автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Выбор рациональных параметров системы перемещения в плоскости пласта выемочного агрегата для крутого падения

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

На правах рукописи УДК 622.232.8-118

Игорь Григорьевич ВАССЕРМАН

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ПЛОСКОСТИ ПЛАСТА ВЫЕМОЧНОГО АГРЕГАТА ДЛЯ КРУТОГО ПАДЕНИЯ

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.Скочин-ского и Донгипроуглемаше.

Научный руководитель -

докт.техн.наук И.С.Крашкин.

Официальные оппоненты:

проф., докт.техн.наук В.Н.Гетопанов, канд.техн.наук В.И.Ивко.

Ведущая организация - ДонИИИ. ^ ^ ^.

Автореферат диссертации разослан ^ ^ 1992 г.

Заката диссертации соотоигся 1992 г.

4 на заседании специалвзиров^яного совета К 135.05.03 Института горного дела иы. 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.ЩУК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность тест. В настоящее время комплексная механизация очистных работ на крутых пластах осуществляется в основном по двум схемам: выемка полосами по падению с применением щитовых агрегатов типа 1АЩМ, АНЩ, 2АНЦ и выемка лавами по простиранию (комплексы типа КГУ, КШС, агрегаты АН-3, А-2С и др.).

Однако, как показывают советская я зарубежная практика, в ходе эксплуатация выемочных агрегатов и ко;тлексов для крутого падения возникает ряд проблей кинематического характера, снита-вдих надежность и эффективность ' работ, ограничивающих длшгу^лавы, увеличивающих объем трудозатрат. При ого.ч значительные сложности связаны о обеспечением надешооти функционирования системы перемещения агрегата в плоскости пласта. Ддя этого необходимо рэвить следующие задачи:

поддержание прямолинейности фронта;

обеспечение заданной направленности перемещения выемочной машины без сползания;

управляемость движением выемочной машины в плоскости пласта относительно подготовительных выработок;

поддержание необходимой направленности движения и ориентации отделышх секций кэхавизированноА кропя;

обзспочэниэ яадепкоотв взажодействия различных подсистем а узлов з условиях воздействия возглущеиай со стороны окружающей орода;

автоматизированный контроль и управление функционированием скстс'ш перемещения.

Уровень трзбопалий, предъявляешь к спотема перемещения выемочной машин, возрастеот в условиях работы по простирании (в особенности - в ДЕагоя&чьном забое), а тахае о увеличением длина лавы свшэ 60...100 м.

Значительный экономический эффект, обеспечиваемый расширением области применения и увеличением длины забоя (свыше 100 м), мо^.ет быть получен путем создания модульного выемочного агрегата,

предназначенного для работы как по простиранию с диагональным расположением забоя, тал и широкими полосами по падению. При этом одним из основных условий успешного'решения задачи создания модульного агрегата является разработка системы перемещения в плоскости пласта, удовлетворяющей вышеуказанным требованиям.

Цель работы - установление рациональных, взаимосогласован--ных структурных решений и значений параметров системы перемещения модульного агрегата, обеспечивающих надежность и управляемость ее функционирования в плоскости пласта. Основные научные положения и новизна работы: получены методические решения, позволяющие осуществить обоснованный выбор структурной схемы системы перемещения агрегата в плоскости пласта и установлен алгоритм системы автоматизированного управления прямолинейностью фронта лавы;

разработана имитационная модель процесса перемещения агрегата, дающая возможность вести параллельный учет влияния различных факторов: кинематических и силовых связей, воздействий системы автоматизированного управления и окружающей среды;

определены рациональные структурные решения и значения параметров системы перемещения агрегата при работе как по простира-. нию, так и по падении, позволяющие обеспечить надежность и вф-, фективность ее функционирования в различных режимах. "

Степень обоснованности научных положений, выводов п рекомендаций подтвервдаатся:

применением в ходе теоретических исследований апробированных методов кинематического анализа механизмов и системного анализа;.

