Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Кафедра_:ТОМиС

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проектирование и конструирование технологических машин

Тема: Восстановление казахстанского содержания в разработке горных машин: кинематическая схема универсальной механизированной крепи с поступательно поворотным механизмом смещения перекрытия

Стеблянко В.С.

Караганда 2015



Cодержание

• Введение
• 1. Макро- и микромоделирование и его методы
• 2. Построение сложных расчетных схем на примере механизированной крепи в Adams
• 2.1 Общие сведения о крепях
• 2.2 Проектирование механизированной крепи
• 2.3 Анализ конструктивной схемы
• Заключение
• Список использованной литературы


Введение

Изготовление продукции горного машиностроения на казахстанских предприятиях для Карагандинского региона - актуальная задача. Здесь еще со времен существования мощного машиностроительного объединения КАРГОРМАШ сохранился людской и интеллектуальный потенциал разработок. И особенно во времена экономических трудностей встает вопрос бережливого использования имеющейся дорогостоящей техники на шахтах. Улучшения обслуживания оборудования и создания для региона и корпорации, добывающей здесь уголь, экономии за счет вторичного использования технических систем и оборудования. Первые примеры использования гидрооборудования на предприятиях показывают, что местные разработки могут быть эффективными не уступать по показателям ранее использующимся, но иметь в 2- 3 раза меньшую себестоимость.

Современные системы автоматизированного проектирования, обеспечивающие сквозное проектирование сложных изделий и выполняющие большинство проектных процедур, имеют многомодульную, многомерную структуру. Но первичной задачей для таких систем является построение основного объекта, например механизированной крепи для крепления и управления в лавах по добыче угля[1 - 4].

Ниже будут описаны элементы проектирования кинематической схемы механизированной крепи, которая, наоборот, используя элементы автоматизации и гидравлические системы имеющегося оборудования станет универсальной по функциональным признакам и сможет быть применена для разработки пластов средней мощности, а затем и мощных за счет базовой конструкции четырех стоечной секций с ползунно-поворотным механизмом смещения перекрытия, который создается как альтернатива лемнискатным механизмам связывающим перекрытие и основание

В этой связи на этапе внедрения САПР-технологий в Республике Казахстан считаем актуальным разработку 3D проектов и их внедрение в горной промышленности. Это отвечает основным требованиям и целям расширения и создания не сырьевых инновационных производств. Эта технология найдет применение на всех стадиях жизненного цикла изделий - в проектировании, в производстве и эксплуатации, для изучения предельных возможностей машин, обеспечения ресурса и безопасности конструкции и обеспечит экономическую эффективность, без которой невозможен успех в новых условиях рыночной экономике. Применение методов автопроектирования на пакетах САПР опирается и на коллективную работу программистов и специалистов по направлению, в данном случае, горного производства.

1. 

1. Макро- и микромоделирование и его методы

Для одного и того же объекта (детали) на микро- и макроуровнях используют разные математические модели. На микроуровне ММ должна отражать внутренние по отношению к объекту процессы, протекающие в сплошных средах. На макроуровне ММ того же объекта служит для отражения только тех его свойств, которые характеризуют взаимодействие этого объекта с другими элементами в составе исследуемой системы.

Математические модели элементов на макроуровне получают одним из способов, рассмотренных ранее.

Математические модели систем (ММС) формируют из математических моделей элементов (ММЭ), излагаемых ниже.

Уравнения, входящие в ММЭ, называют компонентными. Наряду с компонентными уравнениями в ММС входят уравнения, отражающие способ связи элементов между собой в составе системы и называемые топологическими. Топологические уравнения могут выражать законы сохранения, условия неразрывности, равновесия и т. д.

В используемых в САПР методах формирования ММС принято моделируемую систему представлять в виде совокупности физически однородных подсистем. Каждая подсистема описывает процессы определенной физической природы, например механические, электрические, тепловые, гидравлические. Как правило, для описания состояния одной подсистемы достаточно применять фазовые переменные двух типов -- потенциала и потока.

