автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование и определение рациональных нагрузок для расчета приводов исполнительных органов с целью повышения технического уровня камнерезных машин

V 1 Ü $$

грузински?. CPH2-J, im/ях к оииал ттуеозогс, красного знамени аозитиашююш истгот ии. з.к. лежнл

На правах руг.опзсп

гоз тот. рлэшогк

72К 579.8.05*3:6!

ОБОСНОВАНИЕ И ШНЕИЕгШ PAIiKGHiJIISD: НАГРУЗОК ДЕЯ РАСЧЁТА ПРИВОДОВ ИСПСаШЙТЕ2Ш£ ОРГАНОВ С ШЬЕ Л02£2Ш1Я ТЕХНИЧЕСКОГО SP0BET. ХАЗИЕгЕЗНЫХ ИАЕИЕ

Ссеогальность 05.05.CS - "Горзгс тазг"

Автореферат дгссертадзв на сопскалге ysàscï. степени кашшгата тегшгевскк язух

XüíSíCIú 196=

'::5<г.а «-¿пезяоьа & .шжазжгхеа ОКГЕ "CtbCffiaiSSja"

.¡лучкхруководитель

мктор техюгчвскшс наук, профессор Красиков СЛ.

Ойаняадькне оппоненты:

-еязгаая сргаянзадая

зохтор твлипескал каух, профессор Тер-Аг^рьез 2.А.

кандгдат технически наук, старЕлй нучета сотрудшш Добдянщзе Л.С.

Иястжтут "Гапрострмваиана* г.Аявв

...лглта ггссаитаякн состоятся

• ■

¿О

1568 года

з 14.00 часов на заседая«« сяещалхажрованного совета х. 057.01.01 а Грузинском подятехнжчбском жнстятуте п. З.ЛЛенана по адресу: 380)75 гЛбад*с«,ул. Лвнжна,77, ЛИ ем. З.И Ленина. корпус III, ауд. 115.

С джссертагиеа можно ознакомиться в бяйдвотеке ПИ.

Азтораферат разослан

•■) о

OJ

1968т.

Ученный секретарь саапяалвзированното совета,-

защдаат теанжчесвжх наук, _

допеят Бущрюигазе Г. Д.

ЁЖлгШ/"! ^•¿.¿xsttl

' тдел I

/ ОПГАЯ ХА РЛ КТКРИС тика работу

Aktv&ti л ость тр'.тн. В "Основных направлениях экономического и социального развитая СССР на T98S-I990 годы и на период до 2СОО года" сказано: "Одно кз основннх направлений развития ма-"таостроитольного комплекса - создание на базе научно-техничес- . кого прогресса высокопроизводительных ?.гашн, обеспечение гас ви-сокоЗ надежности и долговечности при рациональном использовании материальных я энергетических ресурсов". Это в полной мере относится и к создают высокопроизводительного оборудования для добычи природного камня.

Стремление к наиболее экономичному производству и интенсификация добычи природного ка*лня привело к создании около 40 различных конструкций камнерезных машин. Однако следует отметить, что машинный парк на протяжении 20-25 лет практически не претерпел качественного развития. Примером этого может служить сравнение показателей ыапян, созданных в шестидесятых годах (CJÍ-89A7), п машин, находящихся в производстве в настоящее время (CMP-026/I). ' ,

Наиболее ответственными узлами, определяющими уровень надёжности камнерезной машины в целом, являются привода исполнительных органов, на доли которых приходится до 80% установленной мощности. По данным камнедобиваюиих предприятий наибольшее число простоев камнерезных машин вызвано подокнами и поврежна-ниями элементов приводов.

Многочисленные исследования нагрузок камнерезных машин показали, что изменение прочности разрабатываемого массива, Bá-личие твердых вклотений, износ ревущего инструмента, зантыбов-ка исполнительного органа приводят к изменениям нагрузки•слу-чайннм образом как на исполнительном органе, гак и в элементах

irpIi^OitÍj 1>;0Л1лК. KpOí.vj ТО ГО, '-.-i НДГруЗл»; OjCà^rZiH-^^i

¡iris кинематика двет.оппл олскэнтсз маакны, параметры очоргоскаб-гонкя к режим управления.