использованием при исследовании имитационной модели известных статистических методов (в частности, метода Монте-Карло), а также методов многофакторной условной оптимизации;

сопоставимостью ряда выводов, полученных в ходе теоретических исследований, с результатами имитационного моделирования;

полокительяыми результатами испытаний стендового комплекта модульного агрегата на натурном наклонном стенде в ДонУШ;

сопоставимостью результатов имитационного моделирования с экспериментальными данными стендовых испытаний, полученными на основании известных статистических 1фитериев. Практическая ценность работы:

разработана . структурная схема и определены рациональные значения параметров системы перемещения модульного агрегата, включающей в себя систему автоматизированного управления и контроля перемещения; 2

получаны методические решения кинематического анализа с элементами синтеза структурной схемы системы перемещения, а также принципиальные решения имитационного моделирования процесса перемещения выемочной машины, которые могут быть использованы при проведении научных исследований и на стадии проектирования выемочных машин различных типов.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты исследований использованы Донгипроуглемашем при разработке технической и рабочей документация на модульный агрегат АК, предназначенный для выемки угольных пластов с углом падения 35...90°, мощностью 0,75...1,5 м как лавами по простиранию с диагональным расположением забоя, так и широкими полоса/ли по падению, а также при разработке-рабочей документации на модульный щитовой агрегат АМ1Д.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-технических семинарах лаборатории технологии и комплексной механизации крутых пластов ИГД им. А.А.Скочииского (г. Москва, 1989-1991 гг.), на Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов угольной промышленности с участием стран СЭВ (г. Москва, 1987 г.), на 1У .Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов угольной промышленности (г. Москва, 1989 г.), на меадународном симпозиуме "Моделирование в механике" (г. Висла, Польша, 1990 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано бработ.

РФьет^дабодн. Диссертационная работа общим объемом 191 страница содержит 134 страницы машнопиокого текста, 37 рисунков, 26 таблиц;' состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (83 наименования) и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Опыт создания и исследований выэмочных агрегатов и комплексов дая крутого падения показывает, что одной из осишшх~про- ~ блем, возникакцих при разработке и эксплуатации этих машин, являэтоя обеспечение эффективности и управляемости процесса перемещения в плоскости пласта. Анализ ра^

В.В.Аксенова, А.С.Кузьмича, А.В.Ильши, И.Л.Паотоова, Г.М.Бре-славского, Н.М.Бабеисо, П.Г.Макаренко, В.И.Лввшица, В.В.Янудина и других авторов позволил установить ряд весьма существенных до-

стоинств принципиальной структурной схемы системы перемещения агрегата с параллельным базированием секций крепа по базовой балке: эффективность обеспечения взаимосогласованной ориентации секций крепи и конструктивной взаимосвязи различных узлов и подсистем агрегата, относительную простоту организации оистеш автоматического контроля и управления перемещением и др. Это обусловило принципиальный выбор структурной схемы модульного агрегата с базовой балкой, представляпцей собой совокупность жестких отрезков, объединенных гибкими управляемыми связями, и взаимодействующей посредством направляющих хвостовиков с секциями крепи. '

Рассмотрение указанной принципиальной схемы системы перемещения как объекта исследования и анализ работ В.И.Ивко,' Д.А.Карленкова, С.С. Гребенкнна, И.Ф. Иванова, Н.Ф.Гордиенко,' А.И.Зильбермана, И.А.Кияшко, А.Х.Филипского и других, посшщоп-ных вопросам исследования систем перемещения выемочных машин, показали, что исследования, необходимо вести на основе системно-аналитического подхода с примененном методов кинематического анализа и синтеза,_ а такке имитационного моделирования процесоа перемещения с учетом взаимовлияния различных факторов, участвующих в процессе.

В связи с изложенным в работе бшш поставлены следущпа задачи:

разработать математическую имитационную модель процесса перемещения модульного агрегата в плоскости пласта, поэволянцую осуществить параллельный учет влияния различных факторов: кинематических и силовых связей, воздействий окружающей среды п системы автоматизированного управления и контроля;

определить рациональные . структурные реиення системы перемещения и разработать алгоритм функционирования системы автоматизированного поддержания прямолинейности фронта агрегата п управления им в плоскости пласта;

определить рациональные значения параметров кинематической системы агрегата как для работы в диагональном забое по прбствра-" кию, так п полосами по падению;

проверить экспериментальным путем адекватность математической модели и достоверность полученных в ходе исследования результатов ;

