Влияние ударных и технологических нагрузок на работу вибропитателей-грохотов с самосинхронизирующимся виброприводом
На правах рукописи
ПРИВАЛОВ АЛЕКСЕЙ ИГОРЕВИЧ
ВЛИЯНИЕ УДАРНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА РАБОТУ ВИБРОПИТАТЕЛЕЙ-ГРОХОТОВ
С САМОСИНХРОНИЗИРУЮЩИМСЯ ВИБРОПРИВОДОМ
специальность 05.05.06 – «Горные машины»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Екатеринбург - 2008
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный горный университет»
Научный руководитель - доктор технических наук
Мальцев Виктор Алексеевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент
Ляпцев Сергей Андреевич;
кандидат технических наук, доцент
Косолапов Анатолий Николаевич
Ведущая организация – ОАО «Уралгипроруда»
Защита состоится « »_____________ 2008 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» в зале заседаний ученого совета по адресу:
620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».
Автореферат разослан « » _____________ 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Хазин М.Л.
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Рост глубины разработки месторождений предопределили применение в карьерах комбинированных видов транспорта. Эксплуатация показала, что повышение эффективности комбинированного транспорта связано с введением перегрузочных систем с гибкими свойствами, построенных на основе модульных принципов. Обзор опыта проектирования вибротранспортных машин (ВТМ) как отечественного, так и зарубежного производства показывает, что в настоящее время такие машины оснащаются самобалансным либо комбинированным приводом, так как механический перенос освоенной теории ВТМ при проектировании машин с самосинхронизирующимся приводом (ССП) не всегда обеспечивает требуемый результат. В то же время исследованиями установлено, что использование ССП позволяет получить дополнительные преимущества за счет адаптации машины к изменению технологической нагрузки.
Данная работа направлена на исследование работы сверхтяжелых ВТМ с ССП, работающих в составе перегрузочных систем (ПС) в условиях сложного технологического и ударного нагружения. Актуальность работы определена отсутствием в конструкторских организациях отработанной методики расчета и выбора параметров ВТМ, оснащенных ССП. В настоящее время не до конца изучен вопрос о влиянии технологической нагрузки на характер движения рабочего органа (РО), скорость транспортирования горной массы (ГМ) и производительность ВТМ с ССП.
Объектом исследований являются сверхтяжелые ВТМ, оборудованные ССП и работающие в условиях ПС при комбинированном транспорте карьеров.
Предмет исследования – длительность послеударных переходных процессов и влияние адаптационных свойств ССП на скорость вибротранспортирования ГМ.
Идея работы заключается в том, что повышение эксплуатационных параметров сверхтяжелых вибропитателей-грохотов, работающих в условиях карьерных перегрузочных пунктов, возможно за счет учета адаптивных свойств вибропривода и сокращения длительности послеударных переходных процессов.
Целью работы является выявление условий повышения производительности сверхтяжелых ВТМ.
Методы исследования: анализ и синтез, математическое моделирование, экспериментальные исследования на физической модели ВТМ, основанные на стандартных методах измерений с использованием измерительной аппаратуры, математическая статистика.
Научные положения, выносимые на защиту:
- Длительность послеударных переходных процессов у машин с самосинхронизирующимся приводом на 40 – 60 % меньше, чем у машин с самобалансным приводом.
- Наибольшее влияние на скорость вибротранспортирования горной массы у машин с самосинхронизирующимся приводом оказывает величина изменения угла вибрации при воздействии технологической нагрузки, в отличие от самобалансных машин, где наибольшее влияние оказывают переходные процессы, вызванные угловыми колебаниями рабочего органа.
- Расчет скорости вибротранспортирования горной массы необходимо проводить с учетом влияния величины технологической нагрузки, воздействующей на рабочий орган машины.
Научная ценность работы заключается в выявлении факторов, оказывающих наибольшее влияние на скорость вибротранспортирования ГМ у ВТМ с ССП.