ПОЭТОМУ Eù'jcp у С/¡ЛИЙ Д'Л! рЗСЧеГОЕ ДОЛХОЙ бкть Е;;ПСЛ««Н с

учетом дгнашгчгскях процессов, а раочети додхки i-гься па

статистических петодох. С другой сторона, скпгенпз урезы ххиа-мкчосках кагрузок, zeiîcTsyxstiîX в элемзнтаз: прпвс/д, .«aie i- oitíí достигнуто:

- рацяопаяьнш выбором и раопроделзвлем uaxosis: r,:aco iï упругих элементов в прпгодз шсиап;

- икбороа ргщпокасьЕнх кехачаческях характеристик Epsaûi.a, а тыс» врнаанояиоя схег. автоматического poiyjmposaiu:a porfío:;, рззания. ^

Eco рассмотренные вопроси а отрасли находятся noíta в чальпоЗ стадии развития к есоэт Ездостатсчиоэ научно-твхвэтбо-кое обоснование.

Затруднения, перед которкг.ш стоят проектные организация • бызвпны не только малой изученностью вопроса, но в отсутствием обоснованных расчетных методик t учитевагщях многообразие реальных условий нагрутания.

Такш образом, разработка методов определения расчетных я-лгрузок к учета влияния динамических параметров привода на величину действующих нагрузок является весьма актуальной задачей отрасли. .

Пелъ работы: обосновать и определить рациональные нагрузки для расчета приводов исполнительных органов камнерезных ма-еен с учетов динамических параметров приводов г реальных уелт-сай нагруженЕя .с целыз повышения технического уровня ^орудо-

вгштя га счет уволетегмя эксплуатационной нрскзлодктальности <:

СЯППО?П!Л Г>та?ЙЛЛО<Г.!КОСТЯ.

1^23-12222221 получение катчиатгчегкпе модадеЗ дгя расчета спектра нагрузок з элементах пртаола па основе представления лрсгссса йормирозаняя пагрузкл па пеполкятельнем органе как •¡."■яультата воздоЯстаяя факторов с рэзличндал частотная свойства.".-: л трапсбормагжп пагруэкя в элементах привода с учетом дкн&чаческях сзоЯстз привода.

Осяопян". таучкне положения, титосЕчча на заготту:

- спектр нагрузки на исполнительных органах кя'.тнерозшос гласил состоят из: низкочастотной случайной составляющей, обусловленной кзмененисм прочности камня вдоль забоя; низкочастотных периодически* составляйте*, обусловленных биением резаного ин-стр/?.:эята л кянематякой движения маиинн; высокочастотной периодической составляющей, обусловленной конструктивная! особенностями исполнительного органа я пярокополосой случайной состяв-дяпсей, обусловленной процессом резания;

- какежлальная длительно-действующая нагрузка в элементах привода определяется средним значением, характеризуемым устойчивым моментом электродвигателя к коэффициентом вариация с учетом дянамичесхих свойств привода и износа режущего инструмента;

- условие устойчивой райоти привода определяется с учете:.-спектра нагрузки на исполнительном органе, динамических свойств, привода, способе регулирования режиме®! рабогн маията п качества карьерной сети. .

Обоснованность я достоверность катчннх полоняттгй. внвоасгз я: •рекомендадяй. Научные положения, внводн я рекомендации обосяо-

ваны теоретически.;;! к экспериментальными исследованиями камнерезных машин, опираицямися на использование аппарата теорта случаЯ-них функций, прикладной математики и планирования экспериментов.

Достоверность результатов подтверждается удовлетворительной сходимостью теоретических в экспериментальных псследова;:,:.!. Расхождение расчетов нагруяснносги, выполненных по предложенной методике и данных экспериментов, полученных при ксг.нтанкп камнерезных маипн, не превышают 15%.

