|
КОНДРАТЬ'ЄВА НАТАЛЯ АРКАДІЇВНА
Тема:
"ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДА 3М МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ОЦІНКИ ІНЕРЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОХІДНИЦЬКИХ КОМБАЙНІВ"
Для моделювання робочих процессів та вирішування задач статики та динаміки прохідницьких комбайнів, велике значенне має знання інерційних характеристик, до яких можно віднести масу, коордінати центра мас, моменти інерції, направлення головних вісей інерції.
Сучасні пакети трехмірного проектування дозволяють с усякою ступінню точності визначити інерційні характеристики построєної моделі.
В данній роботі були досліджени інерційні характеристики прохідницького комбайна зі стреловидним виконавчим органом, для чого була розработана трехмірна модель комбайна (см. рис). При створенні моделі вводилися наступні спрощення:
- Вали та вісі не мають фасок, шпонкових канавок, канавок для вихода шліфовального кола.
- Відсутні елементи кріплення, елементи гідравліки: патрубки та шланги.
- Зубчасті колеса представлени у віді дисков, головними розмірами яких є ширина зубчастого вінця, ділюючий діаметр та діаметр вала.
- Корпус, гусенічні механізми переміщення та гідродомкрати условно представлени як однородні тела, які мають плотность:
p = M / V,
де M - фактична маса по кресленню сборочної одиниці
; V - объєм твірдотільної моделі.
За допомогою построеної моделі були визначені основні інерційні характеристики комбайна, такие як координати центра мас, моменти інерції відносно вісей, центробіжні моменти інерції, головні центральні моменти інерції (таблиці 1, 2 и 3) в залежності від положення виконавчого органа в просторі ( здесь a -кут нахилу виконавчого органа у вертикальній площині, b - у горизонтальній).
Таблиця 1 - Основні основні інерційні характеристики комбайна 4ПП-2М при зміні положення виконавчого органа у вертикальній площині(b =0)
a ,град |
Координати центра мас,мм |
Радіуси інерції, мм |
Моменти інерції відносно вісей,кг*м2 |
Xc |
Yc |
Zc |
rx |
ry |
rz |
Ix |
Iy |
Iz |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
0 |
-1000 |
2760 |
-882 |
1902 |
887 |
1953 |
116600 |
25400 |
122900 |
10 |
-1000 |
2758 |
-845 |
1911 |
916 |
1948 |
117700 |
27000 |
112270 |
20 |
-1000 |
2750 |
-810 |
1911 |
956 |
1940 |
117700 |
29300 |
121270 |
30 |
-1000 |
2734 |
-776 |
1914 |
1004 |
1918 |
118000 |
32500 |
118500 |
38.5 |
-1000 |
2726 |
-747 |
1923 |
1050 |
1889 |
119100 |
35500 |
115000 |
a ,град |
Центробіжні моменти інерції,кг*м2 |
Головні центральныі моменти інерції,кг*м2 |
Ixy |
Izx |
Izy |
Ixx |
Iyy |
Izz |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
0 |
88900 |
-28400 |
-78400 |
270500 |
57280 |
277660 |
10 |
88860 |
-27200 |
-75100 |
268100 |
55200 |
277300 |
20 |
88600 |
-26100 |
-71800 |
264800 |
53360 |
275900 |
30 |
88100 |
-25000 |
-68400 |
260200 |
51600 |
275900 |
38.5 |
87800 |
-24100 |
-65600 |
257400 |
50200 |
271600 |
Таблица 2- Основні інерційні характеристики прохідницького комбайна 4ПП-2М при зміні положення виконавчого органа у горизонтальній площині(a =0)
b ,град |
Координати центра масс, мм |
Радіуси інерції, мм |
Моменти інерції відносно вісей,кг*м2 |
Xc |
Yc |
Zc |
rx |
ry |
rz |
Ix |
Iy |
Iz |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
0 |
1000 |
2760 |
-882 |
1902 |
887 |
1953 |
166600 |
25300 |
122900 |
10 |
948 |
2738 |
-882 |
1871 |
899 |
1928 |
112800 |
26000 |
119700 |
20 |
900 |
2708 |
-882 |
1826 |
930 |
1898 |
107400 |
27900 |
116100 |
30 |
859 |
2670 |
-882 |
1690 |
1029 |
1822 |
92000 |
34100 |
107000 |
38.5 |
812 |
2615 |
-882 |
1690 |
1029 |
1822 |
92000 |
34100 |
107000 |
b ,град |
Центробіжні моменти інерції,кг*м2 |
Головні центральні моменти інерції,кг*м2 |
Ixy |
Izx |
Izy |
Ixx |
Iyy |
Izz |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
0 |
88930 |
-28400 |
-78400 |
270500 |
57300 |
277700 |