Практическая ценность диссертации заключается в усовершенствовании методики проектирования и выбора параметров, сверхтяжелых вибропитателей-грохотов, оборудованных ССП.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации обусловлена использованием фундаментальных положений динамики машин, теории колебаний и удара, математическим моделированием вибропроцессов, использованием апробированных методов исследований и решений. Достоверность результатов подтверждается экспериментальными исследованиями, объемом измерений, обеспечивающим с вероятностью не менее 0,95 относительную погрешность не более 6 %, сходимостью теоретических и экспериментальных исследований с погрешностью не более 9-19 %.
Реализация работы. Полученные результаты использованы ЗАО «Уралмеханобр-инжиниринг» при выполнении рабочего проекта по сушке концентрата с производительностью 1 млн. тонн в год на Качканарском ГОКе.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждены на V отчетной конференции молодых ученых УГТУ-УПИ (2003 г.) и VIII отчетной конференции молодых ученых УГТУ-УПИ (2005 г.).
Публикации. Основные положения и результаты работы опубликованы в четырех научных статьях, из них одна в ведущем рецензируемом научном журнале.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и списка литературы из 49 наименований, содержит 104 машинописные страницы, 25 рисунков и 9 таблиц.
Автор выражает глубокую признательность проф. А.В. Юдину за ценные советы и консультации, а также проф. Г.Г. Кожушко за помощь и поддержку при выполнении настоящей работы.
Основное содержание работы
Введение посвящено краткому обоснованию актуальности темы диссертации, в нем приведена общая характеристика работы.
Разработки, исследования и опыт применения вибротехники в перегрузочных системах горных предприятий
Опыт эксплуатации и обзор технических решений ПС при комбинированном транспорте карьеров показал, что их наиболее рациональная и эффективная структура формируется на основе вибропроцессов, реализованных в ВТМ с совмещенными технологическими функциями, способной осуществлять одновременно прием, вибровыпуск, вибротранспортирование и разделение ГМ. Применение вибропитателей-грохотов (типа ГПТ) позволяет значительно снизить габариты и металлоемкость всего перегрузочного пункта, повысить производительность установок и снизить затраты на перегрузку ГМ.
В разработку теории вибропроцессов и практику создания ВТМ большой вклад внесли отечественные и зарубежные ученые И.И. Блехман, И.Ф. Гончаревич, Н.И. Каварма, В.Н. Потураев, А.Я. Тишков, А.Д. Учитель, В.П. Франчук, А.Г. Червоненко, А.В. Юдин. В исследование динамики ВТМ с самосинхронизирующимися ВВ значительный вклад внесли работы И.И. Блехмана, Л.А. Вайсберга, А.Н. Косолапова, Б.П. Лаврова, В.А. Мальцева, С.А. Румянцева, А.В. Юдина и других исследователей.
Известно, что одной из основных характеристик ВТМ является ее производительность, зависящая от скорости вибротранспортирования горной массы. Исследованиями установлено, что воздействие ударных нагрузок приводит к снижению скорости вибротранспортирования, при этом возникают неустановившиеся переходные процессы, длительность которых и определяет величину снижения скорости вибротранспортирования. В работах А.В. Юдина и В.А. Мальцева дана оценка влияния ударных нагрузок на скорость вибротранспортирования применительно к машинам с самобалансным приводом. Характер и продолжительность переходных процессов у машин с ССП на сегодняшний день остаются неисследованными. Не исследован вопрос о влиянии адаптационных свойств, присущих машинам с ССП, на изменение скорости вибротранспортирования в условиях воздействия как ударных, так и технологических нагрузок.
В результате изучения опыта проектирования, теории ВТМ и результатов испытаний вытекают следующие задачи исследования:
- оценить влияние геометрических и физических параметров машины с ССП на длительность послеударных переходных процессов и дать рекомендации по проектированию ВТМ с ССП;
- выявить влияние величин ударных и технологических нагрузок, воздействующих на рабочий орган вибротранспортных машин с ССП, на длительность послеударных переходных процессов и скорость вибротранспортирования ГМ;
- уточнить методику выбора и расчета параметров ВТМ применительно к машинам с ССП.