Научная новизна,

- установлены зависимости составлявших спектра нагрузки ка исполнительном органа от прочнсс-л: добываемой пгроды, скорости подачи машины, биения режущего инструмента и количества резцов, одновременно участвующих в процессе резания;

- разработаны математические модели нагрузок в трансмиссии и электродвигателе в, различных режимах работы, учитывающие частотную структуру спектра нагрузки яа исполнительном органе и ди- . намические свойства электромеханической: системы машины и з&боя;

- разработан алгоритм определения нагрузок в элементах привода как случайных функций.

Значение работу. Научное значение работы заключается в установленных закономерностях формирования нагрузки на исполнительных органах камнерезных машин и трансформации ее в элементах привода, являющихся дальнейшим развитием теории создания и эксплуатации камнерезных машин.

Практическое значение работы заключается в разработке инженерной методики расчета, которая позволяет на стадии проектирования определить натру ценность элементов привода исполнительных органов камнерезных машин с учётом различных условий и ре-

гдмоз эксплуатации. Разработанные «этоди позволяет т^сг.е определить условия устойчивой работа привода и уточнить диапазон изменения производительности.

Реатазация выводов рекомендаций работ;;. Разработанная методика расчета эксплуатационной нагру--.енкастя траясмлсолЗ иолвлиятельных органов камнерезных машин используется Ланлкакацскп' СлТ? "Стрсгзгазпта" я Лопинаканскпм заводом "Стрсг.г.гашипа" г.рл проектировании нового я модернизации старого оборудования. Расчетный экономический гф$е;:т о? снлт.еция себестоимости проектирования, изготовления и эксплуатации камиерозннх магия при использовании методики составляет 7768 руб. на одну машину з год. Годовой -зыпуск машин - 50 штук.

Апвобация работы, Основные положения работы долечена я еб-еуядены на Всесоюзной школе-семинаро "Опыт эксплуатации оборудования для добычи и обработки природного камня" (Ноябрь 1284г., г.Ленпнакан), на техническом созоте СКТБ "Строг,глашлпа" (1387г., г.Ленинакан) и на секции дробильно-обогатптельнсго сбсрудог^клл научно-технического совета объединения "ЕНЖСТРОЙЛОРМУЕ" (1СсЗ, 1986гг., г.Москва).

Публикации^ По теме диссертации опубликовано 5 статей.

■ Объем работы. Диссертация состоят из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, вклотакщего 102 наименования, л приложений. Она содержит 94 страницы машинописного текста, 45 рисунков и 5 таблиц.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с целевой комплексной программой 01 по повышении технического урез-,,ня машин и оборудования Минстройдормаша, утвержденной приказ:.:.; Министра Л 50 от 29.01.82г. Работа выполнена на основании на-

учно-кослвдовательских тел Лекзаакакслого СКТБ "Стт.жпглна" (.»'? Гос.регистрации 0284.С0020207; 01С5.0Н8315; 0285.011528).

ОСНОВНОЕ СЖР-АЛЖ РАБОТЫ'

Ро рвение дано обоснование выбора темы, цель с основные научные полсконяя диссертация.

Первая глава посвяавна изучении состояния вопрсса л задачам исследования.

Повышение техняко-эконсмичоского уровня оборудования возмогло при синтезе малин как динамических систем, оЗеспечивакта опттлальг ге рех-гмц нагружэния их основных элементов с точки зрения их долговечности и надёдюстк. Решение этой задачи сгя-г.г.но, в первую очередь, с определенней дянатаческих нагрузок в илементах машин пра различных рехпыах работы.

Исследования, связанные с определением нагрузок, иа.чс£ашз в трудах И.И.Гальперина, В.Г.Абезгауза, 1!.А.Тер-Азарьава, М.Г.Лейкина, К.С.Вардакяна к других авторов. Большинство исследований относится к определении влияния отдельных факторов на величину средней нагрухенносм исполнительного органа.

