Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время важной проблемой при создании транспортных машин является экологическая защита окружающей среды от их вредного воздействия.
Ленточный трубчатый конвейер (ЛТК) - транспортная машина, обеспечивающая высокую степень защиты окружающей среды от транспортируемого груза вследствие герметичности внутреннего объема, при которой транспортируемый груз изолируется от окружающей среды.
На горных предприятиях трубчатые конвейеры могут использоваться на поверхностных комплексах шахт и карьеров, при транспортировании пылящих сортов угля от горного предприятия до ТЭЦ, во внутренних помещениях обогатительных фабрик и пр.
Ленточные трубчатые конвейеры широко применяются во многих отраслях промышленности, имеют различную производительность, транспортируют грузы различной насыпной плотности. Однако в настоящее время в научно-технической литературе отсутствуют какие-либо обоснованные рекомендации по выбору конструктивных параметров линейной части ЛТК, в частности, таких как ширина ленты, ее целесообразная скорость, расстояние между роликоопорами, диаметры роликов на грузовой и порожней ветвях и др. Поэтому разработка обоснованного метода расчета и выбора оптимальных взаимосвязанных конструктивных параметров линейной части ленточных трубчатых конвейеров для горной промышленности является актуальной научной задачей.
Целью работы является создание математической модели оптимизации, описывающей эффективность применения ЛТК по разработанным техническим критериям и использующаяся для комплексного обоснования оптимальных взаимосвязанных конструктивных параметров линейной части ЛТК.
Идея работы состоит в том, что при создании математической модели оптимизации конструктивных параметров линейной части ЛТК, позволяющей оценить эффективность его применения, использованы разработанные технические критерии оптимизации и существующие аналитические зависимости и рекомендации, применяемые при расчете ЛТК.
Научные положения, выносимые на защиту:
- математическая модель оптимизации взаимосвязанных конструктив-ных параметров линейной части ЛТК, позволяющая оценить эффективность применения ЛТК на основании разработанных технических критериев;
- параметрическая модель линейной части ЛТК, учитывающая особенности ее конструкции и эксплуатации и позволяющая обосновать перечень оптимизируемых параметров линейной части ЛТК;
- аналитические выражения в виде позиномов от оптимизируемых параметров, используемые для построения целевой функции специального вида и позволяющие решить задачу по обоснованию рациональных парамет-ров линейной части ЛТК методом геометрического программирования;
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректным использованием математического анализа, теории геометрического программирования и оптимизации, теории упругости, теории сыпучей среды, а также результатами экспериментального моделирования, полученными на ЭВМ методом конечных элементов.
Научная новизна состоит в создании математической модели оптимизации, позволяющей оценить эффективность применения ЛТК по сформулированным техническим критериям, в разработке параметрической модели линейной части ЛТК, учитывающей особенности его конструкции и функционирования, в построении целевой функции специального вида, позволившей оптимизировать параметры линейной части ЛТК методом геометрического программирования.
Научное значение работы состоит в разработке параметрической модели линейной части ЛТК и обосновании метода оптимизации ее взаимосвязанных конструктивных параметров.
Практическое значение выполненных исследований заключается в разработке методики расчета оптимальных взаимосвязанных конструктивных параметров линейной части ЛТК.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Методика расчета рациональных параметров ленточных трубчатых конвейеров принята ОАО «Объединенные машиностроительные технологии» для использования при проектировании ленточных трубчатых конвейеров. Результаты работы использованы в учебном процессе при чтении лекций студентам специальности 05.05.06 – «Горные машины».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на международных научно-технических симпозиумах «Неделя горняка» (МГГУ, Москва, 2009-2011), на кафедре «Горная механика и транспорт» (МГГУ, 2011)
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы три научные статьи в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 96 наименований и включает 13 рисунков и 16 таблиц.
