Усовершенствование  технической модификации шахтных погрузочных машин

В конце 2006 года была разработана и  запатентована «Программа имитационного моделирования производительности нагрузок и мощности привода рабочего органа погрузочных машин с парными нагребающими лапами (с учетом масштабного фактора и формы кусков погружаемого материала)». В период жизненного цикла погрузочных машин с парными нагребающими лапами типа ПНБ возникают две основные задачи:

1) оценка реальных технологических качеств машины, прежде всего производительности, за чистое время погрузки – назовем эту задачу эксплуатационной;

2) выбор параметров при проектировании машины или улучшение параметров машины при ее модернизации – назовем эту задачу конструкционной.

Первая задача – это анализ показателей машины в различных условиях эксплуатации, установление критических показателей и предельных возможностей. Такая задача решается при выборе машины для конкретных условий или диапазона условий. К числу основных эксплуатационных факторов относятся свойства штабеля: размеры и форма штабеля; состав штабеля по крупности и форме кусков.

Вторая задача – это выбор рациональных значений параметров машины, от которых зависит эффективность ее использования. К числу таких параметров, которые определяют производительность, относятся: по нагребающей части: диаметр ведущего диска dд, который прямо связан с максимальной глубиной внедрения лапы Sл; ширина питателя, B; частота вращения ведущего диска nд; энерговооруженность привода, Nдв.н.ч; средняя высота лапы, hл.ср.

По ходовой части: рабочая скорость подачи машины на питатель, х.ч; энерговооруженность привода, Nдв.х.ч. По системе взаимосвязанного управления подачей машины в функции состояния нагребающей части: периодичность подачи; совокупность ограничений, определяющих возможность очередной подачи.

Общность эксплуатационной и конструкционной задач определяется тем, что ни одну, ни другую нельзя решить в виде конечных соотношений. Это связано со сложным взаимным влиянием факторов, случайным характером формирования процессов во времени и по положению машины относительно штабеля. Поэтому остается путь моделирования рабочего процесса для различных сочетаний параметров, которые предварительно должны быть известны. Сопоставляя результаты моделирования, можно получить влияние различных факторов и затем принимать обоснованные решения о целесообразности использования машины или проектирования ее с некоторым сочетанием параметров.

Для реализации процесса имитационного моделирования рабочего процесса машины разработана компьютерная программа, защищенная свидетельством Роспатента позволяющая принципиально изменять любые из приведенных выше эксплуатационных условий и конструктивных факторов.

Разработка компьютерной модели динамического процесса рабочего органа погрузочной машины осуществлена с использованием среды программирования Visual Basic для приложения Microsoft Excel. Программа содержит две экранные формы: для ввода информации об исходных данных (рисунок 1) и вывода полученных в результате расчета средних значений показателей (рисунок 2). На рабочем листе Microsoft Excel (рисунок 3) выводятся значения всех показателей в каждом реализуемом цикле расчета и графики их изменения от номеров черпания.

Рис. 3 – Форма для ввода исходных данных

Программой предусматривается возможность определения технических параметров машины с учетом случайной составляющей среднего размера куска [2] и без ее учета с помощью переключения режимов расчета. Количество необходимых реализаций также может задаваться пользователем.