автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Исследование неравномерности нагрузок на гидромеханическом исполнительном органе очистного комбайна и разработка метода расчета показателей эксплуатационной нагруженности его трансмиссии

и* 3$ .:

Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им. А. А. Скочинского

На правах рукописи УДК 622.232.72.23.054:532.001.5

Наталья Леонидовна СЕРОВА

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ НАГРУЗОК НА ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОМ ИСПОЛНИТЕЛЬНОМ ОРГАНЕ ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА И РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАГРУЖЕННОСТИ ЕГО ТРАНСМИССИИ

Специальность 05.05.06 «Горные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в ордена Октябрьской Революции'и ордена Трудового Красного Знамени Институте горного дела им. А. А. Скочинского.

Научный руководитель -

проф., докг. техн. наук И. А. Кузьмич.

Официальные оппоненты:

проф., докт. техн. наук А К Глатман, канд. техн. наук А. К Лабин.

Ведущее предприятие

Автореферат разослан

/

Защита диссертации состоится " '^Г / ^_ 1992 г.

ъ/^О час. на заседании специализированного совета К135.05.03 Института горного дела им. А. А. Скочинского по адресу: 140004, г. Люберцы Московской обл., ИГД им. А. А. Скочинского.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате ученого совета института.

Отзывы в двух экземплярах просим направлять по адресу: 140004, г. Люберцы Московской обл., ИГД им. А. А. Скочинского.

Ученый секретарь специализированного совета проф. , докт. техн. наук И. Г. ИЩУК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа Перед угольным машиностроением- стоит задача создания высокопроизводительных очистных комбайнов, что требует разработки исполнительных органов, аффективно разрушающих крепкие и вязкие угли при допустимой запыленности воздуха

Применение высогаскоростных струй воды совместно с механическим инструментом С резцами и дисковыми шарошками) в исполнительных органах является реальным направлением решения этой задачи.

Наряду с повышением производительности угольных машин важным направлением совершенствования конструкций комбайнов является увеличение их надежности.

Известно, что надежность комбайна в целом в значительной степени определяется надежностью привода исполнительного органа, которая, в свою очередь, зависит от адекватности характеристик тагруженности, используемых при проведении комплекса расчетов на этапе проектирования комбайна (в том числе - расчетов на усталостную прочность), реальным нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации.

Соответствующее нормативно-методическое обеспечение для гсэм-байнов с гидромеханическими исполнительниц органами в настояло время практически отсутствует и не молэт Окть создано без проведения целенаправленного исследования процессов (¡¡армирования наг-ругаяноста привода гидромеханического исполнительного органа (ГКО) очистного комбайна.

Цель работы. Исследование процесса формирования нагрулен-ности разругаодэго инстумента - дисковой таропаш - при гидромеханическом разруиэнии угля и разработка метода расчета показателей эксплуатационной погруженности трансмиссия ГИО очистного комбайна.

Идея работы заключается в том, что разработка метода расчета эксплуатационной нагруязкности трансмиссии ГИО очистного комбайна должна осуществляться методами статистической динамики горных

1

машин на основе результатов исследования нагруженности одиночного инструмента при гидромеханическом разрушении (ГМР) угля. Ш защиту выносятся:

результаты экспериментальных исследований влияния режимных параметров, свойств разрушаемого массива и геометрии инструмента на показатели нагруженности дисковой шарошки при гидромеханическом способе разрушения;

уточненная методика расчета средних нагруаок на дисковой шарошке при гидромеханическом разрушении угля;

методика расчета характеристик неравномерности нагрузок на одиночной дисковой шарошке при ГИР;

методика расчета эксплуатационной нагруженности трансмиссии гидромеханического исполнительного органа очистного комбайна.

Методы исследования: обобщение и аналиэ результатов ранее выполненных исследований; экспериментальные исследования неравномерности нагруженности одиночного шарошечного инструмента при ГЫР в стендовых условиях; экспериментальное исследование нагруженности привода ГИО комбайна в стендовых условиях; статисти-. ческая обработка результатов экспериментов с применением ЭВМ; имитационное моделирование на ЭВМ.

