Методика оценки спектральной плотности момента сопротивления на рабочем органе торфяного фрезерующего агрегата
- Тверской государственный технический университет
Аннотация
Основным источником динамических нагрузок в элементах привода и конструкции торфяного фрезерующего агрегата является рабочий орган. Силы внешнего сопротивления, возникающие в процессе выполнения технологической операции, носят резко переменный, случайный характер. В статье предложена модель формирования момента сопротивления на фрезе при взаимодействии с торфом. Рассмотрен случай, когда имеется несколько плоскостей резания с одинаковым радиусом по концам режущих элементов. При разработке модели учитывалось, что условия работы ножей, определяемые видом резания (блокированное, полублокированное и т.п.), их ширина и тип в каждой плоскости резания могут различаться. Факторы, определяющие характер нагружения, такие как периодичность взаимодействия режущих элементов с залежью и случайность условий работы агрегата, приводят к представлению нагрузок в виде последовательности импульсов со случайными параметрами. Получены выражения для определения спектральной плотности момента сопротивления на фрезе на стадии проектирования с учетом ее конструкции, режимов работы, физико-механических свойств торфа и их вероятностных характеристик. Для иллюстрации применения разработанных подходов представлена методика определения спектральной плотности момента на рабочем органе машин глубокого фрезерования и в элементах их привода на основе линейной модели. Дан пример расчета, проведена проверка полученных выражений на основе экспериментальных данных. Вероятностные характеристики нагрузок на фрезе служат исходной информацией для динамического анализа системы привода и конструкции агрегата, его прочностного анализа, выбора оптимальных параметров и режимов работы.
Литература
- Venttsel E.S., Ovcharov L.A. Theory of random processes and its engineering applications. Мoscow: Vysshaya shkola, 2000, p. 383 (in Russian).
- Gorlov I.V., Rakhutin M.G. The effect of stumpiness deposits on the reliability of peat machines. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten. 2017. N 12, p. 139-145 (in Russian).
- Dokukin A.V., Krasnikov Yu.D., Khurgin Z.Ya. Statistical dynamics of mining machines. Мoscow: Mashinostroenie, 1978, p. 238 (in Russian).
- Krasnikov Yu.D. Simulation of the destruction of coal by cutting tools. Мoscow: Nauka, 1981, p. 181 (in Russian).
- Kopenkin V.D., Kopenkina L.V., Samsonov L.N. The development of milling machines in peat production (analysis, prospects). Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten. 2003. N 10, p. 204-207 (in Russian).
- Levin B.R. Theoretical Foundations of Statistical Radio Engineering. Мoscow: Radio i svyaz, 1989, p. 656 (in Russian).
- Panov V.V., Misnikov O.S. Peat production trends in Russia. Gornyi zhurnal. 2015. N 7, p. 108-112 (in Russian).
- Samsonov L.N., Kochedykov A.K., Fomin K.V. Load analysis in the drive elements of the milling unit MP-20. Tekhnologiya i kompleksnaya mekhanizatsiya torfyanogo proizvodstva: Sb. nauch. tr. Tverskoi gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet. Tver, 2000. Iss. 11, p. 120-123 (in Russian).
- Samsonov L.N., Fomin K.V. Determination of the probabilistic characteristics of the loading moment on the working body of the peat milling unit. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal. 2003. N 3, p. 106-112 (in Russian).
- Samsonov L.N., Fomin K.V. Elements of the statistical dynamics of peat milling aggregates. Tverskoi gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet. Tver, 2005, p. 168 (in Russian).
- Samsonov L.N. Peat deposit milling. Мoscow: Nedra, 1985, p. 211 (in Russian).
- Svetlitskii V.A. Statistical mechanics and reliability theory. Мoscow: Izdatelstvo MGTU im Baumana, 2002, p. 504
- (in Russian).
- Tikhonov V.I. Statistical Radio Engineering. Мoscow: Radio i svyaz, 1982, p. 625 (in Russian).
- Zyuzin B.F., Misnikov O.S., Panov V.V., Kopenkina L.V. Russian peat industry: Results of the past, view into the future. Gornyi zhurnal. 2013. N 5, p. 73-76 (in Russian).
- Fomin K.V. Modeling and analysis of the moment of loading on the working body of the peat milling unit. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten. 2000. Vol. 2, p. 222-226 (in Russian).
- Fomin K.V., Krylov K.S., Kharlamov V.E. Modeling and analysis of the moment of loading on the working body of the machine for deep milling in the interaction with wood inclusions. Trudy INSTORFA. 2017. N 15 (68), p. 38-44 (in Russian).
- Kochedykov A.K., Komarov Yu.S., Konstantinov E.A., Fedunov I.A., Popovich V.M. Milling machine for the preparation and repair of production facilities MP-20. Torfyanaya promyshlennost. 1989. N 8, p. 7-8 (in Russian).
- Loren d. Lutes, Shahram Sarkani. Random vibrations: analysis of structural and Mechanical systems. Butterworth – Heinemann. 2004, p. 650.