Физическое моделирование погрузчиков с черпающими звездами

Внедрение: 2015 г.

Современные проходческие комбайны оснащены различными погрузочными устройствами непрерывного действия, например, лопатками и звездообразными колесами различной конструкции. Для разработки методики выбора параметров нагружающих звезд в Шахтинском институте, филиале Южно-Российского государственного политехнического университета им. М.И. Платова, спроектирована экспериментальная установка (рисунок 1), изучено формирование потока нагрузки и определена грузоподъемность нагружающего механизма путем последовательного измерения веса груза, рычагов и звездчатого колеса в целом, а также сопротивления черпанию. В статье [1] приводятся результаты испытаний, полученные на модели погрузчика, соответствующие физическим процессам, которые происходят при взаимодействии черпающих рычагов звездчатого колеса с массой материала.

Рисунок 1. Схема модельной экспериментальной установки и измерение профиля сваи при взаимодействии с черпающей звездой.

Производительность погрузчика с ковшовыми колесами определяется массой материала, перемещаемого на конвейер в единицу времени. При моделировании использовались средства измерения массы погруженной породы за одно вычерпывание, фото- и видеосъемка процесса загрузки, включая измерение профиля, угол поворота и силы зачерпывающей звезды.

Для измерения и обработки данных использовалась крейтовая система LTR-EU-8-1. Состав измерительных модулей LTR в статье не указывается, но, судя по предыдущей работе тех же авторов по схожей тематике, использовались модули LTR212, модули LTR27 с субмодулями H-27U-10.

Ниже мы приводим полностью выводы авторов. 

Анализ экспериментальных данных, полученных на исходной модельной установке, подтверждает гипотезу об особенностях физического формирования объема черпания звездой, ее производительности и нагрузках при проникновении рычагов звезды в сваю и захвате порций материала. Экспериментально установлено, что:

• С увеличением количества плеч звезды объем захвата одной руки уменьшается, а объем захвата зачерпывающей звезды стремится к максимальному, средний момент сопротивления зачерпыванию не изменяется или уменьшается.
• При меньшем угле установки рычагов средние нагрузки снижаются незначительно.
• Энергоэффективность черпания снижается при увеличении количества плеч и уменьшении угла их установки с 0 до -90°.
• Найдены регрессионные зависимости для производительности, нагрузок и массы материала на оборот звезды, определяющей производительность погрузчика с учетом частоты вращения и количества звезд. Определена производительность погрузчика со сдвоенными звездами, учитывающая количество и угол установки плеч звезды, а также площадь захвата, высоту захвата, объем материала в рабочей зоне. Определён средний момент сопротивления вращению на полный оборот звезды-черпака в свае и удельная энергоэффективность загрузки в зависимости от тех же влияющих факторов.

Источник:
Otrokov A.V., Khazanovich G.Sh., Afonina N.B. Physical Simulation of Loaders with Scooping Starwheels, Journal of Mining Science, 2015, Vol. 51, No. 2, pp. 292‑297.

Разработчик: Отроков А.В., Хазанович Г.Ш., Афонина Н.Б. (Шахтинский автодорожный институт (филиал) ЮРГПУ им. М.И. Платова. г. Шахты)