Научная новизна. Уточнена зависимость средних нагрузок на дисковой шарошке . при ГЫР угля от режимных параметров, свойств разрушаемого массива и геометрии инструмента

Установлены зависимости характеристик спектров нагрузок на : дисковой шарошке при ГМР от величин средних нагрузок.

Разработана математическая модель процесса формирования нагруженности привода ГИО очистного комбайна, учитывашая режим работы, конструктивные особенности исполнительного органа и свойства динамической системы привода.

Достоверность научных положений и выводов обоснована достаточным объемом экспериментальных исследований, проверкой статистической значимости полученных зависимостей с применением общепринятых статистических критериев и подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов имитационного моделирования нагруженности привода исполнительного органа с результатами натурных экспериментов в стендовых условиях (относительное расхождение не превышает 1СК). : ''

Практическая ценность работа, разработана и реализована на 1ВШ методика расчета эксплуатационной нагруженности трансмиссии гидромеханического исполнительного органа очистного комбайна, 2

позволяющая определить подаватели вагруженности ГИО и исходные нагрузки для расчета элементов трансмиссии гидромеханического исполнительного органа на усталостную прочность.

Реализация работы. Разработанная методика расчета нагружен-ности трансмиссии гидромеханического исполнительного органа очистного комбайна использована институтом ПНИУИ при проектировании очистного комбайна ИТОГ.

Апробация работц. Основные положения работы докладывались на научных семинарах лаборатории гидравлического разрушения горных пород и отделения проблем разрушения угля и горных пород ИГД им. А. А. Скочинского. на объединенном семинаре отделения проблем разрушения угля и горных пород и отделения горной механики ИГД им. A.A. Скочинского, на ученом совете ПНИУИ, на республиканской конференции молодых ученых и специалистов горной промышленности (Тбилиси, 1986 г.).

Публикации, По результатам выполненных исследований опубликовано 3 статьи и подучено 3 авторских свидетельства на изобре-. тение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на tJ*f страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 11 таблиц,- список литературы И8 77 наименований и 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследованию процессов гидромеханического разрушения посвящены работа К1 А. Гольдина, И. А. Кузьмича, Е Г. Мералякова, И. Е Рутберга и других ученых, позволившие установить характер влияния основных факторов на силовые и эиергетячес;ше показатели разрушения, произвести оценку возможных схем разрушения. Однако в выполненных исследованиях недостаточное внимание уделялось вопросам динамичности нагрузок на инструменте при ГМР.

Указанные вопросы целесообразно рассматривать с позиций статистической динамики горных машин, в развитие которой (применительно к очистным комбайнам) большой вклад внесли А. а Докукин, Е А. Дейнйченко, а Г. Картавый, Ш Д Красников, Е. 3. Пэзин, ЕВ. Тон, 3. Я Хургин и другие ученые. В рамках проведенных ими исследований установлены общие закономерности армирования динами-

3

ческнх нагрузок на углеразрушаюцем инструменте в в приводе исполнительного органа, изучены динамические системы приводов очистных комбайнов и разработаны методы расчета эксплуатационной кагружэнности очистных комбайнов, реализующих механическое разрушение угля резцовым инструментом. Однако специфика ГЫР в указанных выше исследованиях не затрагивалась.

Исходя из поставленной цели и на основании проведенного анализа существующих исследований в настоящей работе были сформулированы следующие задачи:

экспериментальное исследование нагруженности одиночной шарошки при ГЫР в стендовых условиях;

уточнение методики расчета средних нагрувок на дисковой шарошке при ГЫР;

разработка методики расчета неравномерности нагрувок на дисковой шарошке при ГЫР;

разработка методики . расчета нагруженности трансмиссии ГШ -очистного комбайна;

разработка математической и имитационной модели процесса Формирования нагруженности привода ГШ;

проведение стендовых экспериментальных исследований нагру-яенности привода ГИО очистного комбайна (для оценки адекватности разработанных моделей);

исследование нагруженности привода ГИО очистного комбайна методом имитационного моделирования на ЭШ.

