WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Угловые колебания прекращаются через 3,0 с после удара, а вертикальные колебания только через 3,9 с. Время затухания вертикальных колебаний центра масс РО остается постоянным при любых значених величины плеча удара и не зависит от точки приложения ударной нагрузки. Напомним, что в данном случае рассматриваются вертикальные и угловые колебания центра масс машины. Таким образом, можно сделать вывод о том, что вертикальные колебания РО являются определяющими в послеударном переходном процессе у машин с ССП. Для сокращения длительности послеударного переходного процесса рекомендуется снижать величину ударных воздействий на РО.

Рисунок 3 Изменение времени затухания послеударных колебаний рабочего органа в зависимости от величины ударной нагрузки при М=30000 кг, lуд=1,5 м, hк=3 м

Анализ влияния ударных нагрузок (рисунок 3) показывает, что время послеударной синхронизации ВВ при изменении ударной нагрузки носит практически линейный характер. Для данного диапазона нагрузок оно составило порядка 0,5-1,9 с. Затухание угловых и вертикальных колебаний происходит несколько позже. При этом величина запаздывания составляет 1,2-1,6 с для угловых колебаний и 0,5-0,8 с для вертикальных. Очевидно, вертикальные колебания определяют длительность всего послеударного процесса.

Для снижения величины ударных нагрузок может быть рекомендовано использование защитного слоя ГМ, который должен постоянно присутствовать на РО, либо в конструкции бункера необходимо предусмотреть приемную плиту, воспринимающую основные ударные нагрузки.

Скорость вибротранспортирования горной массы

Исследована скорость вибротранспортирования горной массы в условиях воздействия ударных нагрузок применительно к ВТМ с ССП. Проведено сравнение снижения скорости ВТМ с ССП и самобалансным приводом вызванное ударным нагружением.

Исследованиями А.В. Юдина и В.А. Мальцева установлено, что в результате ударного воздействия средняя скорость вибротранспортирования ГМ снижается. Это снижение зависит от следующих факторов: величины и времени ударного импульса; от частоты ударного воздействия; от ударозащитных свойств системы и др. Целесообразно оценить снижение средней скорости вибротранспортирования для ВТМ с ССП.

Для проведения исследований использовалась математическая модель ВТМ, разработанная А.Н. Косолаповым. На рисунке 4 приведена расчетная схема ВТМ. Материальная точка (частица) массы m движется по поверхности РО, обозначенной l. Движение РО рассматривается в абсолютной системе координат Oxy, связанной, например, с фундаментом машины. Ось Oy параллельна силе тяжести, а ось Ox перпендикулярна оси Oy (горизонтальна).

Рисунок 4 Расчетная схема движения частицы по поверхности ВТМ

Рисунок 5 Схема системы сил, действующих на материальную точку

Для описания плоского движения частицы введена вспомогательная система координат Px'y', сонаправленная с системой Oxy (где начало координат находится в точке P, являющейся центром масс системы ВТМ). Также введена система координат Pu'v', жестко связанная с РО и повернутая относительно системы Px'y' на угол против часовой стрелки. Угол – это одна из обобщенных координат в математической модели движения ВТМ (уравнение 1). На рисунке 5 представлена схема сил, действующих на материальную точку: это сила тяжести G, сила нормальной реакции плоскости N, сила трения скольжения T и сила взаимного вязкого сопротивления FBC. Расстояние до поверхности h можно рассматривать как еще один параметр, зависящий от конкретной конструкции ВТМ.

В конечном виде система дифференциальных уравнений, совместно с системой уравнений движения РО (1) описывающая движение материальной точки по поверхности РО, имеет вид:

7 8

Пренебрегая силами вязкого сопротивления и с учетом того, что уравнения включают в себя две неизвестные функции T(t) и N(t), решение уравнений (4) распадается на несколько фаз, которые позволяют определять значения неизвестных функций. Шаг по времени для данной задачи, а также значения принимаются из решения задачи о движении РО (1).

Фаза I. Частица в полете

В этом случае отсутствуют силы трения скольжения и реакции поверхности N = 0, T = 0, и тогда уравнения (4) будут иметь вид

9 10

При этом условие служит признаком того, что частица в данный момент времени находится над рабочей плоскостью и движение частицы описывается уравнениями (5).

Фаза II. Соударение с рабочим органом

В модели принято, что удар частицы о поверхность абсолютно неупругий. То есть значение вертикальной составляющей скорости а значение горизонтальной составляющей скорости после удара равно значению горизонтальной составляющей скорости до удара. При этом, если выполняется условие то полагаем, что.

1112

Фаза III. Частица находится на рабочем органе

В данном случае считается, что v = h. Из второго уравнения системы (4) определяется значение нормальной реакции:

1314

где значения всех обобщенных координат и их производных берутся из предыдущего этапа.

При значениях частица будет находиться на плоскости. В противном случае она ее покинет. В этом случае возможны два варианта:

III-1. Относительный покой, когда

При соблюдении условия получим:

1516

III-2. При невыполнении условия осуществляется безотрывное перемещение при

1718

где значение N вычисляется по формуле:

1920

Сравним снижение скорости вибротранспортирования после удара для машин с ССП и с самобалансным приводом (рисунок 6). Рассмотрим частный случай, когда удар приложен над центром масс машины. Исходные данные и график снижения скорости для машины с самобалансным приводом приняты из работы В.А. Мальцева: масса РО М=19000 кг, масса падающего куска ГМ m=2000 кг, приведенная высота падения Hпр=3,2 м, угол вибрации =300, угловая частота вращения вибропривода = 80 рад/с, частота собственных колебаний системы =16 рад/с, амплитуда колебаний А=0,004 м.

При центральном ударе с равными параметрами, абсолютная величина снижения скорости вибротранспортирования после удара одинакова как у машин с ССП, так и у самобалансных машин. Время затухания послеударных колебаний у машины с ССП оказалось на 8 с меньше, чем у машины с самобалансным приводом (2 и 10 с соответственно).

Рисунок 6 Изменение средней скорости вибротранспортирования при центральном ударе: 1-ВТМ с самосинхронизирующимся приводом; 2-ВТМ с самобалансным приводом

Согласно рекомендациям по проектированию системы бункер-ВТМ наиболее вероятная точка приложения ударных нагрузок смещается в загрузочную зону. Как следствие, при разгрузке автосамосвала происходит изменение положения центра масс системы, которое в свою очередь приводит к изменению направления вектора возмущающих сил вибропривода, благодаря наличию адаптационных свойств у ВТМ с ССП.

По результатам, полученным во второй главе, отметим, что наибольшее влияние на длительность послеударного переходного процесса, а значит и скорость вибротранспортирования ГМ, оказывает величина ударной нагрузки и жесткость пружин упругих опор.

В главе приведено моделирование изменения скорости вибротранспортирования ГМ для машины с ССП, при падении на РО кусков массой 1000 и 1500 кг с высоты 3 м. Сила удара при взаимодействии ГМ с РО определялась из выражения (2).

Полученные значения ударных нагрузок Fmax действующих на РО вибропитателя-грохота были использованы для определения скорости виброперемещения ГМ после удара с помощью систем дифференциальных уравнений (1) (4) (рисунок 7).

Рисунок 7 Изменение скорости вибротранспортирования горной массы при воздействии ударных нагрузок

Результаты моделирования показывают, что воздействие ударных нагрузок приводит к снижению скорости вибротранспортирования после удара. Следовательно, при расчете общей производительности машины с ССП необходимо вносить поправку на снижение скорости вибротранспортирования ГМ в зависимости от величины ударных нагрузок.

Рисунок 8 Изменение скорости вибротранспортирования горной массы при отсутствии и воздействии технологической нагрузки массой 5 т

В то же время воздействие технологической нагрузки на РО приводит к изменению положения центра масс ВТМ и как следствие к изменению угла вибрации. Увеличение угла вибрации при воздействии технологической нагрузки приводит к большему снижению скорости вибротранспортирования (рисунок 8).