Макромодели рассматривают взаимодействия деталей и узлов. В основном рассматриваются динамические задачи. Для этого используются обыкновенные дифференциальные уравнения, например: F(dU/dt, U,W,t) = 0,

где U,W - фазовые переменные, зависящие от времени

Или микромоделирование механизированная крепь

F(dU/dt, Fa(t),M) = 0,

где Fa(t) -опорные реакции, м - масса

Математические модели деталей и процессов на микроуровне отражают физические процессы, протекающие в сплошных средах и непрерывном времени. Независимыми переменными в этих моделях являются пространственные координаты и время. В качестве зависимых переменных выступают фазовые переменные, такие как потенциалы, напряженности полей, концентрации частиц, деформации и т. п. Взаимосвязи переменных выражаются с помощью уравнений математической физики -- интегральных, интегро-дифференциальных или дифференциальных уравнений в частных производных. Эти уравнения составляют основу ММ на микроуровне.

Для получения законченной математической модели, используемой в задачах проектирования, необходимо дополнительно выполнить ряд процедур:

• выбрать краевые условия. Краевые условия представляют собой сведения о значениях фазовых переменных и (или) их производных на границах рассматриваемых пространственных и временных областей;

• дискретизировать задачу. Дискретизация подразумевает разделение рассматриваемых пространственных и временных областей на конечное число элементарных участков с представлением фазовых переменных конечным числом значений в избранных узловых точках, принадлежащих элементарным участкам;

• алгебраизировать задачу -- аппроксимировать дифференциальные и интегральные уравнения алгебраическими.

Используют два основных подхода к дискретизации и алгебраизации краевых задач, составляющие сущность методов конечных разностей (МКР) и конечных элементов (МКЭ). С помощью любого из этих методов формируется окончательная модель, исследуемая при выполнении различных процедур анализа проектируемого объекта.

Пользователь САПР средствами входного языка задает исходную информацию о конфигурации проектируемого объекта, о способе дискретизации -- разделения среды на элементы, -- о физических свойствах участков среды. Формирование модели объекта, т. е. разделение среды на элементы, выбор математических моделей элементов из заранее составленных библиотек, объединение моделей элементов в общую систему уравнений, так же как и решение получающихся уравнений, осуществляется автоматически на ЭВМ.

1 

2. Построение сложных расчетных схем на примере механизированной крепи в Adams

2.1 Общие сведения о крепях

Крепь, предназначенная для поддержания боковых пород над при забойным пространством очистной выработки, сохраняющая его в рабочем и безопасном состоянии и обеспечивающая механизацию процессов крепления и управления кровлей и передвижение забойного оборудования, называется механизированной.

Механизированные крепи по характеру взаимодействия с боковыми породами подразделяются на: поддерживающие, оградительные, поддерживающе-оградительные и оградительно-поддерживающие.

К первому типу относятся крепи, поддерживающие породы в пределах всего рабочего пространства очистного забоя.

Оградительные крепи защищают рабочее пространство от проникновения в него обрушенных пород.

Поддерживающе-оградительные крепи в основном поддерживают породы кровли в очистном пространстве, а оградительная часть препятствует проникновению обрушенных пород кровли со стороны выработанного пространства.

Передвижка механизированных крепей может осуществляться по следующим схемам:

- фланговая схема, когда передвижка осуществляется поочередно вслед за подвиганием комбайна;

- фронтальная схема - передвижка осуществляется одновременно по всей длине забоя;

- групповая схема - передвижка секций в “шахматном” порядке, через одну.

Схема передвижки секций зависит как от их конструктивных особенностей, так и от конкретных горно-геологических условий.

По кинематическим связям механизированные крепи разделяются на комплектные и агрегатные. Комплектные крепи не имеют связей между комплектами и забойным конвейером.

Агрегатные крепи имеют силовые связи между собой и с забойным конвейером.

Более маневренными, мобильными, легко заменяемыми, независимыми являются комплектные крепи. Но они менее устойчивы и требуют дополнительных операций по передвижке конвейера.

Механизированные крепи поддерживающего типа являются агрегатными или комплектными. Оградительные, оградительноподдерживающие и поддерживающе-оградительные крепи являются в основном агрегатными.