внедрить результаты исследований при разработке копстр^тсции модульного агрегата, предназначенного для выемки крутых пластов при работе как длинным диагональным забоем пЪ-простирааиг, так и полосами по падении. -

Основными составляющими модульного агрегата являются щитовая крепь, построенная по йлочно-модульиому принципу, и конвейэро-струг. Щитовая крепь состоит из модулей, представляющих собой отдельные монтажные единицы из секции крепи, и рамы базовой балки, имекщей направляющие хвостовика с расположенными на них опорными гидропатронами, посредством которых осуществляется взаимная стабилизация базовой балки и секций крепи при перемещении агрегата. Рамы базовой балки объединяются двумя рядами жестких связей в группы. Группы соединена между собой двумя рядами гибких связей, в состав которых входят силовые гидропатроны, позволяющих (в отличие от жестких связей) ограниченное относительное смещение вдоль забоя и разворот соседних групп. Существует два варианта компоновки модулей, обеспечивающих возможность работа как'с диагональным расположением забоя, так и полости по падению.

Выемочный цикл осуществляется следующим образом. При загруженной давлением распора крепи базовая балка о конвейзростругом подается гидродомкратами передвижки - на забой (шаг выдвижки базы разбит на несколько подоагов). Отбойка оставшейся пачки угля производится посредством качания конвейероструга. После выемки угля осуществляется групповая или посекционная передвижка крепи.

На первой стадии исследования на основании известных методов теории машин и механизмов проводился анализ типов и количества кинематических связей войстеме перемещения с элементами синтеза и конкретизации ее структурной схемы. При этом в качэствв факторов, определяющих наличие а характер связей в сиотеме,рассматривались ее геометрические и силовые параметры, а также воздействия системы управления а окружалдэй среда. ■

Процесс перемещения базовой балки был представлен как последовательность даскректх во времени педоланий кинематической целя, состоящей из шеткяк подвшннх звеньев (групп) п взаимо-дойствугщей посредством додаратоэ подача и гадропатронов о не-подвшшаз звеном - основаниями секций £фепа. Рвисящим условием обеспечения однозначно координированного положения базы в моменты времени, связанные ^шо1й1ние:Гтомологачзокпх операций по ввдвиякэ базы,является равенство нулю степени изменчивости цепи, определяемой по уравыеш® Чэбшэва.

На этой стадии исследования полутени оледушяэ результаты: установлена возможность образования "лишних" кинематических связей вследствие возмущений в процессе перемещения (ошибки хода

домкратов, отклонения от прямолинейности фронта и др.), что является причиной таких видов отказов в работе системы перемещения, как поломка направляющего хвостовика рамы, порыв межгрупповой связи, заклинивание либо "всплывание" базовой балки;

установлены и формализованы критерии качества функционирования системы перемещения, характеризующие надежность и эффективность ее работы в условиях возмущений;

установлена необходимость наличия номинального зазора между группами базы, состояние которого, контролируемое двумя датчиками, определяет величину а направленность корректирующих воздействий системы автоматического контроля и поддержания прямолинейности фронта лавы;

определено необходимое количество контрольных домкратов (КЖ) передвижки, управляющих ходом ввдвикки базовой балки: по одному домкрату КЦ на каждую группу рам, кроме одной крайней, имеющей два домкрата КД;

предложен алгоритм автоматизированной системы управления и контроля процесса перемещения.

Обобщенная блок-схема алгоритма имитационного математического моделирования процесса перемещения модульного агрегата в плоскости пласта представлена на рис. I. Центральное место в структуре алгоритма занимает математическое описание кинематических зависимостей между различными звеньями физической модели системы. Это прежде всего зависимости, определяющие положение групп рам базы в фиксированные моменты времени (окончание под-шага или шага ввдвшкки) по задаваемым системой управления значениям ходов домкратов КД с учетом олучайной в систематической составляющих ошибок хода.

Определение положения груш рам базы после вндвижхи имеет итеративный характер, поскольку наличие пассивных связей и ограничений в системе, возможность возникновения вследствие возмущений "лишних" связей, а такко взаимозависимость силовой и геометрической картины приводит к поливариантности математических зависимостей, списываниях модель.

При моделировании каждого т-го подвига 1-го цикла передают базы первоначально определяется положение первой группы рам (контрольные домкраты 0,1), а затем последовательно положение каждой ]-й группы рам базы.

