Оптимизация параметров и создание гидрообъемного ударного устройства с пневмоупругими связями (применительно к бурильным машинам)

• Автор: Муштаков, Николай Андреевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Караганда
• Количество страниц: 283 c. : ил

В В Е Д Е Н ИЕ
1. ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГИДРООБЪЕМНОГО УДАРНОГО УСТРОЙСТВА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Процессы взаимодействия ударного устройства бурильной машины с забоем и источником питания
1.2. Гидрообъемные ударные устройства бурильных машин
1.3. Анализ исследований по оптимальному синтезу ударных устройств бурильных машин.,
1.4. Цель,задачи и методические особенности иссле -дований
Выводы
2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА С ПНЕВМОУПРУГИМИ СВЯЗЯМИ
2.1. Особенности структуры и динамических процессов ударного устройства. Обобщенная математическая модель
2.2. Исследование структуры фазовых.траекторий ударного исполнительного механизма
2.3. Исследование характеристик пневмоупругих связей
2.4. Анализ обобщенного рабочего цикла ударного исполнительного механизма
Выводы
3. ОПТИМИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УДАРНОГО МЕХАНИЗМА
3.1. Определение оптимальных законов управления и движения ударного механизма
3.2. Оптимизация параметров ударного механизма с пневмоупругими связями и трехпериодным рабочим циклом
3.3. Оптимизация параметров ударного механизма с пневмоупругими связями и четырехпериодным рабочим циклом

3.4. Определение оптимального начального давления воздуха в камере обратного хода
Выводы
4. СИНТЕЗ РЕАЛЬНОГО УДАРНОГО УСТРОЙСТВА С ОПТИМАЛЬНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
4.1. Оптимизация параметров вращающегося цилиндрического золотника
4.2. Определение расхода воздуха на утечки в ка
мере обратного хода
4.3. Экспериментальные исследования динамических и энергетических характеристик ударного устройства
4.4. Методика расчета оптимальных параметров ударного устройства
Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Создание гидрообъемных ударных устройств с пневмоупругими связями для бурильных машин
5.2. Основные результаты промышленных испытаний гидравлических бурильных машин
5.3. Оценка эргономических характеристик гидравлических бурильных головок БМГ-І и БМГ-70
5.4. Оценка надежности бурильной головки БМГ-І.Пути совершенствования бурильных машин
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" $ принятыми на ХХУТ съезде КПСС, предусмотрено опережающее развитие сырьевой базы черной и цветной металлургии и "...более быстрое техническое перевооружение производства, создание и выпуск машин и оборудования, позволяющих улучшать условия труда и повышать его производительность, экономить материальные ресурсы" /I/.
Решение указанных задач в горнодобывающей промышленности в значительной мере определяется совершенствованием техники и технологии буровзрывного способа разрушения полезных ископаемых , являющегося в настоящее время преобладающим.С его применением в СССР ежегодно проводятся свыше 90 % всех горных выработок, а в рудной промышленности и на предприятиях по добыче строительных материалов этот способ используется как единственный и при проведении очистных работ / 2/. В общем цикле буровзрывных работ
бурение шпуров и скважин представляет наиболее длительную и трудоемкую операцию, затраты на которую составляют 30...70% времени всего цикла,возрастая с увеличением крепости буримых пород. При проведении выработок в породах крепостью 14...18 по шкале проф.М.М.Протодьяконова затраты на бурение составляют до 50 % трудоемкости и 60 % стоимости всех проходческих работ / 2 /.
Важнейшим резервом повышения производительности труда путем совершенствования технических средств бурения является их электрификация. Электрификация буровых механизмов на подземных работах позволила бы снизить расход электроэнергии не менее, чем в
4...4,5 раза,а замена пневматического энергосилового хозяйства электрическим - сократить капитальные затраты в целом по СССР в 1 1,5...2,0 раза /3/. Особенно это необходимо для проведения гор-

местные сопротивления и трение, входящими второй и третьей составляющими в (2.4), давления у органа управления,коэффициен -тов расхода и гидравлических сопротивлений и т.д.
Точные интегралы уравнения (2.10) не выражаются в замкну -той форме элементарными функциями, поэтому его решение возможно только либо приближенными (малого параметра,гармонического баланса с разложением функций Jи Р С РС.) в ряд Фурье,последовательного приближения и т.д.), либо численными методами. Ни один из них не дает удовлетворительного результата при динамическом исследовании, так как все параметры системы взаимосвязаны друг с другом. Для оценки качественного влияния каждого из них на ее поведение необходимы значительный объем математиче -ских выкладок при численном анализе и оперирование сложными и громоздкими выражениями при приближенном. Следует учесть и то обстоятельство, что существующие методы приближенного решения сходных по структуре уравнений относятся в основном к системам с гармоническим возбуждением и линейно-упругой восстанавливаю -щей силой /65-69/.
Трудность аналитического исследования уравнения (2.10) усугубляется и тем,что и возбуждающая и восстанавливающая силы выражены кусочно-гладкими функциями,изменяющими свой характер внутри области их определения,причем нелинейность восстанавливающей силы существенно возрастает при больших степенях сжатия Последнее условие исключает возможность упрощения модели прямой линеаризацией функций Р 6^ , так как это приводит к ошибкам в расчете ударной энергии,превышающим погрешности,обусловленные допущением об отсутствии потерь энергии в органе управления и исполнительном механизме (до Ц-0% при 6 = 5) /II/.