Случайный характер нагрузки на исполнительном органе вызывает появление в элементах привода динамических нагрузок. Эти нагрузки в горных малжнах наиболее полно исследованы А.В.Ло-куииным, Б. Л.Давыдовым, Б.А.Ско-оодумовым, В.".Красниковым, Н.Г.Кархавым, З.Я.Хургиным, а в строительных мажнах - Л.П.Волковым, В.А.Черкасовым, М.А.Степановым и др.

В настоящее время практически отсутствуй1 рекомендации по определении спектра нагрузок., в приводах исполнительных органов камнерезных машин- в учёта влияния динамических параметров привода на изменение; этого;'СйейУра,^ что на позволяет на стадии

сцгнэтъ rapa:;?ip ¡гсязшдаи сотру зо:; з

В ссогсотстаит с псстгслсппой солга : ссггсглппл йпалд-са яродяпствулш песдодсгаггсЯ e':cpvj-_-ipo2-r.:j сс:;с-".г.гз сол,™ пастсяцгД работа:

1. арспосса йормлрогзк^л сп"::?ра нагтуг.;;; па хеполпптзльтхсп оргапо с ""'¿тс.: c.T:2íh«r3 zapar.:: сра. цесса резал::,?.

2. Ксслзгоиапяо етгя.'.'-'песетг х&раятррггега; npsso» п определен:» as asaraza ка урозгго» л харзкгер ;:гглг-псг.:и naris а:::: з тр,1гс:-г"оо:™ п агек^родгкггтздв.

У. Зглаерзлоптальпгэ псслодсгапг.? рзгзегоэ podosu rrarno-рзппга: чгппп я сцеагл спэг.тед пагрузсп з слецзнтах првзо^а.

4. .Разработка рзкстлопдЕДпЗ по cosopzsscTsosanra расчёта нагрузок 2 приводах кгнпзрозпгсх tsrrsj па езз^гп zr.z-зктзроазпет.

Во.второй гла~з проведано пссхздогашгз яагрузс:: :гз пополнительном органа каннерэзноЗ капанн.

Еа оспобз ясслвдовапст аропееса резаяпя, рэгджвх парз-иэтрез jt ггонгструкгшзетг особоятос?е5 нспаетнгедьЕогэ ергпяз, с учЗтсм йпзпко-мэханячеенлх свсЗста каг.яг* база опрэдодэет сановные закономерности формлрогангя спектра патрузкп я разработана математическая модель какслмальноЗ гдателъно-дбЗстЕудцгй нагрузки Ба дополнительном органе компзрэзней нагана:

М^* • ¡v «>

где /с-at - коэффщкент вариации прочности кали, пра ручной упразленна реготав работа ».паяны оя рпзвп коэффициенту вардзднз Епфрапдзкэтастотнсй ссс-тазлтазй нагрузка. В случаэ аксматэтесг.огэ

рэгулкроваигл режимов работы, вводится коэффициент (0,4-0,6), завясящй в основного от состояния горного иассква п квалификации машиниста;

^ ~ коэффициенты варкадля состашашта нагрузки,

обусловленные биением исполнительного органа в неравномерности перемещения камнерезной малина в забо»;

^ - коэффициент вариации составляющей нагрузки, обусловленный особенностями процесса резания одиночным резцсм (непрерывное чередование отрывов мелких и крупных элементов камня с одновременным дроблением камня в месте контакта . резца с породой, а также наличие и случайное содержание твердых вклтений и треиин в породе) и одновременным участием в процессе резания ограниченного количества резцов;

- коэффнпиент вариации составляпцей нагрузки, обусловленный изменением толщинв стружки, снимаемой исполнительным органом в процессе резания, зависит от количества резцов, одновременно участвующих в процессе резания;

Кд - коэффициент, учитывавший влияние износа резцов на изменение спектра нагрузки.

Частотная структура нагрузки на исполнительном органе приведена на рис.1.

