Аннотация
Обеспечение устойчивой работы технологических машин при переменной нагрузкеВ работе рассмотрен вопрос об обеспечении устойчивой работы технологических машин при переменной нагрузке, формирующейся на их рабочих органах.
Проблема и ее связь с научными и практическими задачами.
Большинство технологических машин (металлорежущие станки,очистные и проходческие комбайны, экскаваторы и др.) относятся к машинам, которые с точки зрения динамики можно определять, как замкнутые динамические системы с глубокой обратной силовой связью. Это означает, что эти машины относятся к классу динамических машин, т.е. упруго деформируемых при рабочих нагрузках, а внешней нагрузкой этих машин является нагрузка, формируемая на их рабочих (исполнительных) органах при взаимодействии органов с «внешней» средой. В качестве «внешней» среды выступает разрушаемые этими органами или металл, или горная порода. Величина этой нагрузки обусловливается, с одной стороны, прочностью разрушаемой среды, с другой, – режимом разрушения этой среды. Характер нагрузки определяется динамическими свойствами системы привода исполнительного органа машины. Примером нагрузки в системе привода исполнительного органа очистного комбайна является осциллограмма упругого момента в валопроводе, приведенная на рис. 1, график нормированной спектральной плотности дисперсии момента показан на рис. 2.
Как видно из приведенного фрагмента осциллограммы и графика спектральной плотности дисперсии момента, нагрузка в валопроводе крайне неравномерная и содержит две так называемых несущих частоты, которые будем именовать низкой (примерно до 20 с-1) и высокой (примерно 120 с-1) частотами. Исследованиями [1, 2] установлено, что низкочастотная составляющая упругого момента (в дальнейшем нагрузка) обусловливается неравномерностью схемы набора режущего инструмента на рабочем (исполнительном) органа комбайна и частотой его вращения, высокочастотная составляющая нагрузки – упруго-диссипативными свойствами привода органа
Рис. 1 - Фрагмент осциллограммы упругого момента в валопроводе очистного комбайна в рабочем режиме (шахтные исследования)
Рис. 2 – График нормированной спектральной плотности дисперсии упругого момента в валопроводе привода исполнительного органа очистного комбайна (по данным шахтных исследований)
Анализ исследований и публикаций.
Вопросу формирования указанного характера нагрузки в приводах исполнительных органом рассматриваемых типов машин, влияния его на их производительность и ресурс посвящено довольно много исследований. Кроме указанных источников, следует указать работы [3-7 и ряд др.], выполненные под руководством проф. Я.И. Альшица, В.Г. Гуляева, Г.В. Малеева, Ю.Д. Красникова, А.К. Семенченко, П.А. Горбатова, в которых рассмотрены эти или близкие к ним вопросы. Вместе с тем, вопрос, как обеспечить устойчивую работу машины при таком характере нагрузки, нуждается в дальнейшей разработке.
Постановка задачи
Не вдаваясь более глубоко и детально в анализ такого характера нагрузки для рассматриваемых типов технологических машин, рассмотрим вопрос об обеспечении устойчивой работы этих машин при таком характере их нагрузки.
Выводы и направление дальнейших исследований
Из вышеизложенного следует: устойчивая работа технологических машин и при переменной нагрузке может быть обеспечена при условии, когда выбран такой режим работы, при котором средняя величина нагрузки двигателя не превосходит его устойчивый момент. Дальнейшие исследования должны быть направлены на установление целесообразной величины более высокого напряжения питания двигателей рассматриваемых типов машин.
Список источников
1. Исполнительные органы очистных комбайнов для тонких пологих пластов // Н. Г. Бойко, А.В. Болтян, В.Г. Шевцов, Н.А. Марков. Под ред. Н.Г. Бойко. Донецк, «Донеччина». 1996. – 223 с
2. Бойко Н.Г. Теория рабочих процессов комбайнов для добычи угля из тонких пологих пластов. Дисс. … докт.техн.наук.– М., МГИ, 1985.– 287 с.
3. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов / Г.В. Малеев, В.Г., Гуляев, Н.Г. Бойко и др. – М.: Недра, 1988. – 368 с.
4. Исследование динамических характеристик системы привода исполнительного органа угольного комбайна МК-67//В.Г. Гуляев, Г.В. Малеев, П.А. Горбатов и др. – В кн.: Повышение надежности и долговечности горных машин. Донецк, 1972, - с. 3 – 15.
5. Моделирование разрушения углей режущими инструментами // Ю.Д. Красников, отв. ред. М., Наука, 1981. – 181 с.
6. Методика исследования динамических характеристик и структуры трансмиссий исполнительных органов угледобывающих комбайнов // В.Г. Гуляев, А.К. Семенченко, П.А. Горбатов и др. – Изв. вузов. Горный журнал, 1973. №11, с. 106-109.
7. Динамические характеристики системы привода исполнительного органа комбайна 1К-101 // Я.И. Альшиц, В.Г. Гуляев, Г.В. Малеев и др. – В кн. Горные машины. Киев, МВССО Украины, 1971, с. 61-87.