Рио. I. Блок-схема алгоритма моделирования

В обобщенной блок-схема алгоритма моделирования эти операции проводят с номощью блока "Кинематические зависимости группы". При этом исходными ' данными для предварительного огуроде-сппя положения группы (рис. 2) являются:

положение секций крепи ;)-й группы перед началом выдаижки базы; <

состояние связей о ( }-1)-й группой;

длина домкрата КД ]-й группы после выдвитси с учетом возмущений!, од,

В том случае, когда связи между j-a и (^ - 1)-й группами находятся в стационарном состоянии п для зазоров по этим связям выполняются условия

0< 5гаа)С, (2)

то зависимости, определяющие положение ]-й группы в первом итерационном цикле выглядят следующим образом:

Хм^кй-'Истз^И-ОЬвв^и-О), (3)

Ум«УД)-1]+б51и(Р0-1])+асв9(Рй-1]), (4)

*а= *в[Л+ьШсв5ГАь[Я)-Лз1п(е-рО]), (5)

у„ш+ (6)

(Хм-Ха)со$(РО-1])ЧУм-У0)51п(г[]--1]) = 0, (7)

ССОБ вЕТЦ])-ЬО] 81а(АЬВ>ВЕТО>г-Ког[^], (8)

гда 5тох - максимальное раскрытие связи; Хм , Ум , Ха , Уа - координаты точек связи, принадлежащие соотватственно (] - 1)-й и

Рис. 2. Расчетная схема определения положения группы рам:

I - секции крепя; 2 - ¿-я группа рам Сазы; 3 - связа; 4 - домкрат ад; 5 - пиропатроны .

j -й группам; , Y, , X„ , YK - координаты точек привязки домкрата КД соответственно к секции крепи и раме базовой балки; а,5 , с , d „ t - конструктивные параметры, указанные на рас. 2; F [j -1] , F[j] - углы между осью X и направлением секций крепи соответственно С j - Г)-й я j-й групп; AL[j - l] , AL[j] - углы между осью Xи направлением домкрата КД соответственно ( j - 1)-й а j-й групп; С - конструктивный угол между перпендикуляром к направлению группы рам и линией (КА); Е - конструктивный утол между перпендикуляром к направлению труппы рам и линией, соединяющей точку К с базовым гидропатроном; Kor[jJ - переменная, учитывающая влияние силовой картины j-й труппы на ее геометрическое положение. •

Система нелинейных уравнений (3)-(8) решается методом итераций, в результате чего определяются значения двух обобщенных координат j-й группы (третьей обобщенной относительной координатой является L [j] ). Этими координатами могут быть, к примеру,

F [j3 и AL[j] .

В случае же, если хотя бы одно из неравенств (I) или (2) не выполняется, то зависимости, определяющие положение j-й группы, выглядят следущим образом:

*e=XK[j - 1На+ SO - l])stn(F[j-f]J + gcoiCFQ-1]),

Ya=YK[j-l]+(a+S[j- Ф CM (F[J- «^fi(F[j - <]),

Q = ^ctg((Xe[j]-Xa)/(/0[j]-Yj), F[j]=-aiccos(((£2+Pî-I([j3y(zt£p))-Q + G, AlO> atceosfttOJ1* P*- dl)JiîPL[ jtf-q-n/z,

где S[j-rl] - величина того из зазоров Sl(j—1] или SZ[j-i] между { j - 1)-й и j-й грушами, по которому не выполняются неравенства (I), (2).

Решение урагнеяий (3)-(14) позволяет предварительно определить значения обобщенных координат j-й группы.

Поскольку часть связей системы имеет силовой характер (опорные гидропатроны, гидроэлементн межгрупповнх связей),_предварительно определенное положение "групп уточшется^ в ходэ анализа силовой картины последовательно по каждой группе. При этом определяется равнодействующая сил, действующих в направлении вдоль

(9) (10) <П) (12)

(13)

(14)

забоя и в соответствии с полученными данными вносятся коррективы в кинематические зависимости (3)-(14).

Таким образом, в ходе итерационного процесса, признаком окончания которого является достижение силового баланса по каждой группе, учитывается взаимовлияние силовых и геометрических связей в складывающейся конкретной ситуации.

Выбор вариантов кинематических зависимостей, .позволяющих в текущем итерационном цикле определять положение ^Й группы, производится в специальной подпрограмме "Приоритеты", оценивающей состояние блоков связей данной группы, не входивших в предшествующем итерационном цикле в число определяющих.В программном модуле "Блоки связей" определяются величины реакций в опорных гидропатронах и гидроэлементах ыежгрупповых стыков на основании поступавших туда данных о геометрических размерах, характеризующих состояние агих гидроэлементов. Значения входных данных для "Блоков связи" устанавливаются по кинематическим зависимостям (3)414) текущего итерационного цикла.

Характеристики состояния связей,' выполняющих помимо кинематических еще. и контрольные функции (например межгрупповыо-связи), коммутируются с подпрограммой "Воздействия системы управления и контроля", моделируя процесс функционирования системы автоматического управления атрогатои. После окончания ввдвижкн базы в г-м цикле производится передвижка секций крепи. При этом. в модели учитывается возможность недодеижки и поперечного смещения (сползания) секций.

Таким образоы, имитационная модель системы перемещения опиоы-вает процесс перемещения с учетом всех взаимообусловленных факторов (кинематических связей, . силовой картины, воздействий системы автоматизированного управления и окружающей среды), как результат их итеративного взаимодействия, и позволяет проиевеота анализ надежности функционирования системы для двух исполнений модульного агрегата в различных режимах работы с варьированием уровня и типа возмущений.

В ходе имитационного моделирования решалась задача выбора рациональных значений следующих параметров системы перемещения:

геометрических;

количество рам базовой белки в кеоткой группе ;

номинальное и максимальнее значения зазора между соседними группами рам базы Бтв, ; 10

силовых:

усилие в опорных гидрспатроиах )?„; усилив в силовых гидроэлементах межгрупповых стыков йс; параметров системы автоматизированного контроля и управления перемещением базы:

номинальное значение подшагов 1„ и их количество Ы„ в ходе одного шага ввдвижки базы;

матрица (размерностью [з х 3] ) значений коррекций ;хада контрольных домкратов ¡¿I , обусловленных состоянием межгрупповых связей;

приращение хода контрольных домкратов по длине лавы при повороте фронта .

Рациональные значения выбирались на основании количественных критериев качества функционирования системы перемещения и прежде всего исходя из минимизации вероятности отказов в работе системы.

В качестве основного метода исследования модели, базируясь на рекомендациях В.И.Ивко, принят метод многофакторной поэтапной оптимизации, при использовании которого анализируется поведение системы в условиях воздействия случайных и систематических возмущений на следующих этапах:

в хода одного цикла перемещения; '

в ходе нескольких циклов прямолинейного перемещения; в ходе нескольких циклов перемещения с разворотом фронта; в ходе представительного количества циклов с сочетанием как перемещения с разворотом фронта, так и прямолинейного перемещения агрегата.

При этом последовательно уточнялись области рациональных значений управляемых факторов в первую очередь путем варьирования сочетаний их значений из допустимых интервалов и оценки результатов моделирования по критериям качеотва. Результаты определения рациональных значений параметров приведены в заключении.

На последнем этапе исследования модели производилось моделирование перемещения агрегата в 100 циклах о разворотом фронта в начальных 20 циклах при наличии возмущений, уровень которых в 1,5,..2,5 раза превышает эмпирически установленный в шахтных услрвиях на комплексе КГ7.В хода этого эксперимента были получены оценки динамики изменений основных характеристик процесса перемещения по циклам (рис. 3) и подтвервдены надежность и эффективность функционирования системы перемещения в целом.

Экспериментальные исследования стендового комплекта модульного агрегата, состоящего из шести модулей, проводились на полноразмерном наклонном стенде в ДонУТИ. При испытаниях исследовалось функционирование системы перемещения стендового комплекта агрегата и выполнялась проверка адекватности имитационной модели как при работе в диагональном забое по простиранию, так и по паданию.

«с

г,* г,о 1,6 1.2 0,8 0,4

АУ,

г

</Ч~В— Лво

■ . *.