Цри выполнении экспериментальных исследований нагруяэкности дисковой шарошки в стендовых условиях использовалась последовательная схема разрушения струей воды и дисковой шарошкой с односторонним клиновым ободом (см. рис.) при глубине подачи, пре-вышанаей глубину нарезаемой щели (предварительно проведенное исследование показало, что такая схема наиболее эффективна по силовым и энергетическим характеристикам процесса ГЫР).

Исследования проводились на стенде, оборудованном иа базе продольно-строгального станка.

Во всех циклах эксперимента суммарная длина каждого "зачетного" реаа составляла не менее 3 м (чтобы обеспечить, в соответствии с предварительно выполненной оценкой, статистическую устойчивость получаемых характеристик исследуемых процессов).

В качестве основных факторов, определяющих, нагруяенность дисковой тарошки, рассматривались:

"^Параметры режима разрушения: глубина подачи Н. , см; глубина нарезаемой ирли кщ , см; шаг разрушения t . см; расстояние между,струей воды и шарошкой а , мм;

Е Свойства угольного массива, характеризуемые величиной показателя сопротивляемости угля резанию А , кН/м;

Схема разрушения угольного массива дисковой ■ '. шарошкой с односторонним шиповым ободом _и высокоскоростной струей воды_

При исследовании влияний режимных параметров на погруженность инструмента использовалось центральное композиционное ро-татабельное- унифсрмлланирование второго порядка. Б этой цикле эксперимента применялась вароика с односторонним клиновым оболом С В - 200 мм, В - 30 град., радиус округления вершины обода - 2 мм). Щели нарезались струей воды диаметром 2 мм при давлении от 8 до 35 МПа. скорости ревания 0,15 м/с и расстоянии от насадки до вабоя, равном 10 мм.

Пря исследовании влияния свойств разрушаемого массива и гео-штрии Езроики на нагруженность инструмента при ГЫР был выполнен ряд однофакторных экспериментов с варьированием:

показателя сопротивляемости углецеменгного блока резанию в диапазоне 140.. 200 кН/м;

угла заострения иаропжи - от 25 до 40 град.;

диаметра шарошки - от 140 до 200 мм.

Обработка полученных реализаций составляющих нагрузки на шарошке производилась на ЗВЫ.

Мзтодом регрессионного анализа получены следующие зависимости средних нагрузок (усилия подачи Ру , кН и усилия перекатывания Р, , кН) на шарошке от режимных параметров: /it \0,в «■"(¥■) fir) »"»»ч ' <"

/и \"р'"/t

(х) ' »

Уравнения регрессии (1) и (2) выдерживают проверку по F-критерию при уровне значимости О,OS.

Влияние свойств разрушаемого массива и геометрии шарошки на средние вначения усилий перекатывания и подачи предлагается учитывать введением соответствующих поправочных коэффициентов.

Полученные по данным эксперимента зависимости для определения коэффициентов КА1 и KAj , учитывающих влияние сопротивляемости резанию А на средние усилия Рг и Ру , имеют вид:

КЛл = 0,0М7А+О, 24-'; (3)

0,№А +0,28- (4)

Дня коэффициентов Kg, и К8у , учитывающих влияние угла заострения 8 на средние усилия, получены следующие зависимости:

KSl = OtOSS- 0,851 (5)

Kg, в 0,0*5 - 0,54. (6)

Коэффициенты къг и fc„s , учитывающие влияние диаметра шарошки JD . предлагается определять по следующим уравнениям регрессии:

0,001^*0,78} С 7)

Ks = 0,0012V + 0,75. (8)

Корреляционный анаша полученных реализаций нагрузок на шарошке показывает, что & исследованной области пространства варьируемых параметров устойчивый вид автокорреляционных функций усилия подачи и усилия перекатывания соответствует суше экспоненциальной и экспоненциально-косинусной компонент:

K(t) * а.е'^'+г^^'смш,!*!, (8)

6 '''.'.•■'•

что интерпретируется как наличие в спектрах исследуемых случайных процессов широкополосной и увкополосной составляющих.

Установлено, что изменение режима разрушения приводит к перераспределению относительных дисперсий широкополосных и уэкопо-лосных составляющих усилий подачи и перекатывания: при минимальных средних нагрузках в спектрах усилий подачи и перекатывания преобладают уакополосные составляющие, а с увеличением средних нагрувок относительная доля широкополосных составляющих возрастает.

