Источник: http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Npdntu_gir/2010_18/Stgm_9.pdf
Потребность в повышении темпов проходки приводит к необходимости повышения производительности и надежности проходческой техники. Существующие математические модели и методы оптимального проектирования этих машин могут быть применены лишь при условии корректного задания режимов их работы, которые могут быть получены только в результате натурного эксперимента. Данные эксперимента также могут быть использованы при проверке адекватности математических моделей рабочих процессов и обосновании путей дальнейшего совершенствования проходческих комплексов.
Рабочий процесс проходческих комбайнов характеризуется значительным уровнем и высокой динамикой нагруженности элементов конструкции. Для получения сведений о рабочем процессе в настоящее время разработаны и внедряются устройства для непрерывной регистрации характеристик рабочего процесса, например, блок регистрации произошедших событий на комбайне. Такая реализация натурного эксперимента, в отличие от известных методик лабораторного эксперимента и натурного эксперимента с применением специальной измерительной аппаратуры, установка которой требует изменения конструкции машины («тензокулак»), позволяет осуществлять эксперимент в реальных условиях в течение достаточно длительного времени, что позволяет получить статистически достоверные данные без ущерба для нормальной работы проходческого участка. В настоящее время такие данные отсутствуют в публикациях. Также отсутствуют методики, позволяющие по данным блока регистрации определить такие характеристики рабочего процесса как режим работы привода, коэффициент машинного времени, коэффициент использования мощности, удельные энергозатраты процесса разрушения забоя, теоретическая производительность комбайна.
Исследования проводились при прохождении проходческим комбайном КПД, оснащенного двигателем привода исполнительного органа мощностью 90 кВт с синхронной частотой вращения 1000 об/мин (рис. 1), вентиляционного штрека северной коренной лавы, пласта АП «Шахта «Белицкая» ГП «Добропольеуголь» в период с 18.11.08 по 22.11.08. Структура забоя приведена на рис. 2. Выработка сечением 13 м2 в проходке крепилась арочной крепью с шагом 0,8 м. Суточный режим работы забоя – три рабочие смены по 6 часов и одна ремонтная.
Рисунок 1 - Структура забоя
Измерения тока двигателя привода исполнительного органа проводились посредством блока регистрации произошедших событий. Схема подключения в силовую цепь электродвигателей приведена на рис. 2.
Рисунок 2 - Схема включения блока регистрации в силовую цепь
Для проведения эксперимента была разработана методика, в соответствии с которой в течение 120 часов (5 суток) осуществлялась непрерывная регистрация с шагом 1 с действующего значения тока двигателя, усредненного за 1 с. С целью возможности дальнейшей обработки полученных массивов данных одновременно осуществлялся хронометраж работы комбайна. За период проведения эксперимен та комбайном было пройдено 15,2 м выработки (соответственно посуточно: 2,4 м, 3,2 м, 3,2 м, 3,2 м, 3,2 м). Пример реализации тока двигателя приведен на рис. 3. График построен в относительных единицах, за базу принят номинальный ток двигателя.
Рисунок 3 - Фрагмент записи тока двигателя.
Согласно методике проведения эксперимента предусматривалось определение следующих характеристик: