Рассмотрение особенностей теоретических

Исследований на примере

Объект исследования и его особенности.

В качестве объекта исследования принята погрузочная машина с парными нагребающими лапами (рис.4.1), точнее ее рабочий орган. Цель работы – создание приближенной математической модели формирования производительности такой машины.

Закономерности, требующие установления

При взаимодействии со штабелем исполнительных элементов погрузочных органов, осуществляющих захват порции материала в горизонтальной или наклонной плоскости питателя, происходят объемные деформации штабеля, которые можно охарактеризовать формой и размерами сдвигаемых объемов. Для характеристики деформаций в вертикальной (осевой) и горизонтальной плоскостях необходимо иметь информацию о положениях поверхностей штабеля и скольжения, отделяющей подвижную часть штабеля от массива. По данным экспериментальных исследований возникают следу­ющие характерные явления:

 

Рис. 4.1 Погрузочная машина 2ПНБ-2

1) при внедрении питателя объем A₁A₂B₁B₂C уплотняется и перемещается по поверхности скольжения так, что линия С остается практически неподвижной (рис.4.2); одновременно формируется новая линия откоса CD; угол откоса φ'<φ. Средний угол наклона поψверхности скольжения ψ значительно превышает угол естественного откоса материала; аналогичные явления имеют место при предва­рительном внедрении клинового нагребающего носка;

Рис.4.2 Деформации штабеля при внедрении наклонной плиты погрузочной машины с нагребающими лапами

 

2) по мере отбора материала лапами происходит опускание тела ABC (рис.4.3) по поверхности скольжения ВС; между внутренними краями дисков возникает характерный участок объема штабеля - "валик", образующийся вследствие подачи материала на конвейер лапами и запаздывания захвата материала скребками конвейера; "валик" выполняет роль своеобразного бункера, расположенного между штабелем и конвейером (рис.4.3).

Закономерности, требующие уточнения, сводятся к следующему:

1) необходимо описать изменение производительности от объема материала в активной зоне;

2) необходимо определить закономерности изменения глубины внедрения плиты в динамике по мере отбора материала;

Рис. 4.3 Характер деформаций штабеля по мере отбора материала лапами: а –после первого черпания; б - после n-го черпания.А₂ В₂

 

3) аналитически определить объем призмы сдвига;

4) сформировать рабочую гипотезу о взаимосвязи всех влияющих факторов и создать математическую модель изменения производительности по номерам черпаний и номерам подач машины на штабель

Оценка состояния вопроса в области изученности закономерностей поведения данного объекта.

В такой постановке ранее процесс ранее не изучался

Формирование рабочей гипотезы

Исходя из установленных закономерностей развития объемных деформаций штабеля при отборе порций материала и характера, зави­симости q/q_max=f(N) сделан вывод об экспоненциальном соотношении изменения грузопотока при изменении относительного объема V/V_л, опускающегося на приемную плиту:

                           (4.1)   

 

где q _max - максимально возможный грузопоток, реализуемый при данной глубине внедрения лапы S_л, м³/мин;

V – объем материала в активной зоне, т.е. объем призмы A₁A₂B₁B₂C, ограниченной поверхностью штабеля, плоско­стью питателя, поверхностью скольжения, м³ (рис.4.2);

V_л - объем, сдвигаемый лапамиза один цикл, м³;

d - коэффициент аппроксимации, устанавливаемый по резуль­татам экспериментальных исследований;

S_л - глубина внедрения лапы, измеренная в плоскости плиты питателя, S_л ≤l_тр;

l_тр- расстояние между линиями траектории рабочего к холостогохода (рис.4.2).

Таким образом, расчет производительности погрузочного органа связан с необходимостью определения текущих значений S_л и V.

Выбор методов теоретического исследования

В качестве методов теоретического исследования выбраны:

-- оценка известных опубликованных теорий на основе экспериментальных данных;

– применение методов абстрагировании и дедукции для формирования математической модели изменения глубины внедрения и активного объема. 

Краткое содержание программы теоретического исследования

1)  разработка схемы к расчету начальной глубины внедрения лапы;

2) разработка схемы к расчету уменьшения глубины внедрения лапы после очередного цикла инагребагия;

3) формализация модели объема призмы сдвига в динамике с учетос осевых и боковых частей;

4) создание математической модели функции накопленного объема активной зоны при изменении номера подачи машины на штабель;

5)  обоснование структуры и общего вида математической модели производительности погрузочного органа с учетом дискретного изменения объема захвата и сдвига по номерам черпаний;

6) формирование грузопотока на конвейере при прохождении его через бункер.

Контрольные вопросы практической работе №4

1. Особенности творческого процесса при теоретических исследованиях.

2.  Разработка рабочей гипотезы - научного предвидения.

3.  Стадии теоретического исследования.

4.  Методы индукции и дедукции.

5.  Анализ и синтез.

6. Метод научного абстрагирования

7.  Способ формализации результатов исследований.

8.  Аксиоматический и исторический методы теоретического исследования.

9. Сущность теоретических закономерностей, рассмотренных в примере.

10.  Общие принципы составления программы теоретического исследования.

Литература к практической работе №4: [1,5,14]