Введение к работе
Актуальность работы. В современным условиях, характеризующихся концентрацией очистным работ, тлеется устойчивый спрос со стороны угледобывающих предприятий, разрабатывающих пластовые месторождения подземным способом, на высокопроизводительные механизированные комплексы, обеспечивающие высокий уровень интенсификации технологических процессов добычи угля. В связи с этим остро стоит проблема повышения надежности горных машин для очистных работ и прежде всего выемочных комбайнов, как наиболее сложных машин механизированных комплексов, определяющих их технический уровень.
Наименее надежным звеном выемочных комбайнов является система перемещения на базе нерегулируемого асинхронного электропривода с гидравлическим вариатором скорости. Существующие электромеханические системы (ЭМС) подачи выемочных комбайнов характеризуются высокой аварийностью (30 - 50 % отказов' от общего числа по комбайну), неудовлетворительной ремонтопригодностью (среднее время восстановления 7д'= 6 ч), требуют значительных затрат на техническое обслуживание, обладают низкими энергетическими характеристиками. Поэтому научная задача обоснования конструктивных и функциональных параметров ЭМС подачи выемочных комбайнов на основе обеспечения требуемой надежности и экономичности приобретает особо - актуальное значение для горного' машиностроения и ее важность еще более возрастает с применением регулируемого электропривода подачи.
Цель работы: установить зависимости, определяющие конструктивные и функциональные параметры электромеханических систем подачи выемочных комбайнов на основе обеспечения требуемой надежности для повышения эффективности добычи полезного ископаемого механизированными комплексами, снизить затраты на техническое обслуживание и потребление электроэнергии на перемещение комбайнов.
Идея работы заключается в обеспечении требуемой надежности- ЭМС подачи, достигаемой за счет повышения уровня обоснованности ее конструктивных и функциональных параметров с учетом необходимого технического уровня ЭМС для обеспечения эффективной добычи полезных ископаемых механизированными комплексами, " позволяющего снизить затраты на техническое обслуживание и потребление электроэнергии на перемещение комбайнов.
Мегод исследований - комплексный, включающий обобщение, ранее проведенных исследований, аналитические исследования, базирующие на теории надежности, расчет и оптимизацию параметров на ЭВМ, стендовые и шахтные исследования с,при-
менением для обработки экспериментальных данных методов теории вероятности и .математической статистики.
Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:
установлены зависимости, позволяющие определить требуемый уровень надежности ЭМС подачи выемочного комбайна на основе функциональной связи показателей надежности с коэффициентом технического уровня;
установлены зависимости, позволяющие определить конструктивные и функциональные параметры ЭМС подачи выемочного комбайна на основеобеспечения требуемой надежности;
определены оптимальные значения жесткости механической характеристики электродвигателя, позволяющие обеспечить максимальное демпфирование колебаний нагрузки в ЭМС, достижение максимально возможной надежности и снижение потребления электроэнергии на перемещение комбайна;
- получены зависимости для расчета нагрева обмоток
электродвигателя, учитывающие уровень колебаний нагрузки в
ЭМС, позволившие установить влияние характеристик электро
двигателя на надежность электропривода.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы обоснована корректностью исходных предпосылок, постановки задач и' методов их исследования, удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, расхождение между которыми составило 12,5 - 20 %, а также практическим применением результатов работы в производстве.
Научное значение работы заключается в следующем;
получены аналитические зависимости для определения конструктивных и функциональных параметров ЭМС подачи выемочных комбайнов на основе обеспечения требуемого уровня надежности, с учетом технического уровня системы;
установлены оптимальные параметры электродвигателя ЭМС подачи, обеспечивающие снижение динамических нагрузок, потребляемой мощности, а также повышение надежности электропривода.
Практическое значение работы состоит в следующей;
- разработана методика определения конструктивных и
функциональных параметров ЭМС подачи и ее отдельных эле
ментов по критерию надежности;
разработана методика выбора электродвигателя для ЭМС подачи на основе определения оптимальной жесткости механической характеристики и минимума потерь электроэнергии в его обмотках;
усовершенствована конструкция частотно-регулируемого электропривода подачи комбайна КШ1КГУ и электропривода.подачи постоянного тока комбайца 1.КШЭУ.
' Реализация результатов работы. Основные.выводы и рекомендации работы использованы в АО "ПНИУИ" при разработке
технических заданий, проектировании электроприводов подачи выемочных комбайнов КШ1КГУ и 1КШЭУ. Годовой экономический эффект от внедрения разработанных технических решений составил 65296 рублей в ценах 199Э г,
Апробация работа. Основные * положения диссертационной работы и ее отдельные разделы докладывались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г, Тула. 1996-98 гг.), международной научно-технической конференции "Энергос5ережение-98" (г. Тула, 1999г.),- научно-технических конференциях "Энергосбережение, электроснабжение, электрооборудование" (г. Новомосковск, НИ РХТУ, 1996, 1998 гг,), научно-технических советах АО ''ПНИУИ''. (г. Новомосковск, 1995-98 гг.).
Дубликаштя. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 статей,
Структура я обаем работы. Диссертация состоит из введения, четырех гЛав, заключения, изложенных на 140 страницах машинописного' текста, содержит 22 рисунка, 23 таблицы, список литературы из 102 наименований и приложение,