Для' дальнейшей обработки данных эксперимента использовалось апробированное рядом исследователей представление о средних наг-рувках как интегральных показателях, характеризующих процесс разрушения. Ниже представлены результаты регрессионного анализа данных эксперимента в аспекте связанности параметров корреляционных функций, рассматриваемых как характеристики динамической нагруженности инструмента, с величинами средних нагрузок.

Зависимости среднеквадратических отклонений широкополосных составляющих ( <£,в и <5^ , кН): для усилия перекатывания

'С(1чО,27Р,-Ц35, (11)

для усилия подачи

в,,-01527?,-1,2*. (12)

Зависимости среднеквадратических отклонений узкополосных составляющих ( С,, и , кН): для усилия перекатывания

=-0,0103Рвг +0,205Р, + 0,5Б, (13)

для усилия подачи

^ о,тРу+1,о. . (14)

Зависимости показателей затухания вирокоподосных составляющих ( и , о"1): для усилия перекатывания

<хи=*,В8-10~1Р}-М8Р1+и,9 6, (15)

для усилия подачи

» ^,6-<0"'^.-13,5^103,6. (16)

Зависимости преобладающих частот узкополосных составляющих ( шг и а», , рад/с): для усилия перекатывания

и)г = Р^'е*'', (17)

для усилия подачи

¿у^е*- (18)

Для показателей затухания экспоненциально-косинусных компонент корреляционных функций усилий статистически устойчивых зависимостей от величин средних усилий или от полного списка варьируемых режимных и конструктивных параметров получить не удалось. Установлены лишь оценки границ диапазонов изменения указанных параметров:

для усилия перекатывания <Хгг - 3. .17 с"' ; для усилия подачи осг - 3..30 с*'.

Зависимости (1). .(8) и (10)..(18) с небольшими изменениями, связанными с представлением нагрузок на варошке как случайных функций перемещения инструмента, легли в основу методики оценки нагруленности дисковых шарошек при ГМР, которая, в,свою очередь, позволяет обоснованно перейти к разработке методики расчета наг-' руженности трансмиссии ГИО очистного комбайна

В соответствии с современными представлениями о формировании погруженности элементов горных машин нагрузку на ГИО очистного комбайна в установившемся режиме следует рассматривать как квазистационарную случайную функцию, являющуюся суммой нескольких отличающихся по своему спектру составлявших, каждая из которых, отражает определенный аспект взаимодействия исполнительного органа комбайна с разрушаемым угольным массивом:

детерминированной составляющей нагрузки, обусловленной конструктивными особенностями исполнительного органа (ее неравномерность будем учитывать парциальным коэффициентом вариации ');

высокочастотной случайной составляющей нагрузки, обусловленной механизмом разрушения угольного массива (с коэффициентом вариации );

инфранизкочастотной случайной составляющей, обусловленной пространственной изменчивостью показателя сопротивляемости угля резанию (с коэффициентом вариации );

низкочастотной случайной составляющей нагрузки, обусловленной вариацией скорости подачи в сочетании с несовершенством управления комбайном (с коэффициентом вариации ).

Нагрузки в элементах привода могут рассматриваться как реакции динамических подсистем привода на возмущающее воздействие в 8

виде случайного по своему характеру момента сопротивления на исполнительном органе. При этом (в характерной для типовых конструктивных решений привода исполнительного органа области изменения свойств динамических подсистем привода) детерминированная, случайная низкочастотная и случайная инфранизкочастотная составляющие спектра нагрузки на исполнительном органе передаются в привод без существенных изменений, а высокочастотная случайная составляющая нагрузки может заметно трансформироваться динамической системой привода (описываемой с достаточной точностью двухмассовой моделью).

Описанные выше представления использованы для разработки методики расчета эксплуатационной нагруженности элементов привода ГИО очистного комбайна, предполагающей выполнение следующих ограничений;

рассматриваются только шековые исполнительные органы, оснащенные дисковыми шарошками и резцами (причем последние реализуют разрушение угольного .массива только в "сухом" режиме);

в приводе исполнительного органа установлен . асинхронный электродвигатель*,

привод исполнительного органа соответствует типовым конструктивным решениям (в частности, в кинематической цепи привода отсутствует гидравлические элементы);

не используется какая-либо система автоматического регулирования нагрузки привода.

В качестве основных выходных параметров нагруженности привода в настоящей методике рассматриваются среднее значение приведенного к исполнительному органу упругого момента в трансмиссии М й суммарный коэффициент вариации нагрузки в трансмиссии . Дополнительно методика позволяет определить значения коэффициента вариации нагрузки двигателя -\)а5 и его устойчивый момент М,сг .

Коэффициент вариации нагрузки в трансмиссии предлагается определять следующим образом:

(здесь индексация коэффициентов вариации аналогична по смыслу использованной при описании составляющих нагрузки на исполнительном органе)." Коэффициенты вариации ^Т(>1 и 1)Т(Ч могут быть заданы в соответствии с, ОСТ 12.44.109-79, а собственно объектами

9

расчета являются коэффициенты вариации -$гр1 и %>Г/>г

Коэффициент вариации детерминированной составляющей нагрузите

ки в трансмиссии ч)Г(>) рассчитывается по формуле

ЦТ' (20)

где

Здесь N - число рассматриваемых положений ГКО ва один его оборот (рекомендуется N > 30); М^ - значение детерминиро-. ванной составляювдй момента сопротивления на ГИО в его }-ом положении, кЯ-м, определяемое как

где г^ -количество инструментов, контактирующих с'массивом при ]-том положении ГИО; г^ - радиус установки 1-го инструмента, м; ~ математическое ожидание усилия перекатывания (резания) на 1-том инструменте при ]-том положении исполнительного органа, кН. Для шарошек в соответствии с предложенной методикой расчета средних нагрузок при ГИР величина Ржу определяется по выражению

ек«т4 (0.0047А + 0,г^){0,05§{-0,85Д(?,В01В{ + 0,70) *

Здесь к,т1 - коэффициент влияния отжима в гоне установки 5-го инструмента (по ОСТ 12.44.109-79); 1 .- индекс шарезки; } - индекс положения ГКО.

Расчет величины для ревцов - по ОСТ 12.44.109-78.

Коэффициент вариации нагрузки в трансмиссии по ее высоко-готной образса:

частотной случайной составляадэй \>Т(>1 определяется следукщиа

ч» - 71 (23)

М

где - оценка текущего ьначения дисперсии высокочастотной

случайной составляющей нагрувки в трансмиссии, соответствующая 1-му положению исполнительного органа, кМ• и2: 10

% = §ги + 61жт} КгР1^)

Ль

Здесь пш. , Пр. - соответственно, количество шарошек и ревцов, контактирую®« с забоем при ]-том положении ГИО; .

^ггт,- ' текущие значения оценок среднеквадратических отклонений, соответственно, широкополосной и уэкополосной составляющих усилия перекатывния на пгоЯ шарошке при ¿-том положении ГИО; г„ , гг - радиусы установки т~ой шарошки (С-го резца); - теку-, щзе значение оценки среднеквадратического отклонения усилия резания на г-ом резце при )-том положении ГИО; КТ , Ктргт.и КтГ»ц~ текУшие значения оценок коэффициентов, учитывающих трансформацию компонент высокочастотной случайной составлявшей нагрузки на ГИО при его }-том положении.

Оценки > вычисляются с учетом (11), (13) и

линейной интерполяций (по условию б (0) - 0 ):

о,18р1а., при о<р1П.<4-; (г5)

0,27?^-0,36, при Реяу»»;

-О.ОЮЗР^.НЖР^.*0,5В,при »2 (26)

1М,приРгп.>12.