Исследования показали, что динамичность нагрухения исполнительного органа в первую очередь обусловлена низкочастотными случайной я периодическими составлявдлми. Поэтоцу первоочередными мероприятиями по снижению динамичности нагрухения являются: ■

- выбор рациональной скорости подачи машины, яря которой .; подача на резец будет соизмерима с величиной биения инструмента;

з

о

0

1

я

•о ¡»

о

я ®

я

я я

я (а

а о а

м

о •а

2 к

БИЕНИЕ РЕШЕТО о ре 8

ИНСТШЕНТА .. м о -и

|||

КИНЕМАТИКА

ДЙИШЯШЯ

МАШИ

8ШЙ § 5 8

конструктшмк ОСОБЕННОСТИ

ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО || ^ с^

ОРГАНА.

о ^ Ш 8 §3 £ 1 §

ПРОЦЕСС

РВЯАНИЯ й ка НР

& »

- енюкевав неравномерности перемещения малины за счет увеличения силы сцепления колеса с рельсом путем дополгитзльного прижима машины к рельсу;

- автоматическое регулирование режимом работе калины, обеспечиващего работу с постоянный соотношениач скорости по' дачи и скорости резания. л

Третья гланд посвящена исследованию нагрузок в приводах исполнительных органов.

Нагрузка в элементах привода определяется нагрузкой на исполнительном органе я динамическими свойствами самого привода. Исследование влияния параметров привода на величину динамической нагрузки в трансмиссии к электродвигателе в рааичных режимах работа осуществлялось с учётом условий эксплуатации.

Максимальные нагрузки в приводе при стопорении и.о. с . ¡ётом потерь в приводе и качества электропитания определяются математической моделью

Пр = И,ч1 (И,-1* ЛИн|г+ Тгп¡,с; 34 ) (2)

где

4=1 Пи

и-мпц^ г |_1 ф цА

Мн и А. - соответственно номинальный момент и перегрузочная способность электродвигателя;

- - суммарный момент инерции привода, кгм1}

»П«, - число оборотов ротора электродвигателя соответственно принощнальной нагрузке и при опрокидывании электро-• двигателя, мин'1;

С{ - жесткость системы привода, определяется "Жесткостью"

твердого препятствия в породе, "жесткостью" машины в пространстве я жесткостью трансмиссии, ■

Результаты расчетов показали, что при "жестко?.!" стопоренкк и.о. в приводе возникают дополнительные Еагрузки, определяемые запасом кинетической энергии вращающихся масс, которые в 3-5 рлз превшают расчётные нагрузки элементов трансмиссии, поэтому целесообразно предусмотреть в приводе предохранительное устройство. Установка электромагнитной ыуфтн эта-134 между электродвигателем и трансмиссией позволяет снизить максимальные нагрузки до 4СЗС.

'.'ятематическая модель движения привода в рабочем режиме с учетом электромагнитных свойств двигателя и нагрузки на исполнительном органе описывается системой уравнений:

на основе которых получены амплитудно-частотные характеристики (АЧХ), позволяющие оценить степень динамической нагруженносте привода (рис.2). Анализ полученных АЧХ показал, что динамическая система привода "пропускает" в трансмиссию все низкочастотные составлявшие нагрузки практически без искажений, а высокочастотные - усиливаются системой на частотах, близких к резонансным. В двигатель же проходят без искажения только нагрузки с частотой до I Гц. Нагрузки с частотой 1-5 Гп электродвигателем усиливаются, а внсокочастотяне - подавляются почти полностью.

(3)

и

16

41

Л- 1 I I 1......г....... -

\\ не н«немт) | \ ««ксивесои

г»

/ и

-О—- л

N

о «Ю Ш 500

Ркс.2 А.Ч.Х.поивода горизонтальных пил.

кЯО

Рис.3. ?ависимость критического времени перегрузки двигателя от коэффициент пе-ретрузки.

