Министерства энергетики

СОЛОВЬЕВ
 Сергей Валентинович
Аспирант кафедры 
ГМО МГГУ,
горный инженер
КУЗИЕВ 
Дильшад Алишерович
Доцент кафедры 
ГМО МГГУ,
кандидат техн. наук
0
ФЕВРАЛЬ, 2014, “УГОЛЬ”
ГОРНЫЕ МАШИНЫ
Выполнен анализ влияния динамичности ра-
бочего процесса карьерного драглайна от 
жесткостных и демпфирующих параметров 
привода его тягового механизма.
Ключевые слова — карьерный дра-
глайн, динамическая система привода 
тягового механизма, коэффициент ди-
намичности.
Контактная информация: 
e-mail: kantovich70@yandex. ru
Известно, что процесс экскавации поро-
ды ковшом драглайна характеризуется пе-
риодическими колебаниями его рабочего 
оборудования на вынужденных и собствен-
ных частотах [1]. Сегодня при исследова-
нии динамики горных машин наибольшее 
внимание уделяется процессам, происхо-
дящим в их упругой системе и в элементах 
главных приводов, включая их электромаг-
нитные связи.
Опыт исследования динамических 
процессов в упругих системах приводов 
рабочего оборудования и трансмиссий 
горных машин [1] показывает, что при 
исследовании колебаний и оценке воз-
никающих динамических нагрузок при-
вод механизма может быть представлен 
в виде сосредоточенных масс, связан-
ных невесомыми упругими элементами, 
находящимися под действием внешних 
периодических нагрузок. Такое упроще-
ние возможно ввиду того, что жесткость трансмиссии 
(зубчатых передач редуктора и его валов) приводов 
механизма тяги драглайна намного больше жесткости, 
например тяговых канатов и упруго-демпфирующего 
элемента (УДЭ), вводимого в электромеханическую сис-
тему драглайна [1].
Для уменьшения ошибки моделирования динамических 
систем модели тягового механизма без УДЭ (заводская 
конструкция) и с ним (предлагаемая конструкция меха-
низма тяги) должны быть аутентичны. Достоверность ис-
следования характеристик приводов рабочих органов в 
значительной мере определяется полнотой отображения 
динамической моделью действительных свойств исследу-
емой системы. Поэтому разработка динамической модели 
является одним из важнейших этапов исследования ха-
рактеристик и свойств машины.
Для решения задач динамики, в част-
ности исследования колебаний элемен-
тов приводов драглайна, необходимо 
схематизировать и физические явления, 
происходящие в элементах трансмиссии 
тягового механизма. То есть, физические 
явления необходимо представить в виде 
математических моделей (системы диф-
ференциальных уравнений) в зависимос-
ти от обобщенных координат так, чтобы 
выходные сигналы этой системы адекват-
но отображали исследуемые процессы 
во времени. Так, к исследуемым динами-
ческим процессам должны относиться и 
процессы в приводных электродвигате-
лях постоянного тока.
Основываясь на результатах ранее вы-
полненных исследований, фиксирующих 
практическое отсутствие инфронизкочас-
тотных резонансных колебаний опорной 
базы драглайна на подошве уступа (при 
допущении отсутствия податливости по-
дошвы уступа), модель двухмассной ди-
намической системы привода тягового 
механизма с обобщенными координата-
ми — x, ϕ
д
, ϕ
б
можно представить в виде, 
показанном на рис. 1.
Что касается упругодемпфирующей 
связи (крутильной жесткости — К
м
и ко-
эффициента демпфирования — µ
м
, см. 
рис. 1) между ротором и статором обоб-
щенного электродвигателя привода тяго-
вого механизма, то тут следует отметить, 
что для двигателя постоянного тока податливость между 
ротором и электрической сетью равна бесконечнос-
ти [2]. То есть ротор обобщенного электродвигателя 
можно отнести в заделку и рассматривать колебания 
динамической системы привода тягового механизма 
относительно его неподвижного вала.
Уравнения движения элементов динамической систе-
мы привода тягового механизма драглайна получены на 
основе уравнения Лагранжа второго рода:
д
( )
( )
( )
( ),
i
i
i
i
i
i
c
d
T
d
dt
d
d
dt
dt
dt
M t M t


ϕ


∂Φ




∂ ϕ
∂Π ϕ



 +
+
=
ϕ
ϕ


∂ϕ


∂
∂ 







=
−
(1)