автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование оптимального диапазона значений параметров очистных комбайнов на стадии проектирования

—

I о

од

На правах рукописи СЫРКМ1ГЕВ Андрей Валерьевич

УДК 622.232.72 001.2(043.3)

ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ НА.СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность 05.05.06 — «Горные машины»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1996

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный руководитель докг. техн. наук, проф. Радкевич Я. N.

Официальные оппоненты: докг. техн. наук, проф. Рачек В. М. кенд. техн. наук, с.н.с. НаОатников Ю. Ф.

Ведущая организация — Государственный проектно-конст-рукторский и научно-исследовательокий институт угольного машиностроения

Защита диссертации состоится « . ^ . » г.

в ГМ . час. на заседании диссертационного совета К-053.12.03 в Московском государственном горном университете по адресу: 117935, ГСП-1, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией мохно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « ар.» . 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук, проф. ШЕШКО Е. Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность рабаш. Обеспечение отраслей хозяйства твердим топливом в значительной степени (примерно 5056) -принадлежит угольной промышленности.

Концентрация горнах работ и интенсификация выемки угля'подземным способом диктуют необходимость резкого повышения производительности труда в основном за счет повышения производительности очистных машин. Решение данной проблемы предусматривает комплексное совершенствование проектирования и технологии изготовления средств механизации технологического процесса выемки угля.

.Повышение эффективности средств комплексной механизации для выемки угля подземным способом возможно на основе оптимизации ограничений на параметры машин, позволяющих устан> !ть оптимальный диапазон их значений, так как это приводит к получению наилучших результатов наиболее экономичным способом без вовлечения в производство дополнительных ресурсов.

Как показали многочисленные исследования, угольное предприятие предртавляет собой стохастическую динамическую систему. Стохастический характер технологических процессов, протекающих при добыче угля, определяется горно-геологическими и организационными факторами, а таюке надежностью работы машин. Учет неопределенности исходной информации в задачах обоснования оптимального диапазона значений параметров машин является одним из важнейших факторов повышения надежности результатов их решения. Подход к входным параметрам липь как к детерминированным может привести к тому, что полученные решения ока-¿гутся неоптимальными в реально сложившейся ситуации.

¡Таким образом, разработка методики обоснования оптимального диапазона . значений параметров очистных комбайнов на стадии проектирования с учетом случайного характера входной информации является .сияуальноа научной задачей..

Цель работы. Установление оптимального диапазона значений силовых, энергетических, конструктивных и режимных параметров действующих и вновь проектируемых очистных комбайнов при заданном уровне надежности и разработка методики его обоснования с помощью ЭВМ, при которой обеспечивается наибольшая эффективность применения последних в заданных условиях эксплуатации, и рекомендаций по повышению их качества.

Идея работы. Использование комплексного показателя, базирующегося на учете конечного результата функционирования при учете стрхас-тического характера входной информации и включающего в себя силовые,

энергетические и конструктивные параметры, позволяет при минимальных приведенных затратах на создание и эксплуатацию очистного комбайна установить оптимальные диапазоны значений его параметров и повысить за счет этого эффективность его использования.

Научные положения, разработанные лично автором, и их новизна: .

— математическая модель для оптимизации уровня качества очистных комбайнов, отличающаяся тем, что учитывает стохастический характер входной информации и позволяет при минимальных приведенных затратах на создание и эксплуатацию очистного комбайна на единицу конечного результата установить оптимальные диапазоны значений его основных параметров и повысить за счет этого эффективность выемки угля при рациональном использовании силовых, энергетических и режимных параметров;

— оптимизация ограничений на основные силовые, энергетические и конструктивные параметры очистного комбайна одного функционального назначения по экономическому показателю, базирующаяся на учете конечного результата их функционирования и случайного характера входной информации, возможна на осноье комплексного показателя качества систем машин, уровень которых определяется степенью реализации вида связей между ее элементами в зависимости от условий эксплуатации, с учетом использования стохастического программирования с элементами теории вероятностей и математической статистики; •

— зависимость изменения коэффициента готовности механизированного комплекса от сопротивляемости угля резанию для данных условий эксплуатации аппроксимируется выражением, квадрат которого выражается функцией, обратной функции Лапласа;

— зависимость изменения коэффициента функционального состояния очистного комбайна от уровня его качества по комплексному показателю при заданном уровне вероятности выражается линейной функцией.

Обоснованность и Оостовернооть научных положений, _ вывоОоб и реколенОаций подтверждаются применением процедур математического моделирования, методов математического анализа, использованием современных методов нелинейного программирования при поиске глобальных оптимумов целевой функции, экспериментальных исследований производительности на действующих образцах машин; сходимостью данных теоретических и экспериментальных исследований, расхождение между которыми не превышает 15% при доверительной вероятности 0,95.

Научное значение работ состоит:

— в разработке математической модели для оптимизации уровня качества очистных комбайнов с учетом случайного характера входной информации по экономическому показателю при технических ограниче-

ниях, объединенных в один комплексный показатель;

— установлении зависимости изменения коэффициента готовности очистного комбайна от сопротивляемости угля резанию для данных условий эксплуатации!

— установлении зависимости изменения коэффициента функционального состояния очистного комбайна от уровня его качества по комплексному показатели для данных условий эксплуатации при требуемом уровне вероятности.

Практическая ценность работы состоит в разработке методики обоснования оптимального диапазона значений параметров очистных комбайнов на стадии проектирования и комплекса взаимосвязанных алгоритмов и программы расчета на ПЭВМ, функционирующих в диалоговом режиме и обеспечивающих решение поставленных задач по обоснованию оптимального диапазона значений параметров очистных К1 5айнов при заданном уровне вероятности.

Реализация результатов работы. Методика обоснования оптимального диапазона значений параметров очистных комбайнов на стадии проектирования и основные научные результаты работы внедрены и используются в ассоциации акционеров шахты имени Вахрушева акционерного общества открытого типа «Киселевскуголь», на основе которых разработаны и реализованы предложения по совершенствованию конструкции действующих очистных комбайнов. Фактический экономический эффект от применения результатов работы составил 66,б млн. руб. в ценах 1993 г.

Апробация работ. Основные положения и результаты работы докладывались на Международной межвузовской научно-технической конференции «Надежность и качество горной техники» (г. Москва, октябрь, 1991 г.); на Международной межвузовской научно-практической конференции «Совершенствование конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования и средств автоматизации» (г. Москва, октябрь, 1992 г.); на Международном семинаре «Проблемы и перспективы развития горной техники» (г. Москва, октябрь, 1994 г.>, на научно-техническом совете Гипроуглемаша (г. Москва, май, 1996 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 печатные рвботы.

