функциональных признаков шахтных погрузочных машин : дис. ... канд. техн. наук. Шахты, 2001. 216 с.

18. Ляшенко Ю.М., Отроков А.В. Моделирование проходческих погрузочно-транспортных подсистем с цикловыми исполнительными органами для взрывонавалочных технологий /Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ(НПИ). Новочеркасск, 2010. 92 с.

21 марта 2013 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.