10 |
83630 |
-26900 |
-77800 |
266600 |
54000 |
270500 |
20 |
78500 |
-25600 |
-77000 |
261300 |
51200 |
262400 |
30 |
73900 |
-24400 |
-75900 |
254800 |
48800 |
253500 |
38.5 |
69000 |
-23300 |
-74300 |
245400 |
46700 |
244300 |
Таблиця 3 - Основні інерційні характеристики прохідницького комбайна 4ПП-2М при крайніх положеннях виконавчого органа в просторі виработці
b ,град |
a ,град |
Координати центра мас, мм |
Радіуси інерції, мм |
Моменти інерції відносно вісей,кг*м2 |
Xc |
Yc |
Zc |
rx |
ry |
rz |
Ix |
Iy |
Iz |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Крайние нижние положения исполнительного органа |
42 |
-21.2 |
-1225 |
-2676 |
-993 |
1760 |
1030 |
1890 |
10000 |
34200 |
116100 |
42 |
-21.2 |
-775 |
-2659 |
-957 |
1740 |
1050 |
1890 |
97100 |
35300 |
114800 |
Крайні вірхні положення виконавчого органа |
42 |
38,5 |
-1208 |
-2657 |
-817 |
1780 |
1090 |
1850 |
102100 |
38700 |
110300 |
42 |
3805 |
-787 |
-2647 |
-765 |
1806 |
1172 |
1846 |
104400 |
44100 |
110300 |
b ,град |
a ,град |
Центробіжні моменти інерції,кг*м2 |
Головні центральні моменти інерції,кг*м2 |
Ixy |
Izx |
Izy |
Ixx |
Iyy |
Izz |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
Крайні нижні положення виконавчого органа |
42 |
-21.2 |
105600 |
85600 |
39200 |
262500 |
80100 |
279000 |
42 |
-21.2 |
103400 |
69900 |
31800 |
249000 |
68500 |
274500 |
Крайні вірхні положення виконавчого органа |
42 |
38,5 |
66600 |
82000 |
23900 |
257300 |
49000 |
247300 |
42 |
38.5 |
67100 |
65200 |
16400 |
444600 |
38800 |
245700 |
По данным наведенным в таблицях 1 та 2 можно зробити наступні висновки.
Координати центра мас змінюються при зміні положення стріловидного виконавчого органа в просторі виработкі. Зміни координати X при збільшенні кута нахила виконавчого органа у вертикальній площині від 0 до 38,5 град. незначно та складає 0,2 мм, а при зміні кута поворота віконавчого органа в горизонтальній площині від 0 до 42 град достігає 181 мм. Ці зміни не оказують особого впливу на поперечну стійкість комбайна, тому що ширина комбайна по гусеницям значна та складає 2400 мм.
Проаналізуєм зміщення відносно координати Y :
- При збільшенні кута нахилу виконавчого органу у вертикальній площині зміщення по Х координаті складає 34 мм;
- При зміні кута нахилу виконавчого органу у вертикальній площиніnbsp - 145 мм.
Але це також не оказує значного впливу на стійкість машини, т.к. продольні розміри опорної бази комбайна значні. Крім цого, продольна стійкість комбайна збільшується за рахунок опирання на носок опорного стола пітателя.
При зміні положення виконавчого органа відбувається також значна зміна моментов інерції .
Проаналізуєм для прикладу змінення головниз центральних моментов інерції:
- При зміні положення виконавчого органу в вертикальній площині Ixx змінюється від 270500 кг*м2 до 257400 кг*м2 (т.е. на 5%) , Iyy від 57280 кг*м2 до 50200 кг*м2 (12%), Izz від 277660 кг*м2 до 271600 кг*м2 (2%).
- При зміні положення виконавчого органу у горизонтальній площині виработці головні центральні моменти інерції змінюються відносно вісі X від 270500 кг*м2 до 245400 кг*м2 (т.е. на 9%), Iyy від 57300 кг*м2 до 46700 кг*м2 (18%), I zz від 277700 кг*м2 до 244300 кг*м2 (12%).
Це необхідно враховувати при моделюванні робочих процессів прохідницького комбайна.
Таким чином, використовуя метод 3М моделювання були отримані вхідні данні для моделювання робочих процессів прохідницьких комбайнів с цілью оптимізації параметрів силовых підсистем, систем їх автоматичного керування та режимов роботы.
Література:
1. Кондрахін В.П., Єфремов М.А. Визначення інерційних характеристик гірничих машин методом 3м моделювання//Інженер.Студенческий научн.-техн. журнал.-№4.-Донецьк:ДонНТУ,2003.-с120-122.
2. Солод В.И., Геттопанов В.Н., Рачек В.М. Поектування та конструювання гірничих машин і комплексів. Учебник для вузов.-М.,Недра, 1982, 350 с.
Вверх |