СР

го

ьо

БО

60

100 г

Рис. 3. Характеристики процесса перемещения __егрегата по циклам:

. Г„ - ашраааеивв порвыеаеяал, град; с1У„ - ыввагав агрегата «доль заем, ва/цахл; 5„ - еретва меж-гггстоаоя зазор, ш: г.. - срадгад прогвй лага» фат, ш

Методика оценки адекватности имитационной математической иодшш заключалась в следующем. Выае указывалось, что основой

математической модели является расчет координат положения j-й группы рам базы, исходя из данных о положении секций крепи j-й группы, состояния связей с (J - Г)-й группой и величины хода контрольного домкрата J-й группы с учетом возмущений, В ходе испытаний одна рама базовой балки. неподвижно закреплялась ка стеаде (представляя крайнюю раму ( j - 1)-й группы), ¿"остальные 5 рам образовывали ]'-ю жесткую группу. При этом в каждой серии замеров производилось варьирование начального положения j-Й группы относительно ( j - Z)-й и величины хода j-ro контрольного домкрата.

Вследствие вышесказанного следует отметить, что измерение значений контрольных: характеристик (смещения опорных гадро- ■ патронов, давления з них, смещения верхних и нижних стыков j-й группы) и сопоставление этих данных с расчетными позволяет оценить адекватность математической модели не только для короткого отрезка агрегата, но и для всего агрегата, имещего групповую структуру.

В ходе испытаний проведено 23 серии замеров при работе в диагональном забое и 10 серий при работе по падению. В каждой серии контролировались по 7 геометрических характеристик и по 4 характеристики давления в гидропатрояах (с помощью теязоаппаратуры). Проверка соответствия вкспериментальных и теоретических данных проводилась по рекомендациям O.A. Айвазяна н дала .следующие результаты. Гипотеза о равенстве значений экспериментальных и теоретических данных по t-критерию Стывдента подтверждается с уровнзм значимости не гаже 5$. Гипотеза об однородности распределений экспериментальных и теоретических данных по непара-.мзтрическому двухвыборочному критерию Вилкоксояа подтверждается с уровнем-значимости не ниже 20!?.

Таким образом, стендовые испытания подтвердили адекватность имитационной модели процесса перемещения и принципиальную работоспособность системы перемещения агрегата.

Результаты исследований использованы Донгипроуглемашем при разработке технической а рабочей документации на модульный aiperaT AK, предназначенный для внешен крутых пластов как лавами по простиранию с диагональным расположением забоя, тад и широкими полосами по падению, а также при разработке рабочей документации, на модульный щитовой агрегат АМЩ. -

ЗШКНЕШВ

Б диссертации дано новое решение ' актуальной научной задачи, состоящее в установлении рациональных, взаимосогласованных структурных образований и значений параметров системы перемещения модульного агрегата, обеспечивавдих надежность и управляемость ее функционирования в плоскости пласта как при работе по простиранию в диагональном забое, так и полосами по падению.

Основные научные и практические результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. Получены методические ■ решения, позволившие осуществить обоснованный выбор структурной схемы' системы перемещения агрегата в плоскости пласта и алгоритма системы автоматического управления прямолинейностью фронта лавы.

Установлена необходимость наличия зазора между группами рам базовой балки, который определяет величину и направленность корректирующих воздействий системы автоматического контроля и поддержания прямолинейности фронта лавы. •

2. Разработана имитационная' модель системы перемещения агрегата, описывающая процесс перемещения о учетом всех взаимообусловленных факторов (кинематических и силовых связей, воздействий системы автоматизированного управления и окружающей среды), как результат их итеративного взаимодействия.

3. На основании исследования процесса перемещения агрегата с помощью имитационного моделирования установлен характер зависимостей показателей качества функционирования систеш от ее структурных параметров в различных режимах работы.

Определены рациональные значения геометрических и силовые параметров системы перемещения:

количество рам базы в группе = 9 рам;

максимальное раскрытие менгруппового зазора= 40...50 мы;'

усилие в опорник гидропатронах Rn= 90 кН;

усилие в гидроэлементах мекгрупповых стыков Ес = 200 кН.

Выбраны рациональные sкачения параметров системы автоматизированного контроля и управления перемещения базы:

номинальное значение подшага выдвижки базы £„ = 100 мм; значения коррекций пэяяага вцдвикки базы, обусловленных состоянием махгрупповнх стыког. z представляющих собой матрицу размерностью [з х з],

4. Определена интенсивность автоматически управляемого разворота фронта агрегата в условиях наличия случайных возмущений -О,10...О,12 град/цикл, обеспечиваемая приращением хода контрольных домкратов по длине лавы Г.„ов = 25 мм.

