close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Повышение эффективности управления выемочным агрегатом с многоструговым исполнительным органом в профиле угольного пласта..pdf

код для вставкиСкачать
Известия ТулГУ. Науки о земле. 2016. Вып.3
9. Otchet o nauchno issledovatel'skoj rabote po bazovomu proektu 10-M1-01 «Razrabotat' rekomendacii po izucheniju i osvoeniju netradi-cionnyh istochnikov i ob#ektov uglevodorodnogo syr'ja»/ Nauchnyj ruko-voditel': V.P.Jakuceni, Otvetstvennyj ispolnitel': A.A.
Il'inskij. S-Pb., 2011f.
10. Zafarova A. M. Kompleksnaja i bezothodnaja pererabotka gorju-chih slancev na
baze sobstvennyh jenergonositelej // Sovremennye nauchnye issledovanija. Vypusk 2. Koncept. 2014. ART 55108. URL: http://e-koncept.ru/2014/55108.htm - Gos. reg. Jel № FS 7749965. ISSN 2304-120X.
11. Gol'dshtejn L.Ja. Jenergoklinkernoe szhiganie /Kompleksnye sposoby proizvodstva cementa. L.: Strojizdat. 1985. 160 s.
12. Hrustaleva G.K. Mineral'noe syr'jo, Gorjuchie slancy: Spra-vochnik // Geoinformmark. 1997. 55 s.
13. N. O”Shea, Unconventional Oil Scraping the bottom of the barrel? World Wild
Found, 2008.
14. Merzljakov V.G., Baftalovskij V.E. Fiziko-tehnicheskie osnovy gidrostrujnyh
tehnologij v gornom proizvodstve. M.: NNC GP – IGD im. A.A. Skochinskogo, 2004. 645 s.
УДК 622.233
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ВЫЕМОЧНЫМ
АГРЕГАТОМ С МНОГОСТРУГОВЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ
ОРГАНОМ В ПРОФИЛЕ УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
В.К. Демин, О.В. Серегина, Т.А. Маркова, Н.И. Марков
Рассмотрено устройство управления выемочным агрегатом с многоструговым исполнительным органом, позволяющее обеспечить движение агрегата в соответствии с геометрией пласта. Геометрия пласта задается математической моделью. Таким образом, обеспечивается снижение динамических нагрузок в системе
«струговая каретка – направляющая» за счет одинаковых кинематических условий
перемещения жестких секций направляющих.
Ключевые слова: гипсометрия почвы угольного пласта, механизм управления,
резец формирующий профиль почвы, многоструговый исполнительный орган, динамические нагрузки, система «струговая каретка – направляющая»
Объективная оценка возможностей реализации эффективных способов управления движением выемочных агрегатов в профиле угольного
пласта [1] и параметров механизмов управления, возможна на базе математической модели таких способов и механизмов. Для выемочных агрегатов
непрерывного действия с многоструговым исполнительным органом важным параметром является необходимое перемещение резца исполнительного органа, формирующего профиль почвы.
226
Геотехнология
Для формирования траектории движения выемочного агрегата в соответствии с гипсометрией почвы угольного пласта, определяемой из параметров математической модели, необходимо чтобы образующая линия
почвенного резца при каждом очередном перемещении базы на забой (подачи) была касательной к заданному профилю. Это можно достигнуть различным комбинированием вращательных и поступательных перемещений
исполнительных органов, перемещающихся по направляющим замкнутым
в вертикальной плоскости, и состоящих из жестких секций базы, соединенных телескопическими секциями направляющих для движения струговых кареток (как например в агрегатах А3 и Ф1) изменяющих свое положение под действием механизма управления.
Из анализа математической модели способа управления движением
выемочного агрегата [2], радиус поворота образующий профиль почвы
(рис.1) определяется по формуле Rc = a 2 + b 2 , где а - высота оси вращения исполнительного органа (его направляющих до поверхности почвы по
нормали); b - расстояние от оси вращения до резца, образующего профиль
почвы для движения выемочного агрегата. При повороте направляющих
для движения многостругового исполнительного органа на произвольный
угол, образующий профили почвы резец переместится по дуге СС`, при
этом длина хорды c = 2Rc sin
β
2
.
Рис. 1. Расчетная схема механизма
управления движением
227
Известия ТулГУ. Науки о земле. 2016. Вып.3
Вертикальное перемещение образующей точки С составит при этом
hc = c sin δ ,
a
β