Объел ц сгорцкицра работ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и сг&ска литературы. Общий объем 202 страницы, включая 166 страниц основного машинописного текста, 41 рисунок и 19 таблиц, список использованной литературы из 135 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основу деятельности любого горного предприятия составляет техно-

логический процесс,- осуществляемый на данном предприятии и обеспечивающийся соответствующими средствами механизации этого процесса.

В данной работе исследован статистический материал по 35 моделям различных типов и модификаций механизированных комплексов по области применения и наиболее распространенному составу их оборудования для выемки полезного ископаемого по мощности и углу падения пласта, одной из причин создания которых явилось разнообразие и сложность их условий эксплуатации (горно-геологические, горнотехнические и горнотехнологические), которые являются определяющими в выработке требований, предъявляемых к выемочным машинам, к их качеству.

Для установления оптимального уровня качества выемочных машин очистных комплексов и ограничений на их параметры был проведен анализ горно-геологических и горнотехнических условий эксплуатации механизированных комплексов, который показал, что они отличаются большим разнообразием, сложностью, специфичностью и являются серьезным ограничением для эффективного использования комплексов. Кроме того, имеется множество других параметров, характеризующих техническое совершенство очистных комплексов и - грудняющих их однозначную оценку. Решением этой проблема занимается наука «Квалиметрия».

Однако существующим методам и методикам оценки уровня качества промышленной продукции присущи•следующие основные недостатки« невозможность оценки машин одного функционального назначения, но разных типов, типоразмеров и конструктивного исполнения из-за наличия базовых значений показателей, устанавливаемых для каждого типа в отдельности; наличие экспертных коэффициентов весомости ведет к субъективности в оценке качества; принятие к оценке ограниченного числа показателей из-за трудности объективного определения их весомости.

Методика оценки уровня качества горных 'машин, базирующаяся на учете их функционального назначения и позволяющая оценивать машины разных типов, типоразмеров и конструктивного исполнения, разработана Г. И. Солодом и Я. М. Радкевичем на кафедре «Технология машиностроения и ремонт горных машин» МГГУ.

В соответствии с этой методикой уровень качества по комплексному показателю систем механизации определяется по формуле

^-г-Т/ ■ вф,(Е ^ -к;,)]' .

•п Гк:, У »•'

кс=-|/ в Г 1к;,1 Г к;, - к:(|| . ш

(з - 1) [к;, .1-1

где к;, - уровень качества по комплексному показателю ¿-Я системы механизации, реализованный в данной системе, определяемый с учетом

коэффициентов реализации функционального критерия машины н данной система; е - количество различных функциональных машин в системе механизации рассматриваемого процесса.

Апробация этой методики была проведена на различных машинах Я. М. Радкевичем, В. И. Лактионовым, В. И. Морозовым, В. Б. Тимофеевым,

A. В. Черни и другими при учете детерминированного характера исходных данных. Поэтому возникла необходимость разработки метода оптимизации ограничений на основные параметры горных машин с учетом стохастического характера входной информации.

В общем случае количественная оценка предполагает на подготовительном этапе выбор номенклатуры показателей качества и определение их численных значения. В связи с этим были рассмотрены и проанализированы существующие методы выбора, обоснования и оптимизации ограничений на параметры горных машин.

Развитие аналитических методов выбора и обоснования ограничения на параметры очистных комплексов, их функциональных машин и элементов произошло в последние сорок лет благодаря работам коллективов СО АН СССР, МТУ, ДГИ, НПИ, ИГД им. А. А. Скочинского и др. Среди многочисленных публикаций, относящихся к вопросу выбора и обоснования ограничений на параметры механизированных комплексов, их функциональных машин и элементов, следует выделить работы А. И. Верона, Э. И. Гойзмана, Б. Ф. Григорьяна, А. В. Докукина, Н. Г. Жучкова, Л. И. Канговича, Л. А. Карасева, Н. Г. Картавого, К. Л. Колоярова,

B. Г. Коренева, Н. Г. Логинова, Г. И. Лухашова, Ю. Ф. Набатникова, К. Р. Нилово, Е. 3. Позина, В. М. Рачека, Я. М. Шора, в которых назначение исходных данных и алгоритм расчета ограничений на параметры комплекса или его функциональных машин и элементов представляют собой вполне самостоятельную научную или инженерно-техническую задачу.

Проведенный анализ показал, что разработанные к настоящему времени частные методики выбора ограничений на основные технические параметры очистных комплексов, их функциональных машин и элементов базируются в основном на последовательном одношаговом получении конечных значений ограничений, не гарантирующем достижение наилучших технико-экономических показателей на выходе процесса. Процедуры отличаются простотой, что предопределено необходимостью расчетов без применения ЭВМ. Структурное построение известных методик характеризуется тем, что расчет ведется от потребной производительности к мощности двигателя. В результате, как правило, возникает ситуация, когда энерговооруженность выемочной машины не может быть полностью использована. Прямым следствием такого методологического подхода являются неполная реализация возможностей выемочных машин, потери

производительности.процесса выемки полезного ископаемого.

Анализ существующих методов выбора, обоснования и оптимизации ограничений на параметры очистных комплексов, их функциональных машин и элементов показал, что они в недостаточной степени для установления оптимальных ограничений на их основные параметры учитывают случайные возмущения, неизбежно присущие каждому закономерному явлению. Поэтому необходима разработка таких методов выбора, обоснования и оптимизации ограничений на параметры очистных комплексов и их функциональных машин, которые обеспечивали бы оптимальный уровень качества по комплексному показателю с учетом случайного характера входной информации при заданном уровне вероятности.

Рассматривая процесс выемки угля как сочетание трех функциональных технологических процессов (В, Д, К), следует отметить, что одни и те же параметры какой-либо функциональной машины по-разному влияют на эти функциональные процессы. Поэтому задача выбора ограничений на параметры очистных комплексов, их функциональных машин и элементов является по постановке оптимизационной. Решения таких задач, как правило, базируются на учете только экономических факторов без учета' технических параметров и мало определяют эффективность использования машины в процессе эксплуатации и системы машин в целом. В связи с этим более обоснованной будет оптимизация, основанная на учете таких технических ограничений на параметры, которые выступают в качестве ограничений в виде системы линейных и нелинейных неравенств.

На основе исследований о сбстоянии вопроса сформулирована цель исследований, для достижения которой в работе поставлены и решены следующие задачи:

— разработать математическую модель оптимизации уровня качества очистных механизированных комплексов, их функциональных машин и элементов, позволяющую перейти к автоматизацки расчетов уровня качества средств механизации технологического процесса выемки угля, осуществить ее алгоритмизацию и программирование;

— разработать критерий для оптимизации уровня качества по комплексному показателю выемочной машины очистного комплекса;

— сформулировать и дать математическое описание ограничивающих условий;

— установить зависимости изменения скорости подачи, удельных затрат, энергии на выемку угля, средней производительности, теоретического функционального критерия, коэффициента готовности, коэффициенте технически возможной непрерывности работы, технического функционального критерия выемочной машины очистного комплекса от сопротивляемости угля резанию для данных условий эксплуатации;

— установить зависимость изменения коэффициента снижения произ водительности выемочной машины очистного комплекса из-за недостаточ ного резерва приемной способности участковой конвейерной линии от коэффициента резерва ее приемной способности;

— установить зависимость изменения коэффициента функционал!.кого состояния от уровня качества по комплексному показателю выемочной машины очистного комплекса для данных условий эксплуатации при требуемом уровне вероятности;

— провести шахтные исследования с целью проверки полученных результатов.

Решение поставленных задач базируется на инвариантном подходе к определению оптимального уровня качества средств механизации и осуществляется по предлагаемой математической модели, включающей целевую функцию, максимум или минимум (оптимум) ко- рой требуется найти; ограничения в виде системы линейных и нелинейных уравнений (неравенств) и требование неотрицательности переменных, tío постановке эта модель сводится к следующему. Найти минимум целевой функции

Z, = ЭИ<К™) + Е» IU УК™,) — min. (2)

выражающей полные приведенные затраты на создание и эксплуатацию выемочной мадонн очистного комплекса при заданном уровне вероятности Р^д или максимум целевой функции

Z, = a.íK,') - Э„<0. + Е„ [Ц, tn<K«> - IU l„<K«.n — na*. <3> выражающей экономическую эффективность повышения уровня качества выемочной машины очистного комплекса .при заданном уровне вероятности ¥„. при выполнении ограничений для данных условий эксплуатации:

1> по оптимальному диапазону значений параметров, характеризующих качество выемочной машины очистного комплекса и обеспечивающих оптимальное значение уровня качества по комплексному показателю: для увеличивающих показателей —

< Р í Ч(Кжт) > А < (4)

для уменьшающих показателей —

р {% q,(iU} < Р;} < рт:;, (5)

где

Km = Inf 2,<Кп-> = «"Р 10,1) го. и

2> по недополученному эффекту по функциональной работе выемочной машины очистного комплекса из-за отказов:

Р <С^ + Е„ К)

- ij < ЫК,)} = Рид! (6)

К/К^)

3) а) по коэффициенту функционального состояния выемочной машины очистного комплекса:

р /------М^.) Ьг > к }1 = Р (7а)

или

6) по коэффициенту технического функционального состояния выемочной машины очистного комплекса:

Р { ч.,«.. Ц, Ч ' "-'Ч •

где Кг„ = m.^.T.^.T.^.T.^.u,) <i = 1, 2, 3; j = I, 2);

4) по объему выполненной функциональной работы выемочной машиной очистного комплекса:

г { WQ«. и». +. •) «MK«, К,(Кт> > А, } = Рмд; (8)

5) по средней производительности выемочной машины очистного комплекса:

Q« = min { Q„ К„ , QM, (¡Фм } , Т/мин; (9)

6) по. производительности выемочной машины очистного комплекса, рассчитанной по приведенной скорости его перемещения:

, Q„ = ш В, К, v,,. vx, - , + , •) у, т/мин; (10)

7) по технической скорости подачи выемочной машины очистного комплекса:

Ч.Л*. < V. < minfjw Ч». vM, v„j, v^j ; (II)

8) по уровню качества по комплексному показателю выемочной машины очистного комплекса:

О < К», < I. (12)

где

«т

т»_-1 / VI'

(13)

Предлагаемая модель позволяет устанавливать оптимальные ограничения р; (¿ = I, 2,...,в) на основные параметры, характеризующие качество выемочной машины и обеспечивающие оптимальное значение уровня качества к^ по комплексному показателю при заданном уровне вероятности р^, для различных схем механизации технологического процесса выемки угля, в которых функциональные элементы могут быть объединены

для совместной работы путем наложения на них технологической, кинематической или конструктивной связей.

Аналитический расчет оптимальных ограничений р; (,) = I + 6) на основные параметры выполнен на примере очистного комбайна 5КШЭ в комплексе с забойным скребковым изгибающимся конвейером СП301М и механизированной крепью М130 применительно для условий вахты имени Вахрушева АООТ «Киселевскуголь».

Характер целевой функции модели оптимизации уровня качества выемочной машины комплекса, область определения параметров оборудования комплекса, стохастический характер входной информации и ограничения позволяют решать задачу методами математического моделирования.

Для этого на первоначальном этапе исследований на основе метода Монте-Карло определялись статистические оценки параметров распределения случайных величин. В приведенной модели. ,тими величинами являются сопротивляемость угля резанию А, чистое время работы комбайна в течение смени Т„, наработки на отказ функциональных машин, входящих в комплекс оборудования очистного забоя, соответственно комбайна Т„, скребкового конвейера Тм и механизированной крепи Т^, их среднее время восстановления соответственно комбайна Т„, скребкового конвейера и механизированной крепи Т„, а также н; работка на отказ Т0(м, и среднее время восстановления Т,(м) кинематических связей, объединяющих эти машины для совместной работы. Получен-• Таблица I

Статистические оценки параметров распределения случайных величин

Вид Математическое ожидание Дис- Коэффи- Уровень зна-

Показатель закона пер- циент

распределе- сия, кв.ед. вариа- чимости

ния ции

Сопротивляемость угля 226 1398. 0,165 0,05

резанию, Н/мм нормальное

Чистое время работы ком- 2,8? 7,02 0,924 0,05

байна в течение смены, ч показательное

Наработка на отказ, ч:

комбайна » 22 361 0,864 0,05

скребкового конвейера » 24 484 0,917 0,05

механизированной крепи » • 31 784 0,903 0,05

материальной связи: 0,910 0,975

кинематической * » 67 3712

конструктивной » 181 24964 0,873 0,95

Логарифм среднего време-

ни восстановления, мин:

комбайна логнормальное 1,92 0,170 0,214 0,05

скребкового конвейера • » 2,11 0,175 0,198 0,05

механизированной крепи » 1.92 0,149 0,201 0,05

материальной связи:

кинематической » 1,35 0,103 0,239 0,05

конструктивной » 1,45 0,119 0,239 а, ог>

ные в результате моделирования статистические оценки случайных параметров модели приведены в.табл. I.