Кроме того, механизированные крепи подразделяются на крепи с “резервированием хода” на шаг передвижки (готовые передвинуться к конвейеру и затем передвинуть его) и “без резервирования хода” (готовые передвинуть конвейер, а затем передвинуться к забою). У последних, как правило, имеются выдвижные верхняки, осуществляющие временное крепление свежих обнажений.

Применение тех или иных типов механизированных крепей зависит, прежде всего, от категории пород кровли и почвы по устойчивости и обрушаемости, а также от угла падения угольного пласта.

К механизированным крепям предъявляются следующие требования:

- надежное обеспечение поддержания кровли в призабойном

пространстве;

- управление кровлей со стороны выработанного пространства очистного забоя;

- защита призабойного пространства от проникновения обрушенных пород;

- механизированная передвижка конвейера как вслед за подвиганием комбайна, так и одновременно по всей длине лавы;

- скорость передвижки крепи должна быть не менее скорости движения комбайна;

- обеспечение свободного прохода для людей шириной не менее 0,7 м и высотой 0,4 м.

Механизированная крепь состоит из следующих основных элементов:

- поддерживающие - перекрытие кровли пласта, поддерживающее ее и предотвращающее высыпание пород в призабойном пространстве;

- несущие - гидравлические стойки одинарной или двойной раздвижности;

- опорные - цельное основание секций или опоры несущих

гидравлических стоек;

- защитные или оградительные, предотвращающие попадание со стороны выработанного пространства обрушенной породы;

- гидродомкраты передвижки и управления перекрытиями.

Поддерживающие элементы крепи выполнены в виде цельнометаллического перекрытия с рессорными консолями, с выдвижными верхняками и опорами, поддерживающими верхнюю пачку угольного пласта от обрушения.

Несущие элементы - гидравлические стойки. Механизированные крепи могут быть одностоечными, рамными и кустовыми. В зависимости от числа рядов стоек они бывают однорядными, двухрядными и трехрядными.

На тонких и средней мощности пологих и крутых пластах рекомендуется применять крепи двойной гидравлической раздвижности и постоянного сопротивления. При распоре такой стойки вначале выдвигается первая ступень, затем вторая. В момент распора реакция стоек составляет 100...400 кН. По мере роста внешней нагрузки реакция возрастает до рабочего сопротивления.

Давление, при котором срабатывает предохранительный клапан и происходит эффект податливости, составляет около 50 МПа.

Предохранительный клапан служит для обеспечения заданного сопротивления стоек сближающимся боковым породам, а также для предохранения основных элементов крепи от перегрузки.

Гидродомкраты механизированных крепей выполняют функции по передвижению секций, базовых элементов, конвейера, выдвижных или подвижных элементов перекрытия и др.

По характеру работы гидродомкраты бывают односторон-

него и двустороннего гидравлического действия. По характеру конструкции - одинарной и двойной раздвижности. Наибольшее применение нашли гидродомкраты одинарной раздвижности. Раздвижность гидродомкрата равна ширине захвата выемочной машины или кратна ей.

2.2 Проектирование механизированной крепи

Проектирование механизированной крепи выполняем на основе программного пакета типа Adams. Это связанно с тем, что последние используются для решения задач динамического нагружения конструкций и используют методы линеаризации уравнений динамики. При этом, как следует из описания пакета на его основе, решаются объёмные задачи и точность полученных данных вполне приемлема .

Adams - программный комплекс для виртуального моделирования сложных машин и механизмов и используется для разработки и совершенствования движущихся конструкций. С помощью Adams можно быстро создать в препроцессоре или импортировать из CAD-систем модель изделия, строя ее непосредственно. Выбрав связи узлов и нагрузки модели, определив кинематические параметры, запустив расчёт можно получить данные, близкие к результатам натурных испытаний системы (если связи и примитивы Adams выбраны корректно). Тогда, представление о работе машины будем иметь до изготовления опытного образца. Пользователю обеспечены:

• определение параметров машины, в области её работоспособности;

• необходимые габаритные размеры пространства, для её движущихся частей и объёмы модели с учётом работы в среде;

• определение нагрузок и характеристик приводов машины по скорости, мощности и т.п.;

• оптимизация параметров изделия. Adams имеет:

• интуитивно понятный интерфейс - общий для многих САПР;

• достаточная параметризация моделей - любые параметры прототипа могут быть связаны функциональной зависимостью, модификация какого-либо размера модели автоматически приводит к изменению её конфигурации и т.п.;

• эффективные средства визуализации результатов моделирования, включая анимацию и построение графиков.

