Оптимізація за канатомісткістю проектних параметрів барабанів шахтних піднімальних машин - Автореферат

Актуальну технічну задачу - підвищення канатомісткості барабанів ШПМ конструктори розвязують різними технічними рішеннями: збільшенням діаметра барабана, використанням каната меншого діаметра і нарізуванням канавок з меншим або змінним кроком тощо. Граничні можливості щодо канатомісткості профільованої поверхні барабана можна одержати тільки після вивчення закономірностей між проектними параметрами профільованої поверхні з використанням розширених моделей укладання каната і теорії оптимального проектування. Мета дослідження - на основі аналізу залежностей між проектними параметрами профільованої поверхні барабана, отриманих на розширених моделях укладання каната, використовуючи методи оптимального проектування конструкцій, визначити граничні можливості за канатомісткістю профільованої поверхні канатних барабанів ШПМ, розробити рекомендації для проектування і реалізувати їх у нових конструкціях профільованої поверхні барабана. дослідити залежності між проектними параметрами профільованої поверхні барабана, розробити функції стану параметрів цієї поверхні, функціонал якості, обмеження на функції стану; Ідея дисертаційної роботи полягає в проведенні оптимізації за канатомісткістю параметрів профільованої поверхні барабана на основі аналітичних залежностей між проектними параметрами профільованої поверхні барабана (функцій стану) та їх обмежень, що відображають специфічні умови намотування каната.При прийнятій схемі компонування підйомної установки і конструкції барабана процес укладання каната визначається геометрією профільованої поверхні барабана (рис.1). Відомі теорії укладання каната містять низку обмежень, які у деяких випадках суперечать експериментальним даним, що стримує розробку та вдосконалення нових конструкцій барабанів. При намотуванні каната на барабан з малою глибиною канавки для граничних кутів девіації канат може перейти (перескочити) через гребінець, після чого зявляться порожні канавки. Для оцінки плоскої моделі (вісь каната від точки сходу з барабана до шківа - у площині девіації) результати розрахунків порівнювалися за величиною підйому каната з площини девіації і положенням точок області контакту каната з гребінцем, отриманих із використанням NELIN. Для оцінки дискретної моделі (канат моделюється сукупністю чотирьох матеріальних точок, зєднаних між собою прямими відрізками) результати розрахунків порівнювалися за величиною кута Q між прямолінійними ділянками дискретної моделі, координатами j і y, що визначають положення точок на гребінці, та величиною підйому каната з площини девіації.Дисертація являє собою закінчену науково-дослідну роботу, в якій вирішене актуальне наукове завдання, що полягає в оптимізації проектних параметрів профільованої поверхні канатних барабанів ШПМ за канатомісткістю. Для більшості профільованих поверхонь канатних барабанів піднімальних машин АТ "НКМЗ” та ВАТ "Донецькгірмаш" при граничних кутах девіації розрахункова довжина області контакту намотуваного каната з сусіднім витком Lk може досягати величини від 0,18 до 1,2. Аналіз експериментальних даних з експлуатації канатів барабанних ШПМ свідчить про існування допустимої довжини контакту між канатами, при якій не спостерігається стирання каната. Оптимізація за канатомісткістю проектних параметрів профільованої поверхні циліндричного барабана повинна виконуватися з урахуванням компонувальної схеми ПУ, типу ШПМ, специфічних умов намотування каната на кожній конструктивній ділянці барабана, виражених в обмеженнях на функції стану за допустимою довжиною контакту канатів та величиною напруг згину, а також за укладанням каната і складанням профілю. Розроблений алгоритм вибору параметрів профільованої поверхні барабана при проектуванні шахтних піднімальних машин з циліндричними барабанами реалізований у вигляді методичних рекомендацій і САПР "Програми вибору і перевірки параметрів профільованої поверхні шахтних піднімальних машин з циліндричними барабанами”, який дає можливість одержати оптимальні (раціональні) за канатомісткістю параметри профільованої поверхні барабана.