На втором этапе исследований для определения по приведенной методике оптимального уровня качества выемочной машины комплекса устанавливался ее функциональный критерий позволяющий сопоставить реальный результат работы данной машины с требуемым:

^ = 216 0^(0,.А) Нуу(А), Ш-М/Ч, (14)

где (^(С^А) - "значение производительности выемочной машины, реализуемой в данном очистном комплексе (представляется как функция от А), т/мин; с, - -й силовой, энергетический, конструктивный или режимный параметр, влияющий на производительность машины; - энергоемкость разрушения угля (представляется как функция от А), кВт-ч/т.

Установление закономерностей изменения производительности £}„ очистного комбайна 5КШЭ комплекса КМ130 от сопротивляемости угля резанию А для данных условий эксплуатации, ,т. е. <2^ = ПК), и энергоемкости разрушения угля комбайном от сопротивляемости угля резанию А, т. е. кщ = ПА), производилось по разработанной автором на базе ОСТа 12.44.258-84 программе для ПЭВМ применительно для рассматриваемых условий эксплуатации. Расчет нагрузки на исполнительных органах комбайна 5КШЭ производился для каждого из 42 резцов в соответствии со схемой их расстановки, со структурой отрабатываемого пласта в каждом из восемнадцати рассматриваемых положений исполнительного органа по сопротивляемости резанию А, н/мм, отдельных угольных пачек — 100, 200, 300 и 400 и прослойков породы —850 для ряда значений скорости подачи комбайна V,, — 2, 4, 6 и 8 м/мин.

Средние суммарные силы резания и подачи на исполнительных органах комбайна использовались для определения соответствующих значений мощностей на ревание, подачу и суммарной'развиваемой мощности привода комбайна на выемку угля, включая погрузку, а также для определения удельных затрат энергии на выемку угля комбайном.

Полученные значения средней суммарной мощности комбайна на выемку угля использовались для установления возможной области эффективного применения комбайна, которая определялась допустимой скоростью подачи по разрушаемое™ с учетом технических, технологических и экономических ограничений, приведенных в табл. 2.

. Таблица 2 Ограничения на скорость подачи очистного комбайна 5КШЭ, м/мин

При движении вверх При движении сверху «„.г

ил.т1*

59,5 3,3 9,3 25,6 3,3 23,5 1,71 <Ю 4,3 СО

Используя методику расчета нагрузок на комбайнах на основе ОСТа 12.44.258-84, установлена область эффективного применения очистного комбайна 5КШЭ по разрушаемости применительно для условий шахты имени Вахрушева, показанная на рис. I.

В результате аппроксимации приведенных не рис. I зависимостей изменения -и^ от А применительно для условий ■ шахты имени Вахрушева

выражение для определения технической скорости подачи г>,

V

получено

комбайна 6КШЭ в зависимости от сопротивляемости угля резанию I с учетом ограничения, накладываемых на нее со стороны погрузочной и транспортирующей способностей исполнительного органа, величины тягового усилия подающей части комбайна, вылета резцов, режима проветривания, водоотлива", пылеподав-ления, а также по относительной скорости движения тягового органа конвейера при схеме передвижки последнего «волной» в соответствии с выражением (II) в следующем виде г при движении снизу: 3,3 2076,33

\

'Ш

ж ш -■уОч"

ч

IB0 150 200 250

Рис. I. Зависимость технической спорости подачи комбайна от сопротивляемости угля резанию

Чг =

А + 203,98 2317,60

если А < 208 К/ММ; - 1,732, если 208 < А < 215 Н/ММ;

4,128, если а > 215 К/мм,

(15)

А + 99,34

при движении сверху: v, = 3,3 м/мин, если 200 « а < 250.

Корреляционные уравнения, характеризующие зависимость изменения удельных затрат энергии н„ на выемку угля комбайном от сопротивляемости угля резанию а при его движении соответственно снизу и сверху по критерию минимальности остаточной дисперсии s^ имеют вид: Hw = (180 + 1,6 к ) 10"кВт-ч/т (S^ = 3,2-10"') ¡I Ц, = (356 + 0,905 А > 10"'. НВТ-Ч/Т (S^ = 5,7-Ю"5).

На основе полученных "зависимостей = f Ш и Hw = f(A) в соответствии с выражениями (9), (10) и (14) устанавливалась зависимость изменения теоретического функционального критерия очистного комбайна 5КТО комплекса KMI30 от сопротивляемости угля резанию а.

Полученное выражение для определения теоретического функционального критерия очистного комбайна 5КШЭ комплекса KMI30 для рассматриваемых условия эксплуатации имеет следующий вид:

317,26 + 2,08 А при 200 < А < 213;

(653,59 - Л)(А2* 277,51 А + 21019,65)

(А + 203,98) (221,91 - 0,22 А) (383,09 - А) (А + 49,95) (А + 117,57)

! _ -=-'-—- при 213 < А < 217; ,ТКч

лс-> - ' I Л J. ?ПЧ ОЯ} ЮОТ ОТ _ П 1 1 МО/

при 217 < А < 250.

(А + 99,34) (115,28 - 0,25 А) Если допустить, что машины рассматриваемого очистного комплекса KMI30 будут индивидуальными, не зависимыми в работе друг от друга и объединенными для совместной работы технологическими связями, тогда теоретический функциональный критерий выемочной - машины для такого комплекта будет иметь вид:

314,93 + 2,06 А при 200 < А < 208;

(634,72 - А)(Р+ 282,34 А + 21678,51)

К. =

(А + 203,98) (217,74 - 0,22 А) (377,76 - А) (А + 54.26) (Á +117,99) (А + 99,34) (114,98 - 0,25 А>

Если допустить, что машины рассматриваемого очистного комплекса КМ130 будут объединены для совместной работы конструктивными связями, тогда теоретический функциональный критерий такого агрегата в данном примере будет иметь вид, аналогичный для очистного комбайна 5КШЭ комплекса КМ130.

На основе полученных зависимостей были установлены числовые и вероятностные характеристики теоретического функционального1 критерия очистного комбайну 5КШЭ в системе механизации процесса выемки угля, объединенной для совместной работы технологической, кинематической или конструктивной связью.

Графическое изображение кривой распределения теоретического функционального критерия очистного комбайна 5КШЭ

при 208 < к < 217; (17) при 217 < А < 250.

727 748 753 766 779 А.,,

Рис. 2. Кривая распределения теоретического функционального критерия очистного комбайне 5КШЭ для данных условий эксплуатации:

1 - комплекта функциональных машин;

2 -комплекса функциональных машин и агрегата

соответственно комплекта" I и

"йдесь и далее комплект функциональных машин и агрегат рассматриваются условно для определения степени влияния типа реализованного в них вида связи.

комплекса 2 рассматриваемых функциональных машин, а также и агрегата 2 показано на рис. 2.

В результате аппроксимации приведенных на рис. 2 зависимостей по. критерию минимальности остаточной дисперсии, которая в данном случае не превысила 5>I0"4, предпочтение отдано моделям, синтезированным на основе функции нормального распределения с параметрами тх и ох.

Существенным фактором, снижающим уровень качества выемочной машины комплекса и влияющим на значения ее параметров, является коэффициент к,, технически возможной непрерывности работы этой машины и комплекса в целом. В связи с этим установлены закономерности и зависимости изменения последнего от сопротивляемости угля резанию А, которые, в свою очередь, требуют установления закономерностей и зависимостей изменения коэффициента совершенства схемы работы комплекса к, от сопротивляемости угля резанию А и коэффициента готовности комплекса кгх от сопротивляемости угля резанию А.

Для установления зависимости изменения коэффициента готовности очистного комплекса к^ от сопротивляемости угля резанию А с по-щью ПЭВМ была найдена его функция распределения РКг(КГЛ), а на ее основе и зависимость К^Ш по. выражению

= Pj^(F;(A>J , (18)

где FflMx) - функция, обратная функции r^ix); F;(A) - функция распределения случайной величины а.

В результате аппроксимации полученных при моделировании значений функций распределения F^iK^) коэффициента готовности Км комплекса по критерию минимальности остаточной дисперсии, которая в данном случае не превысил?- 2>Ю"\ предпочтение отдано трендовой модели, синтезированной на основе функции бинормального распределения:

100].

где щ^, - оценки параметров распределения, численные значения которых приведены в табл. 3.

В результате сопоставления законов распределений случайных величин коэффициента готовности Fj^iK,,) рассматриваемого очистного комплекса КМ 130 и сопротивляемости угля резанию F;(a) получено приближенное выражение, характеризующее изменение величины км в зависимости от а, которое имеет вид

К" = ю- у1кг^кгуТ[-1п[1-и-дГ]

k = 1,898, X 6 Î200, 250].

Верхний знак в выражении (20) принимается при а > 225, нижний при а < 225.

Таблица 3

Оценки' параметров уравнения регрессии (20)

Средства механизации Обозначение параметра Стандартная ошибка аппроксимации Границы

нижняя Kf.rni* верхняя К,.шах

Комплект 62,68 15,28 0,0013 0,34 1,0

Комплекс 53,10 12,56 0,0015 0,23 1,0

Агрегат 54,18 12,24 0,0015 0,24 1,0

Полученные закономерности изменения коэффициента ^ технически

возможной непрерывности работы комплекса от сопротивляемости угля резанию а использовались для установления закономерностей изменения технического функционального критерия

4 т 1.20 0.93

®лг

B. 48

C. 24

8

5824,,

сопротивляемости угля резанию А,т.е. *.т,„= £(А), а на ее основе и вероятностных характеристик последнего.

Графическое изображение кривой распределения технического функционального критерия очистного комбайна 5КШЭ комплекса показано на рис. 3. ■

В результате аппроксимации полученных при моделировании значений функции распределения технического функционального критерия очистного комбайна 5КМЭ- комплекса КМ130 по критерию минимальности остаточной дисперсии, которая в данном случае не превысила 5-Ю"5,, предпочтение отдано трендовым моделям, рованным на основе функции нормального распределения.

Учитывая, что уровень качества по. комплексному показателю машины линейно зависит от величины конечного результата ее функцио-

Рис. 3. Кривая распределения технического функционального критерия выемочной катины для данных условий эксплуатации:

1 - комплекта функциональных машин;

2 - комплекса нальных машин;

3 - агрегата

функцио-

синтези-

нирования т. е. = а К*,, справедливо и обратное утверждение, что к^ = Ь Кг,,, где ь = 1/а.

Применительно к решаемой задаче зависимость изменения функционального критерия очистного комбайна 5КШЭ комплекса КМ130 от ее уровня качества по комплексному показателю выражается функцией вида

=* 1207,656 к^. , (21)

Для установления закономерностей изменения функционального критерия выемочных машин очистных комплексов от их уровня качества по комплексному показателю при проектировании новой модели машины были использованы результаты исследований, приведенные в работе Я. М. Радкевича. Статистический анализ результатов этих исследований показал, что зависимость функционального критерия очистных комбайнов от уровня их качества по комплексному показателю наилучшим образом аппроксимируется алгебраическим уравнением второй степени. Полученное в результате статистической обработки по критерию минимальности остаточной дисперсии, которая в данном-случае составила 85846.3. корреляционное уравнение имеет следующий вид:

А^ = 711 К,,, + 1860 К?„. (22)

Индивидуальный индекс капитальных издержек (цен) на создание выемочной машины очистного комплекса {„ определялся по формуле:

= (23)

где Ц„ Ц, - капитальные издержки на создание выемочной машины комплекса соответственно в текущем и базисном периодах, руб.

Корреляционное ураьТ.ение, характеризующее изменение цены очистного комбайна в зависимости от уровня его качества по комплексному показателю, на основании результатов исследований, приведенных в работе В. Н. Гетопанова, в ценах базисного периода имеет вид

Шк^,) = 150 К^ + 5Л« + 8. тыс. руб.

Тогда индивидуальный индекс капитальных издержек £„ на создание выемочной машины очистного комплекса в зависимости от уровня ее качества по комплексному показателю исчисляется как

» 5 к» + 8

Ц(к<)

где Ц(К,) - капитальные издержки на создание рассматриваемой модели выемочной машины с уровнем качества по комплексному показателю к, в ценах базисного периода, тыс. руб.

В зависимости от цели решения были получены различные математические модели оптимизации уровня качества очистного комбайна 5КШЭ комплекса КМ130 для данных условий эксплуатации. Одна из них приведена ниже.

Математическая модель оптимизации технического уровня качества по комплексному показателю очистного комбайна 6КЮ комплекса КМ130 при его модернизации, основанная на учете зависимости изменения коэффициента технического функционального состояния последней, применительно для условий шахты имени Вахрушева имеет вид найти максимум целевой функции ъ

ъ =

+ Е, I -

150 1С + 5 К,» + 8

(25)

К,(К6) К,<К„,) I ЦСК,)

выражающей экономическую эффективность повышения уровня качества выемочной машины очистного комплекса при заданном уровне вероятности рмл, при выполнении ограничений: :

а) по коэффициенту технического функционального состояния выемочной машины очистного комплекса в процессе эксплуатации:

* { к. > МК™> } = Г«., где случайная величина К, выражается формулой

0,45 + ^53,10 - 15,74 - в|*]]'] *]

(26)

К. =

1207,66

317,26 + 2,08 I Г,

«г.,

При 200 < А < 213;

229,74 - 0,23 Л, [м ю . ю 74 Г ^ _Ц__ 9 1МТ* А + 203.98 I III25 )1) 1

7 1207,66 (А + 203,98) (221.91 - 0.22 А) V к (27)

(653,59 - А) (А2+ 277,51 А + 21019,65) Т»

при 213 < А < 217}

II -14- 9

Г 254,34 - 0,55 I ± [53>К) . ю м Г 1пГ I А * 99,34 I II I25

х 1207.66 (а +■ 99.34) (115.28 - 0,25 а) ^ ^ (383,09 - А) (а + 49,95) (а + 117,57) Т,

при 217 < а < 250.

Шй-Й-.

Верхний знак в выражении <27) принимается при А > 225, нижний — при Ä < 225;

б) по уровню качества по комплексному показателю выемочной машины очистного комплекса:

О < < I.

Аналогичные математические модели построены и реализованы для оптимизации уровня качества по комплексному показателю очистного комбайна условно рассматриваемых комплекта функциональных машин и агрегата как при модернизации, так и при проектировании. Всего в данной работе построено и реализовано 12 математических моделей.

Приведенная выше оптимизационная модель относится к классу задач нелинейного стохастического программирования и ее решение осуществлялось с помощью современных методов нелинейной стохастической оптимизации.

Для приведения оптимизационной модели с целевой функцией вида (25) и системой ограничений (2б)-(27) в нужный для оптимизации вид, необходимо свести задачу стохастического программирования к эквивалентной детерминированной задаче.

Для этого била определена функция распределения коэффициента технического• функционального состояния комплекса в данных условиях эксплуатации.

Статистический анализ полученных при моделировании вероятностных характеристик коэффициента технического функционального состояния к, выемочной машины очистного комплекса, проведенный на кафедре TMP МГГУ, показал, что случайная величина, характеризующая коэффициент технического функционального состояния к, выемочной машины очистного комплекса, для рассматриваемых условий эксплуатации по критерию минимальности остаточной дисперсии в пределах рассматриваемой области определения подчиняется закону, функция распределения которого описывается аппроксимирующим выражением:

5

Р(((К.) ЕХР

„ „ ♦ Vй™' 1

°Ц - «"и V. —-=■—- —

(28)

где а, (£ = I + 3) - оценки параметров распределения; Р, - априорная вероятность пребывания комплекса в исправном состоянии при выемке

угля на I -м участке по сопротивляемости А, причем Др, = I.

Теперь ограничение (26) в соответствии с (28) запишется в виде

ь

Р { к, > к,<К„,> ] = 1 - ?„«,> = р,м. <29)

Отсюда

к, = f;)(I - р^,) = i(KTO, р^,), (30)

где f;](x) - функция, обратная функции F,, (К,) распределения коэффициента к, технического функционального состояния выемочной машины комплекса.

Анализ выражения (30) с помощью метода математической индукции позволяет сделать заключение о том, что зависимость изменения коэффициента к, технического функционального состояния от уровня качество по комплексному показателю к,,, выемочной машины очистного комплекса при заданном уровне вероятности выражается линейной функцией.

Таким образом, стохастическая задача оптимизации уровня качества очистного комбайна 5КШЭ комплекса KMI30 с целевой функцией вида (25) и системой ограничений (2б}-(27) сведена к эквивалентной детерминированной задаче, заключающейся в поиске экстремума целевой функции виде (25) при линейном ограничении-равенстве (30). :

Для нахождения точек возможного экстремума данной целевой функции воспользуемся дифференциальным исчислением.

Найдем первую производную от исследуемой функции:

Необходимое условие экстремума dZ/dK^ = 0 или

Спое* [ —- 1 — - А — <300 К_ + 6) = 0 (32)

[ к, J dK«, ц,

позволяет найти стационарные точки исследуемой функции.

Корни первой производной, соответствующие стационарным точкам исследуемой функции, на интервале [0; I] достигаются только в единственной точке К^ = к^, для наховдения которой необходимо установить зависимость к, =>(!(„,).

Изменение коэффициента технического функционального состояния средств механизации технологического процесса выемки угля в общем виде описывается следующим дифференциальным уравнением:

(33)

Это уравнение характеризует относительную скорость изменения коэффициента технического функционального состояния как функцию уровня качества по комплексному показателю.

Подставив в выражение (28) вместо к, его значение/ определенное из решения системы уравнений (32) и (33), и проведя соответствующие преобразования, получим функцию распределения с^к^) оптимального

18 ' : ' '"V-

уровня качества выемочной машины очистного комплекса, которая с учетом выражения (29) примет следующий вид:

QkXIU) = I - [Р,

ЕХР

а, - о^ 4»

300 + 5

d

<Ж„

(34)

при

♦ • К Ч

Has 1 J

где к„, - оптимальный уровень качества выемочной машины очистного комплекса для рассматриваемых условий эксплуатации, соответствующий принятым критерию оптимальности и системе ограничения.

Подставив в выражение (34) вместо ^(К^.) его значение и проведя соответствующе преобразования, получим функцию распределения °к(квт) оптимального уровня качества к«,,. выемочной машины очистного комплекса, которая имеет следующий вид:

0к<О = I Ехр[а, - Ои Ф ) - <*,], (35)

при модернизации очистного комбайна 5КЮ комплекса KMI30: Ф^) = ъ К^ (300 * 5).

(36)

при проектировании очистного комбайна комплекса КМ130 среди всего класса машин данного функционального назначения:

*<к.

_ KU (300 кт » — •

+ 5) (711 + 1860 Кот)2

(37)

? 711 + 3720 Графическое изображение кривой распределения вк(кт) оптимального теоретического уровня качестве к^ очистного комбайна 5КШ комплекса ¡CMI30 для рассматриваемых условий эксплуатации при модернизации и при проектировании показано на рис. 4.

Для установления оптимальных ограничений р; (J = I + 6) на параметры выемочной машины очистного комплекса при заданном уровне вероятности были установлены закономерности изменения уровней качества по v -му единичному показателю 'q, от оптимального уровня качества по комплексному показателю, к,^ при фиксированных значениях всех остальных (j = I -» 6} J / v) уровней качества, на основе которых затем в соответствии с выражением (4) был установлен закон распределения оптимального ограничения F,<P„) на v -й параметр Р„ выемочной машины очистного комплекса.