Мк

15 -

Математические модеяв максимальной длительно действующей нагрузки имеют вид: в трансмиссии

в электродвигателе

Па = 4 ^.aM) (5)

\

где Кус.тр н Кус.дв - коэффициенты усилении случайной составляющей нагрузки, обусловленные процессом резания, соответственно в трансмиссии и электродвигателе, определяются в областях близким х резонансным частотам; кус.тр и Куо.дв - коэффициенты усиления периодических составляющих нагрузки соответственно в трансмиссии и электродвигателе, определяются в областях частот входа резцов е.о. в породу а частота вращения и.о.

Анализ получениях математических моделей показал, что снижение динамичности нагруженяя элементов приводов следует обеспечить как за счет сшскеюи динамичности погружения исполнительного органа, тая и умзньвением коэффициентов усиления сосгавлгсщих спектра нагрузки пут®« рационального выбора параметров привода. Так замена двигателя с номинальной скоростьв вращения 1500 мин1 на двигатель о 1000 мин"1 приводит к снижают коэффициентов усиления периодических составляющих спектра нагрузки на. 12-16!?.

Приводы и.о. камнерезных наикн работает тактически в непрерввном переходном режиме, характеризуемом:

- внезапным набросом нагрузки, вызванным встречей и. о. с тверди» препятствием в породе;

- колебанием нагрузки, обусловленным изменением прочности породы и параметров питавшей сети;

- колебанием нагрузки, обусловленная кинематическими я конструктивными особенностями малины к и.о.

Устойчивость к возможным перегрузкам при изменении прочности породы и параметров питавшей сети достигается стабилизацией нагрузки при помощи автоматического регулятора. В остальных случаях устойчивость следует обеспечить за счёт кинетической энергии вращающихся масс г рациональных режимов резания.

Исследования показали, что для повышения устойчивой работы привода при прорезают твёрдых включений необходимый момент инерции трансмиссии следует определять по выражении

- допустимое время действия перегрузки определяется по графику, с (рис.3).

В обадм случае устойчивую работу привода обеспечивает момент электродвигателя при существующих динамичности нагруже-ния, питания и качества управления камнерезной машиной - устойчивый момент электродвигателя Муст. С учётом сказанного условие устойчивой работе привода определяется выражением

(6)

V

- определяется по каталожным данным электродвигателя, кг*1; •

(7)

Четвертая глада посвящена экспериментальным исследованиям камнерезных пшик в эксплуатационных и стендовых условиях.

Методика проведения экспериментальных исследований нагрузок в основных элементах привода исполнительного органа учитывает все специфические особенности, присущие условиям эксплуатации камнерезных машин. Информация о спектре нагрузок в элементах приводов в реальных эксплуатационных условиях позволяет проверить достоверность аналитических исследований и правомерность принятых допущений, a tarace определять рациональные параметра конструкций и режимы работы машин.

Основный* задачами экспериментальных исследований явились:

- опенка степени влияния физико-механических свойств горной породы, состояние массива, качество электропитания, режгаов резания, состояния инструмента и способа регулирования регшами работы малины на формирование нагрузки в приводах;

- определение реального спектра нагрузок в основных элементах приводов п. е.;

- сопоставление результатов аналитических и экспериментальных исследований о целью определения правомерности принятых допущений.

Объектом исследований являлись серийно выпускаемые камнерезные машины CMP-026/I, работающие в различных горно-технических условиях.

Выявление закономерностей формирования динамических на -грузок в элементах приводов и определение их статистических м характеристик (дисперсии, коэффициента вариации) и частоты

- 18 - ' производились методом корреляционного анализа.

Несмотря на то, что камнерезные насини вспнтывалксь в различных эксплуатационных условиях, характеристики корреляционных функций и основные соотношения примерно одинаковы, что подтверждает сделанное допущение об зргодячяостк процесса нагруження.

