ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЛАВНЫХ МЕХАНИЗМОВ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА ПРИ ЭКСКАВАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД

Анатолий Павлович КОМИССАРОВ, Юлия Андреевна ЛАГУНОВА, Никита Сергеевич ПЛОТНИКОВ, Ольга Анатольевна ЛУКАШУК, Виль Ирхужеевич САИТОВ

Комиссаров А. П. и др. Взаимодействие главных механизмов карьерного экскаватора при экскавации горных пород // Известия УГГУ. 2018. Вып. 4(52). С. 93-97. DOI 10.21440/2307-2091-2018-4-93-97

Актуальность работы определяется темой исследования – изучение режимов работы и степени взаимодействия главных механизмов (подъемного и напорного) карьерного экскаватора в процессе экскавации горной массы. Развитие конструкций карьерных экскаваторов (мехлопат), представляющих собой уникальные технические объекты, характеризуется проявлением критического несоответствия между техническим совершенством конструкций и сложностью управления рабочим процессом копания. В технической литературе отсутствуют сведения о режимах совместной работы главных механизмов карьерных экскаваторов в процессе экскавации горной массы, разрабатываемые алгоритмы управления рабочим процессом основываются на абстрактных моделях (методах нечеткой логики, мультиагентного подхода и т. п.). В работе на основе имитационной модели процесса экскавации впервые выполнено алгоритмическое описание процесса и определены режимы работы главных механизмов, обеспечивающие перемещение ковша (вершины режущей кромки) по заданной траектории. Показано, что при совместной работе
главных механизмов преобразование режимных параметров механизмов в энергосиловые параметры, реализуемые на ковше, происходит в зависимости от кинематических свойств двухкривошипно-рычажного механизма рабочего оборудования, соединяющего главные механизмы с
ковшом. В результате вычислительного эксперимента определены диапазоны изменения скоростей и усилий подъема и напора при перемещении ковша в пределах рабочей зоны экскаватора.
Результаты и их применение. Разработанный метод определения режимных параметров главных механизмов позволит создать автоматизированную систему цифрового управления процессом экскавации, адаптированную к конкретным горнотехническим условиям эксплуатации и параметрам рабочего забоя, что в конечном счете обеспечит повышение эффективности функционирования карьерного экскаватора.

Ключевые слова: карьерный экскаватор, режимные параметры главных механизмов, двухкривошипно-рычажный механизм рабочего оборудования, энергосиловые параметры.

ЛИТЕРАТУРА

 1. Bender F. A., Sawodny O. A Predictive driver model for the virtual excavator // The 13th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision (ICARCV), Singapore, IEEE, Dec. 10–12, 2014. P. 187–192. https://doi.org/10.1109/ICARCV.2014.7064302
2. Schmidt D., Proetzsch M., Berns K. Simulation and control of an autonomous bucket excavator for landscaping tasks // Proceedings of the IEEE ICRA, Anchorage, Alaska, USA, May 3–8, 2010. P. 5108–5113. https://doi.org/10.1109/ROBOT.2010.5509546
3. Frimpong S., Нu Y., Chang Z. Performance simulation of shovel excavators for earthmoving operations // Proceedings Summer Computer Simulation Conference (SCSC/03). Cherry Hill, New Jersey, USA, 2003. P. 133–138.
4. Le Q. H., Jeong Y. M., Nguyen C. T., Yang S. Y. Development of a Virtual Excavator using SimMechanics and SimHydraulic // Journal of Drive and Control. 2013. Vol. 10, issue 1. P. 29–36. https://dx.doi.org/10.7839/ksfc.2013.10.1.029
5. Liu J. Integrated mechanical and electrohydraulic system modeling and virtual reality simulation technology of a virtual robotic excavator // Computer-Aided Industrial Design & Conceptual Design // IEEE 10th International Conference on Computer-Aided Industrial Design & Conceptual Design. Wenzhou, China, 2009. Р. 797–802. http://dx.doi.org/10.1109/CAIDCD.2009.5375156
6. Перепелкин М. А. Применение математических моделей при разработке строительно-дорожных, горных машин и оборудования // Горная промышленность. 2017. № 4 (134). С. 82–85.
7. Савченко А. Я. Совершенствование методологии оценки качества высокопроизводительного экскавационного оборудования большой единичной мощности на этапе эксплуатации // Горные машины и автоматика. 2001. № 1. С. 4–6.
8. Воронов Ю. Е., Зыков П. А. Решение задачи оптимизации параметров карьерных одноковшовых экскаваторов // Изв. вузов. Горный журнал. 2012. № 8. С. 12–15.
9. Ганин А. Р., Самолазов А. В., Донченко Т. В. Внедрение экскаваторов нового модельного ряда производства ООО «ИЗ-КАРТЭКС им. П. Г. Коробкова» на горных предприятиях России // Уголь. 2012. № 8. С. 60–62.
10. Интенсификация процессов экскавации горных пород / И. Ю. Иванов [и др.] // Изв. вузов. Горный журнал. 2015. № 3. С. 94–99.
11. Кузнецов А. Л., Анистратов К. Ю. Карьерные экскаваторы ПАО «Уралмашзавод» – настоящее и будущее российской горнодобывающей промышленности // Уголь. 2016. № 8. С. 77–81.
12. Певзнер Л. Д., Бабаков С. Е. Управление операцией черпания карьерного экскаватора-мехлопаты с применением нечеткой логики // Уголь. 2012. № 8. С. 64–65.
13. Певзнер Л. Д. Автоматизированное управление мощными одноковшовыми экскаваторами. М.: Горное дело, 2014. 396 с.
14. Повышение качества управления одноковшовыми экскаваторами на основе мультиагентного подхода / А. В. Дружинин [и др.] // Новые огнеупоры. 2016. № 3. С. 11–12.
15. Рехтман А. П., Крагель А. А. Комплексные испытания экскаватора ЭКГ-12 // Механизация строительства. 2001. № 1. С. 24–26.
16. Самолазов А. В., Донченко Т. В., Шибанов Д. А. Практические результаты внедрения экскаваторов ЭКГ-18Р и ЭКГ-32Р производства
ООО «ИЗ-КАРТЭКС им. П. Г. Коробкова» на угледобывающих предприятиях России // Уголь. 2013. № 4. С. 36–38.