Обгрунтування параметрів виконавчого органа прохідницьких комбайнів з аксіальними коронками - Автореферат

Слід зазначити, що вивченість закономірностей процесу формування вектора зовнішнього збурення і питомих енерговитрат на руйнування масиву при роботі прохідницьких комбайнів, оснащених аксіальними коронками, не можна визнати достатньою. Існуючі методики визначення раціональних конструктивних і режимних параметрів аксіальної коронки не враховують повною мірою особливостей її форми і потребують удосконалення. Для досягнення поставленої мети сформульовані і розвязані такі задачі: - виконано аналіз процесу обробки забою виконавчим органом з аксіальними коронками і складено класифікацію режимів їх роботи за видами і особливостями технологічних операцій виконавчого органа, типами бічного розрізу і схемами опрацювання забою; розроблено математичну модель процесу руйнування і формування вектора зовнішнього збурення на аксіальній коронці в різних режимах її роботи; розроблено трикомпонентний тензокулак, складено методику і виготовлено стенд для дослідження закономірностей впливу кінематичних змін, у широкому діапазоні, кутів різця на формування складових сил різання, експериментально одержано залежності для визначення середніх величин сили різання і зусилля подачі різця від параметрів зрізу і кінематичних змін його заднього кута;При розробці математичної моделі процесу руйнування і формування вектора зовнішнього збурення на виконавчому органі (1) були прийняті такі вихідні положення: товщина зрізу визначається як відстань від вершини різця до поверхні забою; ширина зрізу визначається як відстань між вершинами випереджаючого і відстаючого різців (які знаходяться на сусідніх лініях різання) у перетині забою площиною, що проходить через вершину різця і вісь обертання коронки; швидкість подачі аксіальної коронки є постійної. а-розмір ознаки контактування різця з руйнованим масивом (при а=1-різець контактує із забоєм і а=0 - різець не контактує); - вектор-функція визначення розміру ознаки контактування різця з масивом; - вектор параметрів для оцінки умови контактування різця з масивом (компонентами вектора є: довжина стріли в складеному положенні; радіус коронки; функція утворюючої поверхні коронки; зсув центру коронки щодо вертикальної площини симетрії стріли; максимальний зсув різців на коронці уздовж її осі обертання; кількість апроксимуючих поверхню забою окружностей; кути граничного положення стріли в горизонтальній площині і кут її підйому при реалізації бічного попереднього розрізу, що формує апроксимуючу окружність; координати центру осі повороту стріли в горизонтальній площині при попередніх бічних розрізах); вектор складових і параметрів зовнішнього збурення, компонентами якого є: момент опору і проекції сили опору руйнування на виконавчому органі, що діють на коронку в n-тому положенні; питомі енерговитрати, середні розміри і коефіцієнти нерівномірності цих складових за один оборот; - вектор-функція визначення вектора зовнішнього збурення і його параметрів; - кількість лопатей на коронці. На схемі показана: OXYZ - нерухома система координат, жорстко повязана із забоєм; ОХ?y?z? - нерухома система координат, що співпадає з положенням системи OXYZ при її повороті навколо осі OZ на кут повороту стріли в горизонтальній площині ; Okxyz - система координат жорстко повязана з віссю обертання коронки, осі якої рівнобіжні осям системи координат ОХ?y?z? ; Ai-Ai - перетин забою, в аналізований момент часу, площиною, що проходить через вершину i-го різця і вісь обертання коронки; Okyr - система координат, що задає положення i-го різця і різців, що формують поверхню забою в перетині Аі-Аі і визначають його параметри зрізу; Лі - лопать, на якій установлений i-ий різець і випереджуючий різець у сусідній лінії різання; Л?i - випереджаюча лопать, на якій установлені різці, що формують поверхню забою для i-го різця в перетині Аі-Аі; а0 і а0?,b0? - положення в аналізований момент часу вершини випереджуючого різця і різців, що формують поверхню забою для цього різця; а і а?,b? - положення вершин різців, що формують поверхню забою для i-го різця в перетині Аі-Аі; ri,R1i,R2i,R3i і yi,y1i,y2i,y3i - координати вершин i-го різця і різців, формуючих поверхню забою в перетині Аі-Аі; hi, ti і ? i - товщина, ширина зрізу i-го різця і кут нахилу поверхні забою до осі Okr у перетині Аі-Аі; - кінематичне зменшення відповідно бічного, заднього і переднього кутів i-того різця; - одиничні вектори, протилежно направлені складовим зусилля різання на i-му різці (відповідно бічний, по задній грані і сили різання);У загальному вигляді задача оптимізація була сформульована таким чином: знайти оптимальні значення параметрів і режимів роботи коронки, при яких цільова вектор-функція якості досягає найкращого показника (при використанні прохідницького комбайна в заданій області гірничо-геологічних умов експлуатації з урахуванням обмежуючих факторів на можливі значення перемінних проектування) і реалізована у вигляді математичної моделі. Складовими критерію оптимізації параметрів коронки були прийняті: мінімальний перебір і питомі енерговитрати і максимальн

Основний зміст роботи