Анализ полученных результатов показал, что изменение скорости подачи не влияет на величину хоэ$фитента вариация низкочастотных составяящих нагрузки в элементах привода я оказывает существенное влияние на коэффициент вариации внсохо-частотвых составляющих нагрузки как в трансмиссии, так к электродвигателе (рис.4). Изменения прочности породы приводит к изменения коэффициента составлятаих нагрузка на величину до 40£. Существенное влияние на нагруженноеть элементов привода оказывает взнос инструмента. Анализ экспериментальных данных показал, что зависимость коэффициента вариации нагрузят в элементах привода от износа определяется выражением

(8)

где ^ - коэффициент вариации нагрузки при износе А =0; Кд - коэффициент, зависящий- от износа резцов, аппроксимируется в ¡глажением

/тпроксимирукше выражения корреляционных функций показали, что неравномерность низкочастотной составляющей нагрузки в приводе исполнительного органа в основном определяется случайным изменением прочнооти породы (64-72?) ж наличием поперечных пропилов - неслучайная периодическая составляющая (28-36Й). На рис.5 приведены'нормированные корреляционные фун-

Ю

м

V

Д--Щ5

■ч N Ч >> ^Р» [беж,]

■Ом» Сбсм<] /

~~ — — „.

■^Рк Сбеж/З ^гв Гбсж«] /

/И1Ш

Рис.4. Зависимость коэффициента вариации нагрузки от скорости подачи

До 1« и

М 0

-м

-Ц1,

\ ТкиН .

А' 1

\ Те

V \ \

а и

\ \ А

\ 1 \ [А/

\с

- -о) V

Рис.5. Нормированные корреляционные функют высокочастотных составляизю: нагрузки: а) - в транс;,шсскк; б) - в электродвигателе.

кцик г-грутясьго ксмента ка выходной заду редуктора в мгновенной мощности электродвигателя горизонтальных пил. Из рисунка видно, что преобладающие частоты колебаний нагрузи в электродвигателе и редукторе лежат в области гас собственных частот. Дисперсии детгоыкнированных составляющих нагруьки в электродвигателе и редукторе составляет 60-70?, на дачю та случайных составляющих нагрузки приходится 30-40? общей дчсперсии. Соразмерность дисперсий низкочастотных и высокочастотных, случайных и детерг.гаштрованных составляющих нагрузки обуславливает необходимость учета всех этих составляющих при проведении расчётов.

Испытания показали, что при увеличении силы прижигла папины к рельсу, средняя скорость подачи, а следовательно и произво- -дительнооть, увеличиваются на 25+ ЗС%.

Исследование нагрузок в элементах привода при стопорении .о. производилось на стенде, имитирующем работу камнерезной :ашины.

Проверка сходимости результатов экспериментальных и аналитических исследований показала, что погрешность в результате принятых допущений составляет не более 15?, что вполне достаточно для практических расчётов.

В пятой главе приведены методики расчёта эксплуатационной нагруженности трансмиссий исполнительных органов и эксплуатационной производительности камнерезных машин.

Нагрузка для расчёта элементов трансмиссии на усталост-. яую прочность определяется уровнем средней нагрузки и разбросом вокруг средней (спектром нагруженности). Как показали исследования, в качестве средней нагрузки следует принимать

О

устойчивый момент электродвигателя Муст., который характеризует средние нагрузки в реальных условиях эксплуатации. Методика определения спектра нагруженяости основывается на том, что непрерывно изкеняшаяся амплитуда нагрузки является случайной функцией, а мгновенные ее значения - случайной величиной. За основную характеристику распределения амплитуд нагрузки принимается коэффициент вариации, который определяется для случая добычи камня максимальной прочности, указанной в технической документации на камнерезную машину с учётом режимов резания, технического состояния исполнительного органа, параметров электропитания и способа управления режимами работы камнерезной малины. Поскольку динамические параметры привода в значительной степени зависят от передаточного отношения редуктора, то при наличии двух и более ступеней частота вращения исполнительного органа расчёт коэффициента вариации необходимо производить для каждого значения частоты вращения. Алгоритм определения исходных данных для расчётов па усталостную прочность приведен на рис.5.