Значения определяется по данным Е В. Тона

В связи со сложным спектром нагрузок на ГИО коэффициенты трансформации компонент высокочастотной случайной составляющей нагрузки динамической подсистемой трансмиссии предлагается определять интегрированием: :

[Ч«,и ЧрМ ^

-—(27)

] ^Ма)

Кгп -г----— ; (28)

1 А щМЛп:

о

"1

И

J S 5(ui) W*f (ui) d u)

""■■Л 'fc , '

где s1m¡ (u>) . S2mj(iu) и 5lfj (ш) - текущие оценки спектральных плотностей nt-ных и С-ной компонент высокочастотной случайной составляющей нагрузки на ГШ при его j-том положении, определяемые по известным аналитическим выражениям, оперирующим с параметрами соответствующих корреляционных функций; V/Tp (ш) - амплитудно-частотная характеристика С АЧХ) "исполнительный орган - трансмиссия"; tu - частота; - верхняя граница рассматриваемого частотного диапазона.

Необходимые при вычислении оценок спектральных плотностей оценки текущих значений параметров корреляционных функций компонент высокочастотной случайной составляющей нагрузки на ГИО определяются следующим образом:

текущее значение оценки показателя затухания широкополосной составляющей усилия перекатывания на, m-oñ шарошке а(1я). , м*1, с учетом (15) и необходимой для устранения неопределенности линейной экстраполяции

240-29 Ргт. , при 0<Pimi«4; 5,12 P¿mj.-62,53Ргп.+ 326,f ,приЧ<РЩ* 12i (SO) 13,3 , яри Ргт.>12 ;

текущее значение оценки показателя затухания узкополосной составляющей усилия перекатывания на ш-ой шарошке <Xttm. выбирается в диапазоне 20.. 113 м*'по условию Kjpim.—~ тах (исходя из принципа неу^йншенмя вапаса прочности возможной погрешностью выбора рассматриваемого параметра)

текущее значение оценки преобладающей частоты увкополосвой состаыиювдзй усилия перекатывания на т-ной шарошке рш. , рад/м, с учетом (17) и дингйной экстраполяции 1

1270-28Р,при 0<РГМ.<М

V ' ' (31)

950 Р;» , при 4<pím.«íí2, Текудее вначение оценки показателя затухания корреляционной Функщш усилия резания иа Е-ном резце при j-tom положении ГКО «,íf определяется по данным Д С. Туяхова 12.

Зависимости (19).. (31) с небольшими изменениями позволяют получить оценки нагруженности и для двигателя привода ГИО.

Применение предлагаемой методики требует выполнения значительного объема вычислений, что заставляет обратиться к использованию вычислительной техники. Кроме того, данную методику можно формально представить и как математическую модель исследуемого процесса', то есть как основу для разработки имитационной модели формирования нагруженности привода ГШ. При этом можно говорить о моделировании нагруженности с учетом случайного характера нагрузок, но в детерминированной постановке, поскольку элемент имитации заключается в воспроизведении только детерминированных нагрузок и неслучайных характеристик случайных составляющих нагрузок. Указанная имитационная модель реализована нами на ШВЫ класса IBM PC AT 286/287 программой 610, написанной на языке Турбо-Паскаль версии 5.0 .

Оценка адекватности разработанной модели производилась путем сравнения результатов имитационного моделирования нагруженности комбайна К1ЭГ с результатами натурных экспериментальных исследований нагруженности привода: этого комбайна, проведенных нами на стенде испытания очистных комбайнов СК-2 (Северо-Задонский экспериментальный завод ПНИУИ).

Моделирование проводилось на двух вариантах программы GI0, различающихся используемым в них представлением случайных нагрузок на инструменте (как случайных функций времени или случайных функций перемещения инструмента).

Сравнительный анализ данных о нагруженности, полученных в стендовых условиях и в модельных экспериментах, позволил сделать следующие выводы:

представление нагрузок как случайных функций перемещения инструмента является более точным;

относительное расхождение оценок показателей нагруженности, полученных в условиях натурного эксперимента и методом имитационного моделирования ва ЭБЫ, не превышает 10Z.