Известно, что наибольшая эффективность работы ВТМ достигается при значениях угла вибрации, лежащих в диапазоне 30-40 град. Если при проектировании ВТМ изначально принять такое значение угла вибрации, то при воздействии технологической нагрузки, в зависимости от ее величины, есть вероятность, что угол вибрации станет более 40 град., что может снизить эффективность работы ВТМ. Можно рекомендовать предварительно уменьшать угол вибрации на такую величину, чтобы при воздействии технологической нагрузки его значение приблизилось к рекомендуемому диапазону. Так, для машины ГПТ 2 при воздействии технологической нагрузки массой 5 т рекомендуется задавать начальный угол вибрации в диапазоне 20-30 град.

На основе проведенных исследований можно сделать вывод, что при расчете общей производительности ВТМ с ССП необходимо учитывать снижение скорости вибротранспортирования горной массы, вызванное воздействием как ударных, так и технологических нагрузок:

(11)

где - коэффициент снижения скорости, обусловленный силами сцепления и застревания кусков между колосниками при их перемещении, ;

- коэффициент влияния ударных нагрузок на скорость вибротранспортирования ГМ при загрузке ВТМ автосамосвалами или экскаваторами;

- коэффициент влияния массы технологической нагрузки на скорость вибротранспортирования ГМ;

Г – коэффициент режима, ;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

n – число оборотов вибратора, об/мин;

- угол вибрации, град;

- поправочный коэффициент угла наклона РО, при значения соответственно равны 1,18, 1,36 и 1,54.

Экспериментальные исследования и практическая реализация полученных результатов

Глава посвящена проверке достоверности теоретических исследований. Для проведения экспериментальных исследований был рассчитан, спроектирован и изготовлен вибрационный стенд.

Конструкция стенда позволяет менять угол вибрации в диапазоне от 30 до 45 градусов, а также изменять угол наклона РО в диапазоне от минус 10 до плюс 5 градусов, с шагом 5 градусов. Вибрационный стенд представляет собой одномассную колебательную систему, работающую в зарезонансном режиме. Вибропривод состоит из двух вибраторов ИВ-127, механически не связанных друг с другом.

Для измерения колебаний РО использовалась виброизмерительная аппаратура ВИ6-5МАД (погрешность ±3%). Регистрация результатов измерений производилась на цифровом запоминающем двухканальном осциллографе АСК-3106 (погрешность ±2,5%) через магазин шунтов и добавочных сопротивлений Р157. Полученные данные выводились на компьютер, а затем анализировались. Вертикальные и горизонтальные амплитуды контролировались индукционными датчиками перемещения типа ДП 2, которые были установлены на загрузочной опоре во взаимно перпендикулярных плоскостях. Для определения скорости вибротранспортирования, с помощью секундомера, замерялось время прохождения частицей пути равного, 700 мм. Угол вибрации в центре тяжести вибрационного стенда измерялся контактно-графическим способом с последующим измерением угломером.

С целью оценки точности математической модели сравнивались значения амплитуд вертикальных колебаний РО в установившемся (безударном) режиме, время затухания послеударных вертикальных колебаний РО, а также значения скоростей вибротранспортирования в номинальном и ударном режимах. По результатам каждой серии экспериментов рассчитывались характеристики выборки (среднее арифметическое, стандартное отклонение и доверительный интервал при доверительной вероятности 0,95). Полученные экспериментальные значения и расхождения теоретических и экспериментальных данных приведены в таблице.

211 В главе приведены дополнительные материалы к методике расчета и выбора параметров вибропитателей-грохотов с совмещенными технологическими функциями, оборудованных ССП.

В предложенной методике, при выполнении рабочего проекта, необходимо рассчитать точное положение центра масс машины, определить угол вибрации и сравнить полученные значения со значениями, принятыми в техническом проекте. Если величина угла вибрации и положение центра масс машины не соответствуют проектному значению, необходимо изменить конструкцию рабочего органа ВТМ или предусмотреть возможность регулировки расположения вибропривода.

Заключение

В диссертационной работе решена актуальная научная и практическая задача по повышению эффективности работы сверхтяжелых вибропитателей-грохотов с совмещенными технологическими функциями, работающими в условиях карьерных ПС.

Основные выводы и результаты работы сводятся к следующему:

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»