RUS     UKR    ENG     ДонНТУ      Портал магистров ДонНТУ

Главная страница        Библиотека        Ссылки        Отчет о поиске        Индивидуальное задание


Магистр ДонНТУ Зубовская Юлия Викторовна
Автореферат магистерской диссертации

Зубовской Юлии Викторовны

Факультет: «Энергомеханики и автоматизации» (ФЭМА)

Специальность: «Горное оборудование» (МАШ)

Тема выпускной работы : «Совершенствование методов расчетов зубчатых передач подсистемы привода исполнительного органа очистного комбайна»

Руководитель: Тарасенко Владислав Адольфович, доцент кафедры «Горные машины», к.т.н.  


Актуальность


       Уголь является важнейшим энергоносителем, собственные запасы которого на Украине способны обеспечить ее энергетическую безопасность. Государственной программой развития угольной промышленности Украины предусматривается неуклонное увеличение годового объема добычи угля который к 2010 году достигнет 110 млн.т. Одним из условий выполнения программы является повышение нагрузок на очистной забой, благодаря применению новых интенсивных технологий добычи полезного ископаемого и более совершенной техники.
       Одним из наиболее ответственных узлов, определяющих уровень надежности комбайна в целом, является трансмиссия к исполнительному органу. Повышенные требования к прочности ее элементов определяются высоким уровнем нагруженности, а так же тем, что трансмиссия выемочных машин представляет собой последовательные соединения большого числа элементов с ограниченной надежностью, в связи с чем затраты на запасные части к трансмиссиям составляют большую часть стоимости всех запасных частей.
       Важным направлением совершенствования конструкций создаваемых комбайнов является предотвращение усталостных разрушений в деталях трансмиссии. Одним из аспектов решения этой проблемы является дальнейшее совершенствование методов расчета на выносливость. Следовательно, вопросы, связанные с дальнейшим исследованием эксплуатационной нагруженности элементов трансмиссии, являются актуальными.

Анализ исследований и публикаций


    Вопросам изучения динамических процессов в приводе различных типов очистных комбайнов и возникающих при этом нагрузок, методики расчета на прочность зубчатых передач в целом посвящено большое количество научно-исследовательских работ. Изучением проблем динамики и созданием горных машин занимаются различные проектно-конструкторские организации, научно-исследовательские институты, кафедры высших учебных заведений. К их числу относятся такие организации, как: Донгипроуглемаш, ДонУГИ, ДонНИИ, ПНИУИ, Автоматгормаш, ИГД им. А.А. Скочинского, УкрНИИ Углеобогащение, ВНИИстройдормаш, НИИхиммаш, МНТК «Механобр» (г. Санкт-Петербург), Механобрчермет (г. Кривой Рог), Ясиноватский машиностроительный завод, НКМЗ, ДонГТУ, НГА Украины, Донбасский горнометаллургический институт, Донбасская государственная машиностроительная академия, ДонГАСА, МГГУ и другие.

Постановка задачи


    Целью работы является - анализ нагрузок, действующих на валах редуктора привода исполнительного органа очистного комбайна и совершенствование существующих методов расчета на прочность и выносливость данных элементов редуктора.

     Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
        1) Анализ существующих методов расчета на усталостную прочность;
        2) Анализ существующих методов схематизации случайных процессов;
        3) Проведение математического моделирования нагруженности зубчатых колес;
        4) Обработка эксперементальных данных.



Рисунок 1. - Очистной комбайн УКД 200-250
3 кадра, 10 циклов, PhotoShop, ImageReady 7.0

         Для разработки математической модели необходимо составить динамическую схему приводу исполнительного органа


Рисунок 2. - Полная расчетная динамическая схема привода исполнительного органа


MД - момент двигателя;

MС - момент сопротивления;

IЭД - момент инерции электродвигателя;

IМ - момент инерции муфты;

I1-I13- моменты инерции зубчатых колес.




         Для определения упруго-дисипативных характеристик составим 4х массовую схему привода исполнительного органа


Рисунок 3. - Упрощенная динамическая схема привода исполнительного органа

         На основе рис. 3 была разработана математическая модель, которая позволяет произвести необходимые расчеты зубчатых передач подсистемы привода исполнительного органа очистного комбайна

Данная ММ учитывает влияние питающей сети и изменения параметров электродвигателя вследствие вытеснения тока в короткозамкнутом роторе со сложной формой пазов. Учёт изменения параметров АЭД осуществляется заменой реальной клетки ротора фиктивной двойной, в которой сопротивления верхней и нижней клеток не зависят от скольжения. Параметры схемы замещения Xm, Xs, Xrв, Xrн, Rs, Rrв, Rrн определяются расчётным путём с использованием справочных данных АЭД.

Далее в системе:

ωс – угловая скорость магнитного поля;

as, arв, arн – коэффициенты относительного реактивного сопротивления, зависящие от параметров схемы замещения:

                      ;         ;         ;               

где    Xrs – приведенное индуктивное сопротивление статора:

                             ;                       

Xm – индуктивное сопротивление взаимоиндукции;

Xs – синхронное индуктивное сопротивление статора;

Xrв, Xrн – индуктивное сопротивление рассеяния соответственно верхней и нижней клеток ротора;

bs, brв, brн – коэффициенты относительного активного сопротивления, зависящие от параметров схемы замещения:

                        ;         ;         ;               

Rs – активное сопротивление фазы обмотки статора;

Rrв, Rrн – активное сопротивление фаз соответственно верхней и нижней клеток ротора;

ΔU, ΔU – проекции вектора падения напряжения статора на оси α и β, учитывающие влияние питающей сети:

                                                                     

где    Rc и Xc – соответственно активное и реактивное сопротивления питающей сети (соединительных кабелей и трансформатора);

isα, isβ – проекции токов статора и ротора на оси α и β:

                                    

Um – амплитуда напряжения фазы:

                                               ,                                       

Uн – номинальное фазное напряжение сети;

t – текущее время процесса;

р – число пар полюсов электродвигателя;

– передаточное отношение редуктора дробилки.

Вследствие нелинейности СДУ и необходимости её решения численными методами зависимость возмущающих сил от времени в явном виде не использовалась, и СДУ рассматривалась как автономная.

         В дальнейшем на основе этой ММ будет выполнен расчет зубчатых передач подсистемы привода исполнительного органа очистного комбайна и установлены параметры долговечности зубчатой передачи.

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Малеев Г.В., Гуляев В.Г., Бойко Н.Г. и др. - "Основы динамики горных машин и комплексов" М.: Недра, 1988. — 368 с. С 150 по 155стр.

2. Горбатов П.А., Петрушкин Г.В., Лысенко Н.М. Горные машины и оборудование - В 2-х т. Т.1 - Донецк: РИА ДонНТУ, 2003. - 295 с.С 50 по 55стр.(фрагмент)

3. Малеев Г.В., Гуляев В.Г., Бойко Н.Г. и др. - "Основы динамики горных машин и комплексов"

4. Попович В.С. Комплексное исследование напряженно – деформированного состояния как эффективный метод разработки новой техники

5. Докунин А.В. Корреляционный анализ нагрузок выемочных машин — М.: Недра 1969 - 18 с.



© 2008 Zybovskaya Yuliya
© 2008 DonNTU

Главная страница        Библиотека        Ссылки        Отчет о поиске        Индивидуальное задание

RUS     UKR    ENG     ДонНТУ     Портал магистров ДонНТУ