Моделирование рабочих процессов погрузочно-транспортных модулей с учетом случайного характера внешних воздействий

Моделирование процесса показывает, что производительность рассматриваемого ППТМ изменяется в широких пределах и зависит не только от объёма единичного черпания Vкj, чистой продолжительности цикла черпания Тцj, но и в значительной мере от длительности обменных операций.

Таким образом, для построения имитационной модели поциклового формирования производительности ППТМ необходимо рассмотреть п

роцессы: единичные черпания в соответствии с рациональной схемой выгрузки штабеля (объёма Vкj и длины Lшт); загрузку каждой вагонетки случайными объёмами Vкj до выполнения условия , где – допустимое относительное расхождение фактического и нормативного заполнения вагонетки; обмен гружёной вагонетки на порожнюю при изменяющемся расстоянии откатки Lотк по мере выгрузки штабеля, подвигания забоя и переноса разминовки и съезда. Окончание выгрузки штабеля соответствует выполнению условия , где e– допустимая относительная ошибка.

Аналогичным образом могут быть рассмотрены и другие технологические схемы ППТМ. Подробное изложение программы расчёта Тцj с учётом случайного изменения объёма черпания Vкj и профиля штабеля приведена в «Инженерной методике…», п. 5.2.

4.3. Исследование и оценка предельных возможностей проходческого специализированного перегружателя

В связи с разработкой перспективных конструкций специализированных проходческих перегружателей, в частности с клиновым тягово-транспортирующим органом (ТТО), исследуется пропускная способность этих транспортных машин при стохастическом характере формирования входного грузопотока.

Для конвейеров-перегружателей с клиновым ТТО реализуется порционный принцип транспортирования. В результате комплексных исследований конвейеров с клиновыми ТТО [78–82] разработаны детерминированные математические модели, описывающие рабочий процесс. К параметрам конвейера относятся величины, представленные на рисунке 4.3.

Основные закономерности рабочего процесса сводятся к следующему [81]:

– эквивалентная высота клиньев

; (4.1)

– коэффициенты проникающей способности клиньев

К2 = 1 – 0,1(tgbп / tgaм), К4 = 1 – 0,187(tgbн / tgaм), (4.2)

– формирование грузопотока подчиняется рекуррентному соотношению после окончания i-го цикла работы ТТО:

Vi,j = V(i-1),j + Vвых.i, (j-1) + VШПМ.i, j – Vвых.i, j, (4.3)

где dср – средний размер куска материала, находящегося в данной ячейке;

Vi,j – объём материала, сформированный в j-й ячейке после i-го цикла работы подвижного клина;

V(i-1),j– то же, оставшийся в j-й ячейке после окончания (i-1)-го цикла;

Vвых.i, (j-1), Vвых.i, j – объёмы, образующиеся на выходе (j-1)-й и j-й ячейке после i-го цикла работы клинового ТТО; (VШПМ.)i, j – поступление извне в j-ю ячейку в i-м цикле.

Рис. 4.3. Схема конвейера с клиновым ТТО:

hп, hн – высота стенки клиньев; bн, bп – углы заострения клиньев;

aм – угол трения материала о поверхность клиньев; Bкл – ширина желоба (в свету);

D – свободный ход подвижного клина; Dц – диаметр поршня приводных гидроцилиндров; Qнп – расход насоса маслостанции, м3/с.

По этим данным можно определить: длину ячейки lя = D + hп/tgbп + hн/tgbн; продолжительность цикла Tц = p D / 2Qнп

Задача моделирования процесса развития поциклового грузопотока сводится к следующему. К началу процесса моделирования порционного грузопотока известны объёмы V(i-1),j и VШПМ.j. Нужно найти объём в j-й ячейке Vi,j, для чего необходимо определить объёмы на выходе из ячеек j-1 и j в i-м цикле проталкивания. Согласно экспериментальным данным:

, (4.4)

где j = 0, 1, 2, …, JJ, JJ – число ячеек в конвейере; Vэкв.п – эквивалентный объем груза в ячейке. Этот объём не зависит от номера ячейки и определяется как некоторая базовая величина:

. (4.5)

Средний размер куска транспортируемого материала, находящегося в данной j-й ячейке dср,в детерминированном варианте моделирования не зависит от номера ячейки и величины объёма груза в ней, то есть dср = const. Поэтому в формулах для расчёта величине dср индексы не присваиваются.

При формировании dсркак случайной величины этот показатель должен иметь индексы j – номер ячейки, i-1 – номер цикла, после которого сформировался dср.Таким образом, для стохастического процесса приведённые ранее формулы имеют вид:

; (4.6)

; (4.7)

, (4.8)

где dсрi-1,j – средний размер куска, сформировавшийся в j-й ячейке после (i-1)-го цикла;

, (4.9)

где K1,i,j – коэффициент влияния высоты слоя материала на выходе из j-й ячейки в i-м цикле:

, (4.10)

где A1 = 4,3 – коэффициент, характеризующий предельную высоту слоя материала; а1 – параметр экспоненты, а1 = 0,38; Hсл,i–1,j – высота слоя материала, находящегося в j-й ячейке после (i-1)-го цикла;

; (4.11)

, (4.12)

где а3 – параметр экспоненты, характеризующей работу неподвижного клина, а3 = 0,12; Kb – коэффициент влияния угла наклона перегружателя:

, C – параметр, C = 0,7.

Ниже показано более детальное формирование среднего случайного размера куска в каждом из выделенных объёмов Vi,j и Vвых.i, j на основе результатов имитационного моделирования dср в малом объёме (п. 2.4).

Оценка пропускной способности проходческого клинового перегружателя при случайном порционном поступлении груза на вход может быть произведена на основе следующих положений. Пусть в ячейку перегружателя j = 0 поступает случайный порционный грузопоток VШПМ.i, j= 0; i= 0; 1; 2;…; I; VШПМ.0,0; VШПМ.1,0; …; VШПМ.I,0 . Каждая порция VШПМ.i,0имеет случайный размер куска. Из этих поступлений формируется грузопоток клинового перегружателя по известному рекуррентному соотношению (4.3).

В соответствии с этим соотношением происходит при смешивании объёмов образование среднего случайного размера куска dср.i,j с учётом последовательной передачи груза от одной ячейки к другой и пополнения объёма извне от VШПМ.i,j. Если в j-й ячейке остаточный объём груза после (i-1)-го цикла равен ui -1, jто во всём объёме j-й ячейки смешивается груз, средний случайный размер куска в котором равен dср.i -1,j. При этом, когда совершается i-й цикл работы ТТО и из ячейки j формируется выходной объём Vвых.i, j, все параметры процесса должны определяться для dср.i -1, j.

 Скачать реферат