Графическое изображение плотности fp(P„) и функции Fp(P„) росп-

14

ек(к.,т) (а) як(к,„т> (б) ЙК(К0ПТ) (в) ЙК(К0ПТ) (г)

3.78 3.58 3.38

3.18

Г

V

\

3.88

3.68

4.34

//

\

0.6 0.7 8.8 К,,,, 8.6 0.7 8,8 К,„, 8.5 8.6 0.7 К.„, 8.5 в.В 0.7К,

Рис. 4. Кривая распределения оптимального теоретического (а), (б) и технического (8), (г) уровня качества по кошшексному показателю при модернизации (а), (в) и при проектировании (б), (г) очистного комбайна: I - комплекта; 2 - комплекса; 3 - агрегата.

ределения оптимальных технических ограничений на V -й (у = I + 6) параметр выемочной машины комплекса КМ130, а также условно рассматриваемых комплекта машин и агрегата приведено в табл. 4.

В табл. 4 приняты следующие условные обозначения показателей: р, -площадь продольного сечения комбайна, ма; Р, - площадь поперечного сечения комбайна, ма; Р, - масса комбайна, т; Р, - установленная мощность двигателей, кВт; Р, - тяга. } усилие, кН; Р, - трудоемкость изготовления комбайна, нормо-ч.

С помощью графиков, приведенных в табл. 4, можно найти оптимальные ограничения на V -й параметр (V = I + 6) очистного комбайна 5ШЭ комплекса КМ130 для рассматриваемых условий эксплуатации при требуемом уровне вероятности как при модернизации, так и при проектировании. Откладывая по оси ординат требуемый уровень вероятности, находим по оси абсцисс соответствующее ему значение параметра очистного комбайна комплекса в натуральных единицах измерения.

На основании данных, приведенных в табл. 4, с уровнем вероятности 0,8 установлены оптимальные технические ограничения на основные параметры очистного комбайна 5ШЭ комплекса КМ130 применительно для условий шахты имени Вахрушева АООТ «Киселевскуголь», приведенные в табл. 5. Здесь же приведено сопоставление расчетных и фактических значений показателей.

Установленные оптимальные ограничения на силовые, энергетические, конструктивные и режимные параметры очистного комбайна 5КШЭ комплекса КМ130 могут быть достигнуты, с одной стороны, за счет изменения величины отдельного единичного показателя качества очистного комбайна 5КШЭ, а с другой стороны, — за счет увеличения конечного результата его функционирования и служат в качестве начальных

Таблица 4

Вероятностные характеристики оптимальных технических ограничения на основные параметры очистного комбайна 5КГО комплекса КМ130

Номер ог-раНи-

ния

при модернизации

при проектировании

плотность распределения, *,<Рр

функция распределения,

У,<Р;>

плотность распределения,

функция распределения, ГрСр;>

Гр(р;)-ю-

р,<Р;>

г,<р;ыо-

4.4 8.3 12.3 р;

8.68 0.33 в

V

4.4 8.3 12.3 р;

7.5 10.4 13.3 р;

е. ев е. зз в

7.5 10.4 13.3 р;

*,<р;>

1.8 в.9 В

0.66 В. 33

е

ш

0.68 В. 33 0

я

) —

0.4 1.0 1.6 р;

0.4 1.0 1.6 Р,

8.8 1.3 1.8

0.8 1.3 1.8р;

г,(р;).Ю-

к,?Р;>

0.66 0.33

£

170 237 344 Р;

170 257 344 р;

5.3 3.6 1.9

0.66

а.зз 0

А г

Г

ё

259 361 433 р;

289 361 433 р;

г,<р;ысг

р,(р;>

г.(р;ыо-'

*,<р;>

1.7

0.66 0.33 0

£

г

3.5 1.Б

0. 66 В.ЗЗ 0

А У

// )

136 205 274 Р;

136 205 274 Р,

231 239 347 Р;

231 289 347 Р;

научно обоснованных ориентиров при разработке технического проекта на модернизацию действующих и проектирование новых выемочных машин .очистных комплексов.

Таблица б

Сопоставление фактических и расчетных значений оптимальных ограничений на параметры очистных комбайнов комплекса КМ130*

Номер показателя качества J - Значение уровня качества по единичному показателю q) Значение показателя качества в натуральном выражении Р,

фактическое расчетное фактическое расчетное

I 0,419 0,589/0,702 13,524 10,242/12,541

2 0,329 0,508/0,621 1,813 1,251/1,490

3 0,335 0,511/0,626 45 31,424/37,395

4 0,736 0,908/1,038 400 344,977/441,353

5 0,805 0,986/1,118 320 277,976/357,782

6 0,168 0,424/0,501 8388 3579,620/4353,340

*В числителе при модернизации, в знаменат > — при проектировании.

В целом экспериментальные расчеты по стохастическим моделям показали практическую возможность и целесообразность их применения для оптимизации ограничений на параметры выемочных машин очистных комплексов на угледобывающих предприятиях.

Рассмотренная постановка задачи оптимизации ограничений на параметры выемочных машин очистных комплексов не является единственной. В зависимости от цели исследования могут быть поставлены и другие задачи. В частности, ставится задача, в которой оптимизация осуществляется не по одному показателю при неизменном значении всех остальных показателей, а по группе показателей, каждый из которых ограничен пределами допусков, в которых проводится оптимизация. Кроме того, может быть поставлена задача оптимизации ограничений на параметры системы механизации технологического процесса выемки угля, в которой функциональные элементы объединены для совместной работы с помощью технологической, кинематической или конструктивной связи.

Расчетный экономический эффект за счет установления оптимальных технических ограничений на основные параметры очистного комбайна 5КШЭ комплекса КМ130 с уровнем вероятности 0,8 при модернизации получен в размере 131.3 млн. руб., а при проектировании — в размере 2&8.1 млн. руб. в ценах 1994 года. •",

га '

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи — обоснование оптимального диапазона значений параметров очистных комбайнов на стадии проектирования, при которых обеспечивается наибольшая эффективность их применения в заданных условиях эксплуатации при учете стохастического характера исходных данных и требуемом уровне надежности результатов.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Разработанные математические модели оптимизации уровня качества выемочных машин очистных комплексов с учетом стохастического характера входной информации для конкретных условий эксплуатации позволяют перейти к автоматизации расчетов уровней качества выемочных машин для различных схем механизации технологического процесса выемки угля. .

