Процессы взаимодействия рабочего оборудования, со средой в модели и оригинале должны принадлежать к одному классу явлений и описываться одинаковой системой дифференциальных уравнений;
Модель и оригинал рабочего оборудования и системы в целом должны быть геометрически подобные;
Начальные и граничные условия, характеризующие рабочий процесс в модели должны быть подобные подобными соответствующим условиям оригинала.
Из теории подобия и размерности известно, что критерии подобия это безразмерные комплексы величин, описывающих исследуемый процесс, которые численно равны для модели и оригинала.
Таким образом, для процесса копания
грунта ковшом прямой механической лопаты мы воспользуемся критериями подобия
для аналогичных процессов выведенных профессором Баловневим В.И. [6]
где
- масса элементов, которые описаны
в дифференциальных уравнениях, кг;
-линейные параметры рабочего
оборудования, м;
-сопротивление копанию, или усилие,
которые действуют со стороны забоя, Н;
-жесткость элементов рабочего
оборудования ,
;
- временная составляющая процесса
копания, с;
- плотность грунта,
;
- касательная составляющая копанию,
Н.
Согласно теории подобия определим масштабные
коэффициенты, то есть коэффициенты соответствия параметров модели к оригиналу
[6],
С учетом приведенных зависимостей и параметров
оригинала (относительно ЭКГ-5Н) и модели, разработанной на кафедре ПТМ
определим масштабы приближенного физического моделирования процесса копания
грунта ковшом карьерного экскаватора с учетом переходных формул. Данные сведены
в таблицу 1.
Таблица 1 - Параметры модели
|
№ п/п |
Название параметров |
Значение масштабного коэффициента |
Формула перехода от параметров оригинала, к параметрам модели |
Чисель-ное значение масштаба |
Параметры модели |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
Линейные параметры рабочего оборудования |
|
|
|
|
|
2 |
Объёмные параметры рабочего оборудования |
|
|
|
|
|
3 |
Масса элементов рабочего оборудования |
|
|
|
|
|
4 |
Жесткость элементов рабочего оборудоваия |
|
|
|
|
|
5 |
Внешние силы (сопротивление копанию) |
|
|
|
|
|
6 |
Плотность |
|
|
|
|
.2 Методика и оборудование эксперимента для исследования динамических нагрузок на рабочее оборудование экскаватора
Рисунок 7 - Схема лабораторной модели со
встроенными тензодатчиками.
В данном эксперименте для измерения динамических
нагрузок на рабочее оборудование механической лопаты используем
тензометрические преобразователи (тензодатчик), непосредственно устанавливаем
на нагруженные элементы. Тензодатчик присоединяем к диодного моста. Так как в
различных механизмах они работают по разному, то составляем две схемы
присоединения (рисунок 7). Действующая модель механической лопаты изображена на
рисунке 2.
Рисунок 8 - Модель карьерного экскаватора ЭКГ-5Н
Для измерения колебаний используем электронную
измерительную информационную систему с помощью которой превращаем электрический
сигнал в графическое изображение (осциллограмму). Схематическое изображение
включения тензодатчиков в измерительно-информационную систему изображенное на
рисунке 8. Изображение измерительно-информационной системы показано на рисунке
9.
Рисунок 9 - Схема присоединения тензоатчиков.
Рисунок 10 - Измерительно-информационная система
Вывод: в ходе работы изучили конструкцию и принцип работы карьерного экскаватора типа прямой механической лопаты; изучили особенности нагрузок рабочего оборудования в процессе работы.
Рассмотрели методику исследования динамических
нагрузок; моделирование рабочего оборудования карьерных экскаваторов.
Список литературы
1. Локомобили, Самоходы, Молотилки, паровые машины, котлы и разные другие машины; London: Marshall - Москва, 1981. - 778 c.
. Специальные, строительные и дорожные машины. Справочник. Том 1. Подъемно-транспортные машины. В 3 частях. Часть 1. Погрузчики общего назначения, строительные и специальные погрузчики, погрузчики-экскаваторы; Компания "Автополис-Плюс" - Москва, 2006. - 464 c.
. Экскаваторы гусеничные ЕТ-16-20, ЕТ-16-30, ЕТ-16-40. Каталог деталей и сборочных единиц; ОАО Тверской экскаватор - Москва, 2011. - 146 c.
. Экскаваторы пневмоколесные гидравлические ЕК-12, ЕК-12-10. Каталог деталей и сборочных единиц; ОАО Тверской экскаватор - Москва, 2006
. Квагинидзе В. С., Козовой Г. И., Чакветадзе Ф. А., Антонов Ю. А., Корецкий В. Б. Экскаваторы на карьерах. Конструкции, эксплуатация, расчет; Горная книга - Москва, 2011. - 416 c