Введение к работе
Актуальность темы. Современный шахтный подъем характеризуется расширяющимся применением в конструкциях шахтных подъемных машин (ШПМ) дисковых тормозов с многоэлементным приводом. Это обусловлено тем, что дальнейшее развитие шахтного подъема находится под влиянием следущих факторов:
-возрастания глубины разработки месторождений полезных ископаемых;
-увеличения грузоподъемности и скорости движения подъемных сосудов;
-уменьшения веса основных частей и узлов подъемных установок за счет совершенствования технологии изготовления и применения более прогрессивных конструкционных решений и схем.
В настоящее время ведутся научные работы по созданию дисковых тормозов ШПМ, содержащих системы регулируемого предохранительного торможения (СРПТ), которые позволят получить широкий диапазон регулирования величины тормозного момента для выполнения требований Правил безопасности к шахтным подъемным установкам (ШПУ) при предохранительном торможении.
Вместе с тем, в отечественной практике шахтного подъема, применение дисковых тормозов ШПМ с многоэлементным приводом сдерживается из-за конструкционной сложности тормозных элементов и более высокой их стоимости по сравнению с радиально-колодочными тормозами. Известные опытные образцы тормозных элементов имеют большой гистерезис, габариты и вес.
Кроме того, недооценка тепловых явлений в дисковых тормозах при существующих фрикционных материалах для условий дальнейшей интенсификации шахтного подъема может привести к нарушению режимов предохранительного торможения. Поэтому теоретическое исследование перечисленных выше вопросов с целью дальнейшего совершенствования дисковых тормозов ШПМ является актуальным.
Целью работы является повышение безопасности и эксплуатаци-онной надежности ішіУ при минимальных затратах на изготовление и обслуживание дисковых тормозов ШПМ с многоэлементным приводом.
Идея работы заключается в комплексном учете при математическом моделировании некоторых из наиболее значимых факторов и параметров дискового тормоза ШПМ при переходных процессах для последующей программной реализации на ЭВМ.
Метода исследования. Исследование режимов предохранительного торможения ШПУ проводилось с использованием основных положе-
ний теории рудничного подъема.
Теоретические исследования ШПУ проводились на основе мати -матических моделей, представляющих собой системы дифференциальных и алгебраических уравнений, решение которых осуществлялось -; использованием численных методов.
Экспериментальные исследования проводились на стендовой установке методом осциллографирования статических и переходных процессов при затормаживании и растормаживании подъемной машины.
достоверность научных результатов, выводов и рекомендаций
обоснована использованием общепринятых методов исследования ШУ на основе положений теоретической механики, динамики машин, теории теплопроводности, корректной математической постановкой соответствующих краевых задач, а также апробированных и стандартных программ при решении на ЭВМ систем дифференциальных уравнений. Достоверность результатов в некоторых случаях подтверждается сопоставлением результатов расчетов с экспериментом и данными других авторов.
При экспериментальных исследованиях применялись известные способы получения изучаемых параметров с использованием современной измерительной аппаратуры.
Научные положения, выносимые на защиту:
-методика, результаты численного моделирования и анализ температурных полей пары трения дискового тормоза ШПМ на основе метода конечных элементов (МКЭ);
-результаты численного моделирования переходных процессов в дисковом тормозе ШПМ;
-результаты экспериментальных исследований дискового тормоза ШПМ с гидроприводом, содержащим силовой квазисильфон.
Реализация выводов н рекомендаций работы. Выводы и рекомен-дации работы могут быть использованы при разработке дисковых тормозов ШПМ. Полученные математические модели, результаты численного моделирования вошли в отчет о научно-исследовательской работе "Разработка теоретических основ создания принципиально новых схем рудничных подъемных установок и систем управления ими с использованием микропроцессорной техники и ЭВМ".
Создан и испытан в лабораторных условиях на подъемной машине типа 2Щ,6«0,8 экспериментальный образец дискового тормоза с гидроприводом, содержащим силовой квазисильфон.
При помощи прикладной программы для ПЭВМ для исследования переходных процессов в тормозе ШПМ по предварительным испытаниям осуществлен синтез оптимальных параметров для реального тормоза
подъемных машин НПО "ДОНЕЦКГОРМАШ", системы управления которых содержат регуляторы давления типа РДУ и РДИ.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на следующих научно-технических конференциях: "Динамические процессы в горных машинах и стационарных установках" (г.Тбилиси, 1989 г.), "Техника и технология горного производства" (".Днепропетровск, 1990 г.): семинарах ву?овско-академігкс:-;ой .".5:р5ітории і.роолем горной электромеханики горного института Ур^д^^то отделения Академии наук России.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ, в том числе получено 2 авторских свидетельства.
Объем работы, диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 145 страниц машинописного текста, 34 рисунка, список использованной литературы из 146 наименований и 3 приложений.