С использованием метода имитационного моделирования выполнена оценка влияния ряда режимных и конструктивных параметров на погруженность комбайна КШГ. Анализ результатов этого цикла экспериментов показывает, что:

при условии максимального использования возможностей двигателя привода исполнительного органа гидромеханический режим разрушения позволяет (по сравнению с чисто механическим разрушени-

13

ем) увеличить (до 607.) скорость подачи и соответственно теоретическую производительность рассматриваемого комбайна. Цри этом, несмотря на несколько более высокую динамичность нагрузок в приводе, возрастает ресурс (по объему добычи) основных конструктивных элементов.трансмиссии;

повышение жесткости трансмиссии к исполнительному органу приводит к снижению динамичности нагрузок в приводе с соотвест-вующим повышением ресурса элементов трансмиссии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дано новое решение актуальной научной задачи установления закономерностей процесса формирования нагрузок на гидромеханическом исполнительном органе очистного комбайна и разработки метода расчета показателей эксплуатационной нагруженности трансмиссии исполнительного органа. Выполненные исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Расчет средних нагруэок на дисковой шарошке с односторонним клиновым ободом при ГЫР следует производить по разработанной уточненной Методике, учитывающей влияние основных конструктивных и режимных параметров, определяющих процесс гидромеханического разрушения.

2. Нагрузки на шарошке (усилия подачи и перекатывания) при гидромеханическом разрушении в установившемся режиме можно рассматривать как случайные функции перемещения, имездне широкополосную (с гдапононциалькой автокорреляционной функцией) и уз-¡»полссную (с экспоненциально-косинусной автокорреляционной функцией) составляющие, соотношение дисперсий которых зависит от параметров режима разрушения. С ростом срздних нагрузок увеличивается доля широкополосных составлявдх при существенном нелинейном уменьшении показателей затухаюш соответствущих автокорреляционных функций и преобладающих частот узкополосных составляющих.

3. Установлены зависимости, отражающие свявь параметров аг-тогорреляцшниых функций усилий подач:-! и перекатывания шарошки с величинами соответствующих средних нагрузок, рассматриваемых как интеградьнш характеристики рэяыа гидромеханического разрушения.

4. В ревультате экспериментальных исследований и исподьзова-

ния методов статистической динамики горных машин разработана методика расчета эксплуатационной нагруженности трансмиссии гидромеханического исполнительного органа очистного комбайна, учитывающая особенности процесса гидромеханического разрушения, случайный характер нагрузок на органе, его конструкцию, режим работы комбайна и свойства динамической системы привода исполнительного органа.

5. Использование гидромеханического способа разрушения позволяет повысить на 9. . 50Z ресурс (по объему добычи) основных элементов трансмиссии исполнительного органа и снизить энергоемкость процесса (без учета ватрат энергии на формирование высокоскоростных струй воды) по сравнению с традиционным способом разрушения на SO.. 40Z.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Серова Е Я К вопросу динамической нагруяенности гидромеханических внековьи исполнительных органов очистных комбай-нов//Совериенствование технологии и механизации добычи полезных ископаемых; Тезисы докладов на республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов горной промышленности Грувии. 19-20 ноября 1986 г. -Тбилиси, 1986.-С. 195.

2. А. с. 1270319 СССР, Е 21 С 25/00. Исполнительный орган выемочной машины / И. А. Кузьмич, Е Г. Мерзляков, Е Л. Серова (СССР). -2.:ил.

3. А. с. 1347555 СССР, Е 21 С 25/60, 45/00. Угледобывающий комбайн / НА. Кузьмич, а Г. Шрзляков, IL JL Серова, и др. (СССР). -4.: ИЛ.

4. Изрзляков а Г., Серова Е Д Выбор рациональной схемы гидромеханического разрушения угольного массива высокоскоростной струей воды и дисковой шарошкой с односторонним клиновым ободом // Процессы и средства разрушения угля и горных пород: Науч. сообщ. / Ин-т горн. дела им. А. А. Скочинского. -И ,1987. -С. 41-46.

5. A.c. 1470954 В 21 С 27/00. Выемочный комплекс/ И.А. Кузь-ism, а Г. Мерзляков, Н, Л. Сероват ( СССР).-4.: их

6. Крыдовский А. Л., Мерзляков В. Г., Серова Е JL Экспериментальные исследования неравномерности нагрузок на дисковой шарошке при гидромеханическом разрушении угольного массива // Разрушение углей и горных пород: Науч. сообц./Ин-т гора.дела им. A.A. Скочинского. -iL , 1089. -С. 35-39.