ч

ЗАКЛЮЧЕНИЕ""

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи повышения технического уровня камнерезных машин за счёт увеличения эксплуатационной производительности и снижения металлоёмкости на основа определения рапиовалыигг. нагрузок для расчёта приводов псполнителышх органов с учёте;.'; динамических параметров приводов я реальных условий натру:*-кия, что имеет существенное значение для цромзаиовностп строительных материалов.

В результате выполненных теоретических л эксперт,'.ев-

Рис.б. Алгоритм для определения нагрузок в элементах привода.

таль тле исследовании:

1. Определены стругаура спектра нагрузки на исполнительно:,! органе и з элементах привода камнерезной машины и соотношение между дисперсиями низкочастотных и высокочастотных составляющих нагрузки при добыче камня средней прочности на примерах Артикского, »¿аисянского я Ваграмабердского месторождений.

2. Впервые для камнерезных ?/лпин получены зависимости, отражайте влияние прочности породы, скорости подачи машины, биения и износа режущего инструмента на формирование спектра нагрузки.

3. Разработана математические модели, дающие возможность определить на стадии проектирования основные статистические характеристики, необходимые для расчета спектра нагрузки в приводе с учётом динамических параметров привода.

Проверка сходимости аналитических и экспериментальных исследований показала, что погрешность в результате принятых допущений составляет не более 15%.

4. Разработаны модели для расчёта нагрузок в элементах привода в рабочем режиме и режиме "резкого" стопорения исполнительного органа. Получены зависимости д"я выбора зон рациональных параметров привода с учётом динамичности нагружения.

5. С целью защита элементов привода от разрушения при действии перегрузок, вызванных "резким" стопорением исполнительного органа, обоснована необходимость установки в приводе предохранительного устройства - электромагнитной фрикционной муфтн.

6. Разработаны методы выбора рациональных режимных параметров и определения момента инерции трансмиссии, обеспе-

чявающие устойчивую работу привода с учётом реалгкого характера нагруксния е динамических свойств привода.

7. Разработана инженерная методика расчёта эксплуатационно;! нагруженности трансмиссии исполнительных органов камнерезных машин, используемая Ленинаканским С?ТН "Строммагпка"

к Ленинаканскям заводом "Стрсммаалка" при проектировании нового и модернизация существующего оборудования.

8. Расчетннй экономический эфрект о? использования методики на стадиях проектирования изготовления г эксплуатации камнерезных машин составляет 7768 руб. ка одну машину в год.

По результатам диссертации опубликованы следу rose работя:

1. Информационный листок о научно-техническом достижении. Ус 86-82: Переносной стенд для измерения и записи вибрации /Бу-думян К.Л., Гоз М.Р., Арутшян С.К. - Ереван: Арк.НКЯТЛ, 1956,- 4 с.

2. Информационный листок. № 6745: Устройство для записи неравномерности перемещения камнерезной машивд/Еудумян К. Л., Гоз М.Р., Тоноян А.Ф. - Ереван: Арм.НШШТИ, 1986.- 4 с.

3. Гоз М.Р., Будумян К.Л., Керопян A.M. Определение тормозного момента камнерезных машин. - Строительные и дорокнке малины, 1987, Л I, с.23.

4. Акбардарян A.C., Гоз М.Р. Экспериментальные исследования нагрузок в низкоуступных камнерезных малинах/ ЩКИТЗ-стрсймаа. - Н., 1986. - 7с.:ел.- Библиогр.: 2 казв.-Деп.в ВИНИТИ 27. OS. 86, & IIO-СД.

5. Гоз М.Б. Аналитическое исследование нагрузок в приводах исполнительных органов камнерезных машин в рабочем режиме АППИТЭстроймаш^, ;I985. - Sc. :кл.-Библиогр.:3 назв. - Доп. в ВИНИТИ '2-7.-TQ.-SS, 3 Т5&-вЗ.