Проблемно-ориентированные модули включают параметризованные виртуальные модели узлов и изделий соответствующих видов машин и механизмов и инструменты их создания. Adams имеет проблемноориентированные модули (модели автомобилей и гусеничной техники) и многое другое, однако нами не найдены модули для механизированных крепей в горной промышленности, что затрудняет задачу. Они либо не разработаны, либо не вышли из стадии опытно или опытно-промышленного проектирования. Поэтому в данной работе будет осуществлена попытка создания основных моментов методики используя примитивы Adams, и в тоже время с учетом полученных результатов далее будет выполнено показательное проектирование реального узла крепи - заднего ограждения на основе пакета Ansys обладающего мощными возможностями конечноэлементного моделирования.

Проанализируем конструктивные особенности крепи. Исследование нагруженности крепи для очистных выработок - важная задача для оптимизации её параметров и безопасности работ. Вначале проведём анализ плоской схемы крепи (рисунок 2) поддерживающе-оградительного типа, состоящей из: переднего 5 и заднего гидроузлов 6 для обеспечения регулируемой податливости крепи при опускании поддерживающего перекрытия 2 и ограждения 3 с параллельным перемещением козырька 4 вдоль забоя; гидропатрона 7.

Рисунок 1 - Плоская схема крепи

Adams - позволяет проектировать механизмы во взаимодействии их узлов и деталей и если рассмотреть одну деталь, то можно исследовать её влияние на соседние. Т. е. этот пакет можно отнести к средствам макромоделирования. Крепь УКП-5 отличается тем, что у нее вместо траверс, которые с возможность смещения перпендикулярно опорам шарнирно скрепляют основание с перекрытием, стоит пенал, состоящий из двух блоков - внутреннего (подвижного) и внешнего (неподвижного).

Создание модели крепи. Открыв Adams (меню Adams View ) и выбрав нужную систему единиц расчёта, нажмём ОК и из появившегося меню (рисунок 3) выберем элемент Link - соединительное звено. Для создания элементов крепи используем элементы Link, масса которых зависит от установленных размеров и дается в режиме "по умолчанию".

Конструктивно этот элемент предельно простой и представляет собой призму, поэтому для уточнённого моделирования силового взаимодействия узлов необходимо изменить их массу, а также моменты инерции по основным осям в соответствии с реальной конструкцией крепи. При создании звена достаточно отметить на экране его длину. По умолчанию ширина звена устанавливается в 10% от Рисунок 2 - Модель крепи в 3d: а) вид с меню длины_, а толщина в _5% от

Adams; б) общий вид длины. Созданное звено имеет две красные точки.

этот элемент предельно простой и представляет собой призму, поэтому для уточнённого моделирования силового взаимодействия узлов необходимо изменить их массу, а также моменты инерции по основным осям в соответствии с реальной конструкцией крепи. При создании звена достаточно отметить на экране его длину. По умолчанию ширина звена устанавливается в 10% от длины, а толщина в 5% от длины. Созданное звено имеет две красные точки. Одна из них позволяет изменять длину и ширину, а другая - длину и ориентацию в собственной плоскости. Для создания соединительного звена: на палитре инструментов выбрать его значок; на панели установок определить статус (например ground или new part);указать, если необходимо значения длины ширины и толщины, отметив

соответствующие флажки и задав значения; указать курсором место,

Рисунок 3, где должно находиться звено, нажать левую кнопку и, не отпуская кнопки, двигать мышь в направлении длины до тех пор, пока звено не достигнет нужных размеров. Построение механизированной крепи в 3d начинаем с ее основания. Для этого щелкаем левой кнопкой мыши (далее ЛКМ) по кнопке Link во вкладке Bodies. На панели установок (рис.3а) определяем статус on ground, то есть устанавливаем как неподвижное основание - почву, и задаем значения длины, ширины и высоты. Чтобы активизировать поля ввода этих значений, с помощью ЛКМ ставим галочки возле полей. Нижнюю часть ограждения крепи сделаем с помощью примитива Plate. Во вкладке Bodies выбираем левой клавишей мыши тело Plate, определяем статус New part и задаем его ширину и радиус закругления углов на панели установок (рис.3б). С помощью ЛКМ отмечаем четыре точки, по которым строится тело. Заканчиваем построение нужной фигуры правой клавишей мыши (ПКМ).