где δ = 90 −  + c  ; ∆с = arctg .
b
2

Следовательно, при вращении направляющих для движения исполнительного органа вокруг произвольной точки А вертикальное и горизонтальное смещение, образующей точки почвенного резца многостругового
исполнительного органа, может быть определено с учетом параметров математической модели геометрии угольных пластов:
α
 α max

max
2
2
hc = ±2 a + b sin
cos 
+ ∆c  ,
(1)
2
 2

bc = ±2 a 2 + b 2 sin
При этом [3]
α

max  α max
sin 
+ ∆c  ,
2
 2

 π C z 0υ z 0
α max = arctg 
 δ min
sin
π lП 
,
δ min 
(2)
(3)
где Cz 0 – коэффициент, при нормальном законе распределения равен двум;
υ z – среднее квадратичное отклонение центрированных ординат профиля
почвы; δ min – наименьшее значение полупериода изменения профиля поч0
вы; lП - ширина захвата исполнительного органа (для агрегатов непрерывного действия l П = tСТ ≈ 40 мм - толщина стружки).
Анализ полученных зависимостей позволит выполнить оценку эффективности некоторых способов управления и параметров механизмов
управления, реализующих эти способы [4, 5], что и позволит с одной стороны обеспечить одинаковые кинематические условия поворота жестких
секций направляющих для движения струговых кареток, а с другой стороны обеспечить формирования профиля почвы для движения фронтального
агрегата в соответствии с гипсометрией пласта, заданной его математической моделью. Учитывая, что база фронтальных агрегатов с многоструговым исполнительным органом состоит из секций неподвижных направляющих, соединенных телескопическими секциями, необходимо обеспечить параллельность этих промежуточных секций и их одинаковую относительную величину удлинения в процессе управления по гипсометрии
почвы угольного пласта. Необеспечение этих условий приводит к увеличению сопротивлений движению струговых кареток в процессе управления и
дополнительным нагрузкам на привод исполнительного органа. Для решения вопросов эффективного управления фронтальным агрегатом и снижения напряжений в элементах системы «струговая каретка – направляю228
Геотехнология
щая» в ТулГУ разработано «Устройство управления фронтальным агрегатом по гипсометрии пласта» [4] (продольный разрез этого устройства изображен на рис.2).
Предложенное техническое решение, направлено на снижение динамических нагрузок на привод многостругового исполнительного органа,
замкнутого в вертикальной плоскости, возникающих в результате изменения положения направляющих в процессе управления агрегатом по гипсометрии почвы продольного пласта.
Устройство содержит жестко укрепленные на двуплечем рычаге 1
цилиндрические направляющие 2 и 3, по которым перемещается струговая
каретка 4. На двуплечем рычаге 1 шарнирно установлены катки 5 и 6, размещенные в пазах 7 и 8кроншетйнов 9 и 10, жестко закрепленных на секции базы 11. Пазы 7 и 8 выполнены по дуга окружностей, центры которых
совпадают с центром поворота цилиндрических направляющих 2 и 3. Гидроцилиндр 12 управления положением направляющих 2 и 3 (а, следовательно выемочным агрегатом по гипсометрии пласта) шарнирно соединен
с двуплечим рычагом 1 и с катком 6.
Устройство работает следующим образом. Гидроцилиндр 12 управления перемещает каток 6 по пазу 8 кронштейна 10 вверх или вниз от нейтрального положения. Одновременно перемещается шарнирно соединенный с катком 6 двуплечий рычаг 1 и каток 5 в пазу 7 кронштейна 9. Катки
5 и 6 перемещаются по дугам окружностей, центры которых совпадают с
центром поворота цилиндрических направляющих. Благодаря этому, цилиндрические направляющие 2 и 3 поворачиваются вокруг центра, расположенного на оси 001, все точки которой равноудалены от продольных
осей направляющих.
В результате этого при управлении движением выемочного агрегата
по гипсометрии угольного пласта, цилиндрические направляющие при повороте на любой угол находятся в одинаковых кинематических условиях,