Динамика вибротранспортных машин с самосинхронизирующимся виброприводом в условиях карьерных перегрузочных систем
Одним из основных параметров ВТМ является ее производительность Q. Производительность зависит от средней скорости вибротранспортирования, которая, в свою очередь, зависит от динамических параметров ВТМ, а также величины и периодичности ударных нагрузок.
Для проведения исследований динамики ВТМ использовалась математическая модель, описывающая поведение вибромашины с ССП, впервые полученная профессором И.И. Блехманом, доработанная Мальцевым В.А., Румянцевым С.А. и дополненная автором.
Система дифференциальных уравнений этой модели имеет вид:
1 2
где x, y – координаты центра масс РО в некоторой неподвижной декартовой системе координат; 
– обобщенные коэффициенты жесткости упругих опор; 
– обобщенные коэффициенты вязкости упругих опор; – угловая координата, т.е. угол поворота подвижной системы координат, жестко связанной с РО относительно неподвижной системы координат (отсчитывается против часовой стрелки); 
– угловая координата i-го вибровозбудителя, т.е. угол, который составляет радиус-вектор i-го дебаланса с осью Ох (отсчитывается против часовой стрелки); 
– соответственно вращающий момент электродвигателя и момент сил сопротивления вращению системы «электродвигатель – передающий механизм – вибровозбудитель»; 
– индекс направления, т.е. коэффициент, принимающий значения «+1», если вращение данного ВВ происходит против часовой стрелки, и значение «–1» – в противном случае; М, J – соответственно масса и момент инерции РО; Ji, mi – соответственно момент инерции и статический момент i-го ВВ; Fуд и Муд – соответственно сила и момент ударного воздействия относительно центра масс; 
– угол, задающий начальное положение дебаланса; остальные обозначения понятны из рисунка 1.
РО имеет три степени свободы. Каждый ВВ совершает независимое вращательное движение, причем оси вращения ВВ параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости движения РО. Движение рассматривается в абсолютной системе координат Oxy, связанной с фундаментом машины. Положение начала координат может быть выбрано произвольно. Для описания плоского движения дополнительно введена система координат Puv, жестко связанная с рабочим органом машины.
При моделировании рассмотрен абсолютно неупругий удар, форму импульса считаем прямоугольной (П - образной), при этом упавший кусок горной массы «прилипает» к рабочему органу и в дальнейшем не перемещается относительно него.
Рисунок 1 Расчетная схема ВТМ
Отличие данной модели состоит в том, что продолжительность ударного воздействия не считается одинаковой для различных физических параметров машин.
Величина ударной силы вычисляется по формуле:
3 4
где mк - масса падающего куска, кг; Vс – скорость соударения массы с приемным устройством, м/с; - частота собственных колебаний системы, рад/с;
A0 – осадка системы под действием статической нагрузки, м.
Знаменатель формулы (2) представляет собой полную продолжительность ударного воздействия для системы с одной степенью свободы, совершающей свободные колебания.
Скорость соударения массы с приемным устройством Vc:
5 6
где g – ускорение свободного падения, м/с2; hк – высота падения куска ГМ, м.
Математическая модель реализована в виде программного комплекса, способного решать следующие основные задачи:
- Численное решение полученной системы дифференциальных уравнений;
- Графическое представление получаемых решений в реальном времени решения задачи.
В качестве базовых параметров при проведении исследования использовались физические и геометрические параметры сверхтяжелого вибропитателя-грохота ГПТ-2.
В ходе исследования оценивалось влияние различных параметров ВТМ на длительность послеударных переходных процессов. При этом варьировались следующие параметры: расстояние от загрузочной опоры до центра масс машины 
, жесткость пружин упругих опор cy, плечо приложения ударной нагрузки, величина ударной нагрузки Fуд. Результаты моделирования приведены на рисунках 2, 3.
Изменение величины плеча удара от 0 до 1,5 м приводит к увеличению времени синхронизации от 0,3 до 2,3 с (см. рисунок 2).
Рисунок 2 Изменение времени затухания послеударных колебаний рабочего органа в зависимости от величины плеча удара при М=30000 кг, mк=1500 кг, hк=3 м
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:
- Характер динамики у ВТМ с ССП при воздействии технологической и ударных нагрузок отличается от динамики самобалансных машин.
- Использование ССП позволяет ВТМ адаптироваться к изменению технологической нагрузки.
- Оценено влияние геометрических и физических параметров ВТМ с ССП на длительность послеударных переходных процессов, при этом установлено, что вертикальные колебания рабочего органа машины с самосинхронизирующимся приводом являются наиболее длительными и определяют продолжительность всего послеударного переходного процесса. Их продолжительность определяется силой ударного нагружения и слабо зависит от загрузочного расстояния и плеча удара. В ходе моделирования с параметрами машины ГПТ-2 их длительность превысила время затухания угловых колебаний в 1,3 раза и в 2 раза превысила длительность послеударной синхронизации вибровозбудителей. Следовательно, необходимо снижать ударные нагрузки, воздействующие на рабочий орган, изменяя условия его загрузки.
- При воздействии ударных нагрузок длительность послеударных переходных процессов у машин с ССП на 40 – 60 % меньше, чем у самобалансных машин.
- Математическое моделирование и экспериментальные исследования показывают, что воздействие технологической нагрузки на РО ВТМ с ССП оказывает наибольшее влияние на скорость вибротранспортирования ГМ. При этом происходит изменение положения центра масс машины и изменение значения угла вибрации. Для машин с самосинхронизирующимся приводом целесообразно уменьшать проектный угол вибрации на такую величину, чтобы при воздействии технологической нагрузки и изменении положения центра тяжести его значение приблизилось к рекомендуемому значению 30-40 град.
- При расчете общей производительности машины с ССП необходимо вносить поправку на снижение скорости вибротранспортирования ГМ в зависимости от величины технологической нагрузки, воздействующей на РО.
- Экспериментальные исследования подтвердили достаточную точность принятой математической модели движения вибромашины и перемещения частицы по рабочему органу. Расхождение теоретических и экспериментальных данных при моделировании послеударных колебаний РО не превышает 11 %, а при моделировании перемещения частицы – 19 %.
- По результатам исследований в известную методику расчета и выбора параметров ВТМ внесены дополнительные материалы для расчета машин с ССП.
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:
Работа, опубликованная в ведущем рецензируемом научном журнале:
- Привалов, А. И. Оптимизация параметров вибромашин с самосинхронизированными вибровозбудителями / А. И. Привалов, С. А. Румянцев // Изв. вузов. Горный журнал. – 2004. - №4. – С. 79-83.
Работы, опубликованные в других изданиях:
- Привалов, А. И. Исследование и разработка вибрационных машин с использованием адаптивных свойств вибропривода // Сборник статей. В 2 ч. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» 2003. – Ч. 1. – С. 55-57.
- Привалов, А. И. Исследование влияния расположения центра масс вибрационной машины на ее динамические характеристики // Сборник статей. В 2 ч. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» 2005. – Ч. 1. – С. 59-62.
- Привалов, А. И. Особенности протекания переходных процессов вызванных ударным нагружением карьерных грохотов – питателей / А. И. Привалов, В. А. Мальцев // Вестник УГТУ-УПИ. Конструирование и технология изготовления машин: Сборник научных трудов. В 2-х частях. Ч. 2. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» 2005. - №18 (70). – С. 221-228.
Подписано в печать __.11.2008 г. Печать на ризографе.
Бумага писчая. Формат 60х84 1/16. Гарнитура Times New Roman.
Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ____
Издательство УГГУ
620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30
Уральский государственный горный университет
Отпечатано с оригинал-макета
в лаборатории множительной техники издательства УГГУ
