Оксень Євген Іванович. Розвиток фізико-технічних основ створення транспортного устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв

brief description

Оксень Євген Іванович. Розвиток фізико-технічних основ створення транспортного устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв: дис... д-ра техн. наук: 05.05.06 / НАН України; Інститут геотехнічної механіки ім. М.С.Полякова. - Д., 2004. - 32 с.

ОКСЕНЬ Є. І.Розвиток фізико-технічних основ створення транспортного устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.06 «Гірничі машини». Інститут геотехнічної механіки НАН України, Дніпропетровськ, 2004.
Об'єкт досліджень процес взаємодії гірничо-транспортної машини з насипним вантажем при видачі, дозуванні і транспортуванні.
Дисертація присвячена рішенню актуальної науково-прикладної проблеми обліку імовірнісного прояву деформаційних властивостей насипного вантажу при виконанні динамічного аналізу інтегрованої системи «транспортна машина деформуємий насипний вантаж». Розроблено методику, програмне забезпечення і апаратуру цифрового вимірювання та аналізу навантажень гірничо-транспортних машин. Виконано аналіз впливу гранулометричного складу на силове навантаження робочого органу, встановлені закономірності прояву імовірнісних властивостей насипного вантажу. Виконано чисельне моделювання впливу геометричних параметрів взаємного спряження бункера, завантажувальних пристроїв і конвеєра-живильника на характер деформування насипного вантажу. Розроблено методику розрахунку і конструкції стрічкових конвеєрів-живильників.
КОНВЕЄР-ЖИВИЛЬНИК, НАСИПНИЙ ВАНТАЖ, ЦИФРОВЕ ВИМІРЮВАННЯ, ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ.

1. Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій наведене теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної науково-технічної проблеми обліку імовірнісного прояву деформаційних властивостей насипного вантажу, як сукупності окремих часток, при виконанні динамічного аналізу інтегрованої системи «транспортна машина деформуємий насипний вантаж» і урахування його в методиці розрахунку конвеєрів-живильників, як бази, щодо розвитку фізико-технічних основ створення устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв, що має важливе народногосподарське і соціальне значення.
2. Розроблено методологію динамічного моделювання транспортного устаткування вантажно-розвантажувального вузла, що включає дослідження силового впливу на робочі органи машин при деформуванні масиву насипного вантажу на етапі аналізу і визначення динамічних параметрів систем і механізмів в умовах випадкового прояву деформаційних властивостей насипного вантажу на етапі синтезу. Розроблена й експериментально обґрунтована імовірнісно-статистична модель деформування насипного вантажу робочими органами конвеєрів-живильників безперервної дії в умовах видачі і дозуванні з бункерів, що забезпечує оцінку впливу гранулометричного складу насипного вантажу й окремих фракцій підвищеної крупності на характер деформування і силового впливу при русі в прохідних перетинах.
3. Розроблено метод і програмне забезпечення математичного моделювання впливу геометричних параметрів взаємного спряження бункера,
25
завантажувальних пристроїв і конвеєра-живильника на характер деформування насипного вантажу і на величину силового впливу на робочий орган. Заснований на чисельному рішенні задач граничного стану і пластичного деформування при обмеженні зон розвитку пластичних деформацій спеціальним обліком і коректуванням стану границь, метод рекомендується для аналізу руху насипного вантажу в прохідних перетинах гірничо-транспортних машин при заданих значеннях липкості і тертя з матеріалами границь.
4. Розроблено метод визначення імовірнісних параметрів деформування насипного вантажу в трибометрі безперервної дії по величині зусилля деформування і дисперсії зусилля. Створений апаратно-програмний комплекс забезпечує визначення значень параметрів деформування з заданою надійністю безпосередньо в процесі випробувань проб насипного вантажу, а регульований кут нахилу вантажної галузі трибометра дозволяє проводити випробування насипних вантажів, у тому числі і з внутрішнім тертям, що перевищує тертя часток насипних вантажів об конвеєрну стрічку.
5. Розроблено метод силової амплітудно-частотної локації одиничних шматків підвищеної крупності, що рухаються в потоці насипного вантажу, і встановлені закономірності впливу одиничних шматків насипного вантажу на робочі органи і конструктивні елементи гірничо-транспортних машин. Метод силової амплітудно-частотної локації рекомендується для виявлення одиничних шматків підвищеної крупності і негабаритних включень у потоці насипного вантажу.
6. Чисельним моделюванням встановлений вплив геометричних параметрів спряження бункеру з робочим органом конвеєра-живильника на кінематичні, силові й енергетичні параметри процесу деформування насипного вантажу і величину навантажень на робочий орган. Встановлено ефекти зниження навантаження на робочий орган і конструктивні елементи конвеєра-живильника при застосуванні спеціальної геометрії спряження і силових концентраторів. Розроблено рекомендації з керування рухом насипного вантажу підбором геометрії спряження бункерів із завантажувальними пристроями й установкою спеціальних поздовжніх і поперечних концентраторів. Встановлені раціональні співвідношення геометричних параметрів рекомендуються для мінімізації навантажень на робочий орган конвеєрів-живильників.
7. Розроблено методологію, алгоритми і програми динамічного моделювання процесу пуску в системах і механізмах стрічкового конвеєра-живильника при видачі і дозуванні насипного вантажу, а так само динамічних навантажень, що виникають унаслідок зміни погонного навантаження при циклічному надходженні вантажопотоку, у тому числі при його випадковому формуванні. Розроблена методика рекомендується для вибору раціональних параметрів двигунів і механічних параметрів вузлів і устаткування конвеєра-живильника, оцінки їхнього впливу на загальну характеристику машини.
8. Розроблена апаратура цифрових експериментальних досліджень гірничо-транспортних машин, що забезпечує цифрове фіксування кінематичних, силових і енергетичних параметрів зі швидкістю опитування до 45 кс/с при точності
26
виміру до 0,5 %. Розроблена апаратура цифрового експериментального дослідження, а так само конструкції вимірювальних перетворювачів сили зменшеної висоти, рекомендуються для досліджень експлуатаційних режимів гірничо-транспортних машин.
9. Розроблено методику, алгоритми і програмне забезпечення цифрового статистичного, амплітудно-частотного і тимчасового амплітудно-частотного аналізу навантажень на робочі органи і на конструктивні елементи гірничо-транспортних машин, у тому числі й у режимі реального часу. Розроблені методики і програмне забезпечення рекомендуються для діагностування технічного стану систем і механізмів гірничо-транспортних машин.
10. Розроблено методику розрахунку і проектування стрічкових конвеєрів-живильників на основі обліку імовірнісних властивостей деформування насипного вантажу і чисельного моделювання процесу навантаження робочих органів, що забезпечує облік впливу гранулометричного складу й умов видачі насипних вантажів з бункерів на величину навантажень на робочий орган конвеєрів-живильників. Розроблена методика апробована при створенні конструкцій стрічкових конвеєрів-живильників типорозмірного рядуxПЛі рекомендується для проектування гірничо-транспортних машин, принцип дії яких заснований на активному впливі на масив насипного вантажу.
11. Розроблено рекомендації з раціонального вибору типів і внутрітипових розмірів стрічкових конвеєрів-живильників рядуxПЛу залежності від умов експлуатації, у тому числі при застосуванні в тяжких умовах для транспортування липких вантажів, а так само для видачі і дозування недробленої крупношматкової гірничої маси. Обґрунтовано раціональні геометричні параметри спряження стрічкових конвеєрів-живильників з бункерами при керованій і вільній видачі насипних вантажів, що забезпечують мінімізацію навантажень на робочий орган конвеєрів-живильників, зниження енергетичних витрат, а так само рекомендації з застосування стрічкових конвеєрів-живильників поза зоною раціональних параметрів.
12. Виконана промислова апробація зразків конструкцій стрічкових конвеєрів-живильників, у тому числі й у тяжких умовах, підтвердила високу ефективність розробленої методології розрахунку і проектування засобів видачі і дозування насипних вантажів з бункерів. Експериментально в промислових умовах доведені ефекти зниження навантажень на робочі органи стрічкових конвеєрів-живильників застосуванням спеціальної геометрії спряження вузла «бункер завантажувальний пристрій робочий орган». Розроблені і пройшли промислову перевірку зразки конструкцій стрічкових конвеєрів-живильників типорозмірного рядуxПЛ, промислова апробація яких на Старобешівській ТЕС (6 компл.), Вуглегірській ТЕС (1 компл), «Микитівській» ЦЗФ (15 компл.), «Горлівській» ЦЗФ (5 компл.), «Колосниківській» ЦЗФ (6 компл.), «Добропільській» ЦЗФ (4 компл.), «Чумаківській» ЦЗФ (11 компл.), «Пролетарській» ЦЗФ (5 компл.), Череповецькім ВО «Амофос» (1 компл.), а так само стрічкового конвеєра-живильника важкого типу 1ПЛ-20-170 (1 компл.) у ДПП-2 кар'єру «Мурунтау» Навоїйського ГМК підтвердила високу ефективність
27
розробленої методології розрахунку і проектування транспортного устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв. За підсумками промислових випробувань конструкції стрічкових конвеєрів-живильників типорозмірного рядуxПЛрекомендовані для широкого впровадження у вугільній, гірничорудній, енергетичній, будівельній промисловостях