т.е. не нарушается параллельность цилиндрических направляющих и они
имеют одинаковую величину относительного удлинения.
Рис.2. Устройство управления фронтальным агрегатом
по гипсометрии пласта
229
Известия ТулГУ. Науки о земле. 2016. Вып.3
Это обеспечивает перемещение почвенного резца в соответствии с
параметрами гипсометрии почвы, а также обеспечивает повышение надежности работы устройства, за счет снижения напряжений в элементах
системы «струговая каретка – направляющая» и уменьшения сопротивлений движению кареток.
Список литературы
1. Картавый Н.Г., Ульшин В.А., Глушко В.В. Автоматизация управления движением горных машин, комплексов и агрегатов. М.: МГИ. 1969.
С.170.
2. Солод В.И. Казак Ю.Н., Демин В.К. Оценка способов и параметров механизмов управления движением выемочных агрегатов. Изв. Вузов.
Горный журнал. 1979. №2. С. 93-96.
3. Солод В.И. Казак Ю.Н., Демин В.К. Оценка некоторых параметров выемочных агрегатов как объектов управления движением. Изв. Вузов.
Горный журнал. 1977. №1. С. 139 - 143.
4. Авторское свидетельство CCCР №901510, Кл.Е 21 С27/32. 1992.
5. Демин В.К., Маркова Т.А. Модель электропривода исполнительного органа фронтального агрегата непрерывного действия. Горное оборудование и электромеханика. 2015. №2. С. 43-48.
Демин Вячеслав Константинович, канд. техн. наук, доц., vkdemin@gmail. com, ,
Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Серегина Ольга Вячеславовна, канд. техн. наук, доц., olga300584@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Маркова Татьяна Анатольевна, канд. техн. наук, доц., markova@tula.net, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Марков Никита Иноятович, асп., dark.fenix@mail.ru, Россия, Москва, Московский государственный энергетический университет
IMPROVING EFFICIENCY OF MANAGING COAL CUTTER WITH MULTI-PLOUGH
EFFECTOR IN COAL BED PROFILE
V.K. Demin, O.V. Seregina, T.A. Markova, N.I. Markov
The device of managing by a coal cutter with multi-plough effector in coal which
providing movement of the cutter in compliance with bed geometric profile was considered.
Geometry of the coal bed is specified by the mathematical model. Thus dynamic loads reducing in the system is provided at the expense of identical kinematic conditions of moving rigid
elements in guides.
230
Геотехнология
Key words: hypsometry of coal seam floor, control mechanism, cutting tool formed
of floor profile, multi-plough effector, dynamic loads, system “plough carriage – guide”.
Demin Vycheslav Konstantinovich, candidate of technical science, docent, vkdemin
@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Seregina Olga Vycheslavovna, candidate of technical science, docent, olga300584
@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Markova Tatiyna Anatolievna, candidate of technical science, docent, markova@ tula.net, Russia, Tula, Tula State University,
Markov Nikita Inoytovich, postgraduate, dark.fenix@mail.ru, Russia, Moscow, Moscow State Energetic University
Reference
1. Kartavyj N.G., Ul'shin V.A., Glushko V.V. Avtomatizacija upravlenija dvizheniem gornyh mashin, kompleksov i agregatov. M.: MGI, 1969. S.170.
2. Solod V.I. Kazak Ju.N., Demin V.K. Ocenka sposobov i parametrov mehanizmov
upravlenija dvizheniem vyemochnyh agregatov.- Izv. Vuzov. Gornyj zhurnal. 1979. №2.
S. 93-96.
3. Solod V.I. Kazak Ju.N., Demin V.K. Ocenka nekotoryh parametrov vyemochnyh
agregatov kak ob#ektov upravlenija dvizheniem. . Izv. Vuzov. Gornyj zhurnal. 1977. №1, S.
139 - 143.
4. Avtorskoe svidetel'stvo CCCR №901510, Kl.E 21 S27/32, 1992.
5. Demin V.K., Markova T.A. Model' jelektroprivoda ispolnitel'nogo organa frontal'nogo agregata nepreryvnogo dejstvija. Gornoe oborudovanie i jelektromehanika. 2015/
№2. S. 43-48.
231
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа