Содержание к диссертации
1. Объект, цель и задачи исследования 8
Характеристика современных пространственных транспортирующих машин 8
Описание объекта исследования 13
Обоснование цели и задачи исследования 17
2. Физические закономерности работы основных
элементов системы и принципы построения их
математических моделей 21
Свойства конвейерных лент и их математическое описание 21
Сопротивление движению лент и его моделирование для установившихся и динамических
процессов 28
2.3. Вывод уравнений движения конвейера 34
2.3.2. Основные допущения 34
Модель с распределенными параметрами 35
Модель с сосредоточенными параметрами 38
2.4. Методы идентификации моделей 40
2.4.1. Приближенный метод сравнения собственных
частот колебаний 40
Выбор объекта идентификации 44
Решение задачи идентификации по критерию оценки собственных частот для разного
числа дискретных масс 47
2.4.4. Идентификация методом сравнения графиков
переходных процессов в системе 51
2.5. Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных
данных 59
4. Экспериментальное исследование процессов управления
подъемной установкой 120
Постановка задачи 120
Физическая модель конвейерной установки 121
Система управления устройством натяжения лент . . . .127
Система управления приводными станциями
конвейера 139
4.5. Результаты экспериментальных исследований 142
Заключение 149
Литература 151
Введение к работе
В последние годы в СССР и других цромышленно развитых странах получили значительное развитие исследования, направленные на ускоренное создание и внедрение новых специализированных видов непрерывного конвейерного транспорта. Именно такая задача сформулирована в "Основных направлениях экономического и сощіального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года".
Тенденция в ряде отраслей промышленности, в том числе и в угольной и горнодобывающей, к укрупнению предприятий ведет к значительному возрастанию грузопотоков, составляющих нередко тысячи, а в отдельных случаях десятки тысяч тонн грузов в час. При этом циклические способы транспортирования связаны со значительными трудностями и часто становятся неэффективными, а потому заменяются непрерывными видами транспорта. Транспортирующие машины непрерывного действия уже давно стали важными и ответственными звеньями современного предприятия, во многом определяющими успех его работы.
Одновременно с ростом требований к производительности транспортирующих машин возрастают также требования к дальности транспортирования и высоте подъема грузов, которая на современных карьерах достигает нескольких сотен, а на шахтах 1000 метров и более. При таких условиях работы применение обычных слабонаклонных ленточных конвейеров неэкономично из-за больших площадей застройки, длинных коммуникаций и увеличенных размеров промышленных площадок.
Закономерен поэтому интерес к созданию так называемых пространственных транспортирующих машин, которые способны перемещать без перегрузки грузы по сложным пространственным трассам с горизонтальными, наклонными и вертикальными участками.
Направление исследований и разработок по созданию конвейеров с крутонаклонной и сложнокомбинированнои горизонтально-вертикально-горизонтальной трассой для высокопроизводительного транспортирования насыпных и штучных грузов является одним из основных в перспективном плане развития современных транспортирующих машин /66/.
Разработка и проектирование таких машин должны опираться на современные методы расчета и исследований с широким использованием вычислительных машин, неизмеримо расширяющих возможности исследователя и проектировщика. В связи с этим не менее важной задачей является разработка новых методов проектирования и расчета машин, а также автоматических устройств, управляющих их работой, основанных на применении вычислительной техники.
Настоящая работа посвящена исследованию одной из разновидностей семейства пространственных транспортирующих машин методами математического и физического моделирования с широким применением вычислительной техники.
Следует отметить, что, как и каждое исследование, данная работа базируется на данных и разработках полученных другими исследователями и, прежде всего, научными организациями и учеными Советского Союза, внесшими огромный вклад в создание как новых машин, так и методов их расчета и исследования.
Среди них следует назвать институты: ЕНИЖІТМАШ, ШИИГМ им. М.М.Федорова, ИГД им. А.А.Скочинского, Гипрошахт, УкрНИИ-проект, МВТУ им.Баумана, коллективы Ленинградского, Уральского и Харьковского политехнических институтов, Днепропетровского, Московского горных институтов, Киевского инженерно-строительного и др. Наиболее важные исследования в облаоти конвейеростроения связаны с именами известных советских ученых А.О.Спиваковского, С.А.Панкратова, Н.Я.Виличенко, И.Г.Штокмана, В.К.Дьячкова,
Л.Г.Шахмейстера и многих других.
Диссертационная работа содержит 4 главы.
В первой главе дан краткий обзор литературных источников по существующим в настоящее время в СССР и за рубежом конструктивным исполнениям крутонаклонных и вертикальных ленточных конвейеров. Произведено описание работы конвейерной подъемной установки и обоснованы цель и задачи исследования.
Во второй главе рассмотрены принципы построения математических моделей ленточных конвейеров. Получены аналитические выражения для определения расчетных параметров модели конвейера, представленной в виде системы дискретных масс, соединенных упругими и демпфирующими связями. Определена методика выбора рационального числа дискретных масс моделируемой системы на основе ее частотных характеристик.
В третьей главе составлена математическая модель установки и с ее помощью исследовано влияние различных физических и технологических факторов на работоспособность системы с учетом взаимодействия ее механической и электрической частей. Произведен параметрический синтез регуляторов системы управления натяжными станциями. Предложена функциональная схема, обеспечивающая нормальное функционирование системы.
В четвертой главе произведено экспериментальное исследование работы установки на физической модели, созданной в лаборатории кафедры электрификации промышленных предприятий ХПИ. Полученные экспериментальные данные подтверждают достоверность созданной математической модели и результатов анализа.
Исследование работы КПУ проводилось методом классической теории дифференциальных уравнений, а также методами математического и физического моделирования с применением цифровой ЭВМ.
8 I. ОБЪЕКТ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