Установлено, что при развороте фронта агрегата наблюдается временное изменение значений межгрушгсвых зазоров, что является причиной соответствующих воздействий системы автоматизированного управления о тэвденцией, обеспечивающей'восстановление номинального значения зазоров. Переходный процесс, в ходе которого изменяется и затем восстанавливается .номинальное состояние межгрупповых зазоров, начинается о началом циклов перемещения с разворотом и заканчивается через 10...20 циклов после их окончания.

5. Установлено, что систематические ошибки хода контрольных домкратов групп не оказывают существенного влияния на показатели прямолинейности фронта лавы благодаря корректирующим воздействиям системы автоматического контроля. При этом влияние указанных ошибок хода может проявляться в незначительной тенденции к изменению угла направленности перемещения агрегата, интенсивность' которой находится в пределах 0,01 град/цикл.

6. В ходе имитационного моделирования и экспериментальных исследований подтверждена надежность функционирования системы перемещения о вышеприведенными параметрами при работе в условиях случайных и систематических возмущений как при прямолинейном движении, так и при движении с разворотом фронта лавы.

7. Подтверждена адекватность имитационной модели процесса перемещения в ходе испытаний стендового комплекта агрегата на наклонном натурпом стевде. Равенство значений экспериментально полученных данных и данных, полученных путем имитационного моделирования, подтверждается по критерию Сгьвдэнта с уровнем значимости ш менее

8. Результаты работы использованы Донгипроутлемашем при разработке технической и рабочей документации на модульный агрегат АК, предназначенный для выемки угольных пластов о углом падения 35...90 град., мощностью 0,75...1,5 м как лаваш по простиранию с диагональным расположением забоя, так и широкими полосами по падению, а также при разработке рабочей документации на модульный щитовой агрегат АЩ. !

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Вассерман И .Г. Анализ и определение рациональных параметров кинематической системы выемочного агрегата I] Повышение надежности и качества технологических процессов в угольной промышленности: Тез.докл. Всаоошз. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов утольной промышленности с участием стран-членов СЭВ I Ин-т горн.дела им.А.А.Скочинского.- М., 1987. - С. 36, 37.

2. Краикин И.С., Непомнящий A.JI., Вассерман И.Г. Построение математической модели процесса иерэдвимш выемочного агрегата АКС // Вычислительны!! эксперимент и его применение в исследованиях при разработке высокопроизводительных и экологически чистых технологий добычи утля: Тез. докл. 1У Всесоиз. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов угольной промышленности' СССР У Ин-т горя, дела им. А.А.Скочинского. - М., 1989. - С. 48, 49.

3. Вассерман И.Г., Диденко П.Ф. Исследование процесса передвижки конвейера СПЦ-162 в условиях диагонального забоя У1/ Вычислительный эксперимент и его применение в исследованиях при разработке высокопроизводительных и экологически чистых технологий добычи угля: Тез.докл. 1У Всесоюз.науч.-техн.конф. колодах ученых и специалистов угольной промышленности СССР / Ин-т горн, дела им. А.А.Скочинского. - М., 1989. - С. 64, 65.

4. Вассерман И.Г., Косарев И.В. Анализ кинематической систе- . ш агрегата АКС // Горная механика и технология добычи угля: Науч. сообщ. / Ин-т горн, дела им. A.A. Скочикского. - М., 1989. -С. I36-I4I. _____ _ __

5. Экспериментальные исследования ртравляеыоотпЬч^стного агрегата в плоскости крутопадащего пласта с целью соваршоьсгво-вания технологии его отработки / Г.Е.Хвостиков, А.С.Мороховскяй, А.Л.Непомнящий, И,Г. Ваосераая./У Совершенствование разработка тонких крутых пластов Донбасса: Сб. пеуч.тр. J ДовОТ. - Донащ;, 1990. - С. 238-244.

С. Бароермаа И.Г. Исследование кинематической свотеш ыодуль-яого егрегата АЩ. - Уголь Украины. - 1992. - # I, - 0. 51-54.