а)

Рисунок 3



Рисунок 4 - Вид сбоку

Рисунок 5 - Вид сверху

Следующим действием будет крепление частей крепи друг к другу различными типами связей. Для этого используем вкладку Connectors. Эта вкладка обеспечивает связи между элементами: шарнирные, включая шаровые, поступательные связи и т.п. Щелкает по пиктограмме шарнира (он напоминает дверную петлю), наводим курсор на рычаг, который связываем, после появления в окне имени этого узла щелкнем левой клавишей мыши ЛКМ, затем переводим курсор на основание и когда появится слово grоund другого соединяемого элемента делаем очередной щелчок ЛКМ. Теперь остаётся перевести курсор в точку куда собирались вставить шарнир там появляется кружок и после щелчка ЛКМ он превращается в изображение шарнира. Понятно что можно соединять и два элемента типа Part.

Во вкладке Connectors щелкаем ЛКМ по значку Create a Fixed Joint

(фиксатор) (рис.6а). Наводим курсор на основание крепи. С появлением

а)Create a Fixed Joint б)Part_11 в)Fixed Joint

Рисунок 6

надписи «ground» щелкаем ЛКМ. Далее выбираем неподвижную часть ограждения (Рис.6б- Part_11) и выбираем точку соединения двух элементов ground.MARKER_24. Появляется замок (Рис.6в). Это означает, что нижняя часть ограждения и основание зафиксированы между собой неподвижно. Далее выбираем из той же вкладки Create a Translational joint (ползун).

Соединяем им две части ограждения по такому же принципу как фиксатором. Теперь Part_4(верхнее ограждение) будет двигаться поступательно относительно Part_11(Рис.7)



Рисунок 7

Верхнее ограждение соединяется с перекрытием шарниром Revolute

joint. (Рис.8)

Рисунок 8

Точно так же связываем перекрытие с козырьком. Шарнир позволяет вращаться двум деталям вокруг общей оси.

Между перекрытием и основанием устанавливается гидроузел (гидростойки в середине и ближе к задней части крепи) с помощью примитива Cylinder(один в другой) на одной оси. К перекрытию задняя гидростойка крепится через проушину Plate.

Установки остальных элементов и рычагов производим по аналогии.

На рисунке 2 мы повернули конструкцию так, что бы она была в пространстве 3d.

Поскольку дальнейшее построение связано с необходимостью проверять возможности движения элементов крепи, а затем всей крепи под действием нагрузки то заметим, что наши первичные движения будут происходить от действия веса рассматриваемого звена (пока мы силы не прилагаем). Это вполне достаточно для проверки первичной кинематики движения. Также отметим что для данной крепи движение козырька при опускании или при подъеме в рабочем диапазоне этих величин должно происходить параллельно забою (в данном случае вертикально). В построении приведенном ниже мы использовали уже оптимизированные размеры. В Adams это сделать сложнее так как надо иметь более высокий уровень программирования и использовать отдельно написанный модуль. Кроме того следует иметь и другое решение на основе которого можно провести проверочные расчеты.

Вкладку Simulation Control используем для уже подготовленного движения деталей, узлов и целой машины и это лучше делать в рабочем диапазоне выделеного для нашей машины, например наша секция крепи при вынимаемой мощности пласта 3-4 м. смещается на 1 - 1, 5 м.

Окно имея интуитивно понятный интерфейс позволяет управлять временем просмотра всех этапов движения. На рисунке 9 мы использовали наложенное окно Simulation Control, поскольку создавая шарнирное соединение мы проверяем его работу в движении.

Рисунок 9 - Симуляция движения крепи

При создании козырька, заменяем силу, создаваемую гидроцилиндром, пружиной, так как она более всего соответствует предъявляемым требованиям: обеспечивает постоянную величину подпора и заданное изменение сопротивление при просадке крепи.