2. Разработан комплекс взаимосвязанных алгоритмов и программ, функционирующих в диалоговом режиме и обеспечивающих решение поставленных задач по установлению оптимального диапазона значения основных параметров выемочных машин для различных схем механизации технологического процесса выемки угля, в которых функциональные элементы могут быть объединены для совместной работы путем наложения на них технологической, кинематической и конструктивной связей, при заданном уровне вероятности.

3. Закон распределения приведенной скорости перемещения очистного комплекса КМ130 применительно для условий шахты имени Вяхрушево АООТ «Киселевскуголь> й- достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется функцией нормального распределения с параметрами пч, = 3,035 м/мин и .е 0,216 м/мин на, х^стке от 2,5 до 3,2 м/мин и с параметрами ш,, = 3,119 м/мин и > 0., 114 м/мин на участке от 3,2 до 3,3 м/мин.

4. Закон распределения средней производительности очистного комбайна 5ШЗ механизированного комплекса КМ130- применительно для условий шахты имени Вахрушева АООТ «Киседевседоль* с достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется, функцией нормального распределения с параметрами п^ = 6,606, т/мл«, ц ад, = 0,088 т/мин на участке от 6,33 до 6,66 т/мин и с параметрами! п^, = 6,639 т/мин и а0 = 0.034 т/мин на участке от 6,66 до 6^69 т/мин;.,

5. Закон распределения удельных затрат зне()П?и но Еыемку угля очистным комбайном 5КШЭ механизированного комплекса КМ130 применительно для условий шахты имени Вадщщева. АООТ «Киселевскуголь» с

достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется Функцией нормального распределения при движении снизу с параметрами шн^. = 0,54 кВт-ч/т и = 1,53-10"2 кВт-ч/т, при движении сверху — с параметрами = 0,56 кВт-ч/т = 8,63-Ю"' кВт-ч/т.

6. Закон распределения теоретического функционального критерия очистного комбайна 5КГО механизированного .комплекса KMI30 применительно для условий шахты имени Вахрушева АООТ «Киселевскуголь» с достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется функцией нормального распределения с параметрами тх = 782,894 МН-м/ч и ол = 20,723 MHvM/ч на участке от 733 до 761 МН-м/ч, с параметрами ПК = 778,532 ЛН-м/ч и = 16,567 МН-м/ч на участке от 761 до 767 Щ.-.М/ч Л с параметрами тх = 774,892 МН-м/ч и = 9,755 МН-м/ч на учаотке от 767 до 794 МН-м/ч.

7. Закон распределения коэффициента готовности механизированного комплекса KMI30 .применительно для условий шахты имени Вахрушева АООТ ■«Киселевскуголь» с достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется функцией бинормального распределения с параметрами .ij^ = 0.531 .и оКр = 0,126.

8,. Закон распределения коэффициента технически возможной непрерывности .работы : механизированного компл'чсгг KMI30 применительно для .условий щахты ... имели Вахрушова АООТ «Киселевскуголь» с достаточной ¡для практичесрх ..расчетов точностью аппроксимируется функцией бинормального распределения с параметрами т^ = 0,319" и а^ = 0,044 на участке от 0,212 до -0,534 и функцией нормального распределения с .параметрами =.0,660^ о^ = 0,036 на участке от 0,534 до 0,749.

9. Закон распределения технического функционального критерия очистного комбайна 5КГО механизированного комплекса KMI30 примени-,тельно для условий шахты имени Вахрушева АООТ «Киселевскуголь» с достаточной для практических расчетов точностью аппроксимируется функцией нормального распределения с параметрами п^ = 441,28 МН-м/ч ■и сч = 41,16 МН-м/ч на участке от 155,8 до 409,3 МН-м/ч и с параметрами mv = 434,05 МН-м/ч и = 33,38 МН-м/ч на участке от 409,3 до 594,4 МН-м/ч.

10. Изменение коэффициента функционального состояния от уровня качества по комплексному показателю выемочной машины 5КШЭ комплекса КМ 130 при заданном уровне вероятности выражается линейной функцией.

11. Закон распределения оптимального уровня качества по комплексному показателю очистного комбайна 5КШЭ комплекса KMI30 позволяет установить оптимальные ограничения на его силовые, энергетические, конструктивные и режимные параметры при требуемом уровне вероятности. Так, с уровнем вероятности 0,8 установлены оптимальные ограниче-

ния на основные параметры очистного комбайна 5КШ комплекса КМ 130 применительно для условий шахты имени Вахрушева АООТ «Киселевск--уголь» при модернизации: площадь продольного сечения - 10,242 м3; площадь поперечного сечения - 1,251 м2г масса очистного комбайна -31.424 т; установленная мощность двигателей - 344,977 кВт; тяговое усилие - 277,976 кН; трудоемкость изготовления - 3579,620 нормо-ч, я также и при проектировании: плоиадь продольного сечения - 12,541 м!; площадь поперечного сечения - 1,490 м*; масса очистного комбайна -37,395 т; установленная мощность двигателей - 441,353 кВт; тяговое усилие - 357,782 кН; трудоемкость изготовления - 4353,340 нормо-ч.

12. Расчетный экономический эффект за счет установления оптимальных технических ограничений на основные параметры очистного комбайна 5КШЭ комплекса KMI30 с уровнем вероятности 0,8 получен при модернизации в размере 131,3 млн. руб., а при проектировании —- в размере 258,1 млн. руб. в ценах 1994 года. Фактически получен экономический эффект в размере 56,6 млн. руб. в ценах 1994 года.

Основныэ положения диссертации опубликованы в следующих работах)

I; Сыркашев А. В. определение перспективного и оптимального уровня качества выемочных комбайнов // Международная межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и инженеров «Надежность и качество горной техники». - М.: МГИ, 1991.

2. Сыркашев А. В. Определение оптимального уровня качество выемочных машин // Международная межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и инженеров «Совеошенствование конструкции, технологшГ изготовления и эксплуатации горного обрудо-вания и средств автоматизации». - М.: МГИ, 1992.

3. Сыркашев А. В. Математическая модель оптимизации уроьня качества выемочных машин // Международный семинар «Проблемы и перспективы развития горной техники». - М.: ШТУ, 1994.

4. Сыркашев А. В. Расчет функционального критерия выемочных машин // Международный семинар «Проблемы и перспективы развития горной техники». - М.: МГГУ, 1994.

Подписано в печать 23.08.1996 г. Формат 60x50/16

Объем I п.л. Тираж 100 экз. Заказ #1593

Типография Московского государственного горного университета, Москва, Ленинский пр-т, 6.