Успішне рішення підвищення ресурсу прохідницького комбайна може бути забезпечено оптимізацією процесу руйнування вибою на основі математичних моделей[2]. Існуючі методики оптимізації, наприклад, [3], не розглядають як змінну величину проектування зазори у системі підвіски виконавчого органу. У той же час, у реальній конструкції комбайну вибірної дії у направляючих висунення стріли та шарнірних з’єднаннях наявні зазори, які при максимальному зношуванні досягають 1 – 5 мм. Це може призвести до зниження ресурсу комбайну із-за навантажень при перекладці зазорів. Тому необхідні подальші дослідження по вивченню впливу зазорів на динамічну навантаженність прохідницького комбайну.
Відповідно до загальноприйнятої класифікації коливальних систем і процесів прохідницький комбайн при виконанні робочого процесу являє собою автономну систему із кінцевим числом ступенів свободи, що визначають динамічний стан системи комбайн-вибій у будь-який фіксований момент часу. Особливість таких систем — можливість самозбудження й підтримки в них коливань за рахунок внутрішнього джерела енергії неколивальної природи, наприклад, двигуна, причому надходження енергії регулюється рухом самого комбайна, що здійснює робочий процес відділення й вивантаження корисної копалини (породи). Параметри сталих автоколивань у значній мірі визначаються нелінійними властивостями системи. Найбільш істотні з них у системі комбайн-вибій — це нелінійна кінетична характеристика тертя опор комбайна по напрямних конвеєра й нелінійність різко змінних сил опору, що формуються на робочих інструментах виконавчих органів, взаємодіючих із гірським масивом з випадковими характеристиками руйнування.
Мінливість сил опору на виконавчому й тяговому органах і наявність пружних зв'язків у складі силових систем комбайна служать причинами формування в системі складних динамічних процесів. Особливість цих процесів - взаємозв'язок між параметрами стружковідтворення й відповідними їм силами, які умовно можна назвати зовнішніми, і параметрами коливальних процесів в автономній системі комбайн-вибій. Коливання силових систем комбайна й обумовлені ними динамічні навантаження, у свою чергу, залежать від спектра сил опору на виконавчих органах, динамічних параметрів силових систем й їхньої взаємодії між собою й із зовнішнім середовищем - органа з гірським масивом, що руйнує, а двигуна - з мережею електропостачання.
Метою роботи є встановлення
- впливу параметрів системи підвіски виконавчого органу на навантаженність прохідницького комбайну
- параметрів системи підвіски виконавчого органу на стружковідтворення
Вирішення поставленої задачі проводиться за допомогою математичного моделювання робочого процесу виконавчого органу прохідницького комбайну. Математичне моделювання надає можливість в деякої мірі спростити дослідження та знизити їх вартість. Останнє особливо важливо в економічній ситуації, що склалася. Головною вимогою до моделі є її подоба до об’єкта-оригінала, тобто реальному процесу руйнування гірничих порід. Тільки при дотриманні умови адекватності результати роботи моделі можливо розглядати як обгрунтовані та об’єктивні та робити аналіз цих результатів з подальшими висновками.
В якості змінної величину приймається зазор у системі підвіски, а саме в направляючих висунення стріли. У процесі роботи використовується програма MathCad, завдяки якої провадиться виявлення залежності накопиченої пошкоджуваності від величини зазору. MathCad дозволяє проводити ряд досліджень із варіюванням даних для отримання більш точної та ясної картини.
Малюнок1.- Розрахункова модель
Розрахункова модель (мал.1) представляє собою виконавчий орган у вигляді шарнірно закріпленої балки із прикладеною до неї зосередженою масою. При взаємодії стріли із гірничою породою робота прохідницького комбайну супроводжується динамічними процесами, що призводять до коливань виконавчого органу у направляючих, що в свою чергу спричиняє збільшення зазору.