Пружина относится к силовым элементам и находится во вкладке Forces. Когда жесткости пружины будет не хватать для удержания конструкции начнётся просадка пружины. Пружина устанавливается по начальной и конечной точке. В отличии от реального случая сопротивление пружины будет возрастать тогда как в гидростойке оно должно быть постоянным [12].



Рисунок 10 - Замена сил пружинами

Моделирование действия гидростоек можно провести исходя из максимальной нагрузки срабатывания предохранительного клапана. В этом случае с учетом изменения направления силы от гидростойки на перекрытие и основание попытаемся использовать меню пакета для установки силы на две точки принадлежащие конструкции. Меню Twobodies (два тела) позволяет установить направление силы по двум точкам тел, между которыми действует сила. Таким образом мы сможем вычислять нагрузки крепи при её просадке под действием горного давления. Для использования меню следует войти во вкладку Forces.



Рисунок 11- Симуляция просадки крепи под действием горного давления без использования пружин

Далее устанавливаем силу для гидростойки между основанием и ограждением крепи. Также выполним перегрузку одной из гидростоек, что бы имитировать неравномерное нагружения секции.

Увеличиваем коэффициент жесткости пружины между основанием и ограждением крепи. Также выполним перегрузку одной из гидростоек, что бы имитировать неравномерное нагружения секции. Это делается также с помощью вкладки Forces, сила, приложенная к точке. Нагружаем элементы крепи силой, приложенной к центру левой гидростойки на перекрытии.

При симуляции движения крепи красные линии указывают направления действия сил. Величины сил нарушающих симметрию выбирались из условия близости величин действия и противодействия (рис.12).



Рисунок 12 - Направления действия сил и подвижные соединения, нагрузки в которых показаны ниже.

Рисунок 13 - Диаграмма нагрузок в ползуне 15 под действием симметричной нагрузки на перекрытие (фото с экрана ПК).



Рисунок 14 - Диаграмма нагрузок в ползуне 25 под действием симметричной нагрузки на перекрытие (фото с экрана ПК).

Рисунок 15 - Диаграмма нагрузок в ползуне 26 под действием симметричной нагрузки на перекрытие (фото с экрана ПК).



Рисунок 16 - Диаграмма нагрузок в ползуне 3 под действием симметричной нагрузки на перекрытие (фото с экрана ПК).

По диаграмме видно, что нагрузка на подвижные соединения в некоторых случаях испытывает колебания. Из этого следует необходимость точного моделирования многих факторов, а в реальности и точного изготовления деталей. Кроме того колебания уменьшаются при использовании обычных нагрузок в ползунах моделирующих гидростойки вместо пружин. Также необходимо изучать диаграммы нагрузок в соединениях, чтобы не допускать наиболее опасные положения крепи.

2.3 Анализ конструктивной схемы

И так разработана кинематическая схема, которая решает проблему надежной поступательной связи между основанием и перекрытием и при этом в рамках существующих систем автоматизации решается проблема параллельного смещения козырька крепи относительно забоя.

Новая кинематическая схема существенно увеличивает рабочее пространство крепи не приводя к изменению ей конфигурации, как это имело место при лемнискатных механизмах и при этом конструкция крепи заметно упростилась, а в деталях и узлах поступательно-поворотного устройства нагрузки по сравнению с лемнискатным механизмом заметно уменьшились.

Крепь теперь отвечает модульному принципу построения конструкции и способна перестраиваться с использованием 3d проектирования для разработки пластов средней мощности и мощных. В частности, конструктивно перекрытие можно выполнить таким образом, что бы в средней части иметь возможность устроить углеспускное отверстие, что даст возможность отбивать механизированным способом угольную пачку над крепью и выпускать её на забойный конвейер ( КМКСС) или под действием горного давления (КМКВ). Учитывая наличие изменяющейся мощности пластов в длинных до 250 м на шахтах, где сегодня эта часть угля теряется и становиться источником газообразования и эндогенных пожаров такая конструкция имеет свою область применения.



Заключение

Использование САПР программных пакетов позволяет существенно повысить скорости и увеличить возможности проектирования, когда характер взаимодействия узлов крепи уже достаточно точно получаем в модели. Для макромоделирования оптимально использовать Adams, а для микромоделирования Ansys, при этом для контроля соответствия и точности решения следует иметь авторскую программу расчета с помощью которой производится тестирование или оптимизация отдельных параметров машины С помощью пакета Adams можно изучать резко асимметричное нагружение механизированных крепей в лаве, и их воздействие на шарниры лемнискатного и устройства плоско параллельного движения. Такие нагрузки судя по изучению графиков нагружения гидростоек автоматизированной крепи Glinik, применяющихся в Карагандинском угольном бассейне реально действуют в конструкциях. При моделировании оно может быть обеспечено пространственным решением. Так в работе кроме сил действующих на перекрытие от гидростоек смоделирована не симметричная нагрузка со стороны кровли на перекрытие и ограждение, что достигнуто смещением силы от центральной точки. Получены графики опорных реакций в этих устройствах в зависимости от нагрузок при смещении секции крепи вниз. Это позволило перейти к расчету узлов крепи по полученным внешним для узлов нагрузкам. С помощью этого пакета можно будет исследовать возможность задания ассиметричной нагрузки в гидростойках крепи с целью уравнять нагрузки в шарнирах для их большей долговечности. Причем эту систему легко автоматизировать. Моделирование открывает новые возможности проектирования с точки зрения оптимальности конструкций, а также обеспечения необходимых по функциональным возможностям и безопасности степеней свобод и видов подвижных связей между узлами крепи.

Описаны элементы кинематической схемы механизированной крепи, которая, используя элементы автоматизации и гидравлические системы имеющегося оборудования, станет универсальной по функциональным признакам и сможет быть применена для разработки пластов средней мощности, а затем и мощных. Это достигается за счет базовой конструкции четырех стоечной секций с ползунно-поворотным механизмом смещения перекрытия, который создается как альтернатива лемнискатным механизмам связывающим перекрытие и основание.

Работа будет способствовать улучшению обслуживания оборудования и создания экономии для региона и корпорации, добывающей здесь уголь, за счет вторичного использования технических систем и оборудования. Первые примеры использования гидрооборудования на предприятиях показывают, что местные разработки могут быть эффективными не уступать по показателям ранее использующимся, но иметь в 2- 3 раза меньшую себестоимость.



Список использованной литературы

1. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. Учебник для втузов. -М.: Высшая шк., 1990. -335 с.

2. Системы автоматизированного проектирования: Учеб.пособие для втузов: В 9 кн. / Под ред. И.П. Норенкова. -М.: Высш.шк., 1986.

3. А.Б. Каплун, Е.М. Морозов, М.А. Олферьева «ANSYS в руках инженера, практическое руводство»,-М.2003

4. Нургужин М.Р., Даненова Г. Т. Инженерные расчёты в ANSYS: сборник примеров, Караганда 2006 319 с.

5. Пивень Г.Г., Климов Ю.И. Имитационное моделирование гидромеханических систем (математические модели): учеб.пособие / КарГТУ. - Караганда, 2004. - 106 с.

6. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / Под общей редакцией Д.Г. Красковского. - М.: КомпьютерПресс, 2002. - 224 с.

7. Бейсембаев К.М., Шащянова М.Б. Основы системного анализа в базах данных. Караганды, Болашак-Баспа, 2008, 208 с.

8. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С. Практические аспекты разработки промышленных информационных систем. Караганда 2009, изд-во КарГТУ, 207 с.

9. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С., Демин В.С., Малыбаев Н.С., Шманов М.Н. Практические и исследовательские аспекты авто проектирование горных машин в 3d. Караганда 2012, изд-во КарГТУ.

10. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С., Шманов М.Н. Геомеханические основы разработки угля в нестационарных системах. Караганда 2009, изд-во КарГТУ, 207 с.

11. Конюхов А.В. Основы анализа конструкций в ANSYS / Казанский государственный университет, Казань 2001, Электронные материалы

12. Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика / Москва, «Высшая школа», 2007, 199с.

Размещено на Allbest.ru