«Расчёт, анализ и моделирование нагрузок, возникающих при работе карьерного экскаватора экг-8И»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Факультет: Электромеханический

Кафедра: Электропривода и автоматики

Специальность «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ

На тему: «Расчёт, анализ и моделирование нагрузок, возникающих при работе карьерного экскаватора ЭКГ-8И»
Студент гр. ЭА-99 Саханский Ю.В.

Руководитель: доц. Годжиев.А.А.

Консультанты:
По БЖД: дтн.проф. Кондратьев Ю.И.
По экономике: асс. Лолаев А.Э.


Проект рассмотрен кафедрой и допущен к защите в ГЭК:
Заведующий кафедрой: Кибизов К.В.
г.Владикавказ 2004


Содержание диплома

1. 
   Введение
   

Глава 1.Технические характеристики экскаватора ЭКГ-8И

Глава 2 Расчёт параметров механизмов подъёма и напора

Глава 3. Синтез системы управления.

3.1 Синтез двухконтурной СУ при игнорировании упругой связи.

3.2 Синтез двухконтурной СУ с упругой связью и линейной ОС по упругой нагрузке.
3.3 Синтез двухконтурной СУ с упругой связью и нелинейной ОС по упругой нагрузке.

Глава 4. Моделирование нагрузок.

Глава 5. Фильтры.

Глава 6. БЖД

Глава 7. Технико- экономический расчёт.

Введение

Моя дипломная работа направлена на повышение эффективности процесса добычи полезных ископаемых.

На отечественных карьерах широко применяются экскаваторы типа ЭКГ, большая часть которых эксплуатируется в течении 10-20 лет. На них применяется система Г-Д обладающая рядом достоинств:

-способность устойчиво работать в условиях слабых карьерных сетей.

-высокий коэффициент мощности cos 
-относительно простая по структуре схема управления скоростью двигателей.

Недостатки существующих схем управления главными приводами ( подъёма, напора, поворота) в основном связаны с применением устаревшей схемы управления, выполненной на суммирующих магнитных усилителях.

Эти недостатки проявляются в следующем:

-не плавность регулирования скорости двигателей (из-за дискретности задающих воздействий).

-значительные динамические нагрузки, особенно проявляющиеся в скальных забоях.
-относительно низкое быстродействие магнитных усилителей
-недоиспользование возможностей системы Г-Д по гашению колебаний в главных механизмах.

Основная причина недостатков происходит от того, что главные механизмы являются двухмассовыми механическими системами с нежёсткой кинематикой, которые дополняются ещё рядом ёмкостей электромагнитной энергии. На работу электромеханических систем в целом неблагоприятно влияют наличие ряда больших постоянных времени, нерациональная электромеханическая связь, неоптимальный наклон рабочего участка механических характеристик, неэффективное устройство ограничение тока. Всё это приводит к появлению различных упругих , иногда и знакопеременных, колебаний нагрузок и скорости.

Производительность и надёжность экскаватора, работающего в тяжёлом забое, в основном определяется свойствами подъёмно- напорного механизма.

Поэтому моя дипломная работа посвящена исследованию режимов нагружения этих механизмов и способу и средств такого распределения нагрузок в этих механизмах, при которых можно уменьшить перегрузки без ущерба для производительности.

Проверка теоретических разработок в моей работе выполняется на примере экскаватора ЭКГ- 8И. Наиболее часто применяемом на карьерах. Поэтому в 1-ой и 2-ой главах приведены технические характеристики этого экскаватора и расчёт параметров механизмов подъёма и напора.

Обычно синтез систем управления механизмов подъёма и напора выполняется без учёта упругой связи. При этом получаются простые регуляторы (пропорциональный U_Г и пропорционально-интегральный регулятор тока). Но , регуляторы, рассмотренные по такой методике, как раз и приводят к высоким динамическим перегрузкам. На кафедре ЭА проф. Кибизовым и доц.Годжиевым были разработаны варианты построение СУ с учётом упругой связи: с линейной и нелинейной обратной связью на упругой нагрузке. В третьей главе моей работы выполнен синтез трёх вариантов.


Проверку свойств трёх вариантов удобно выполнить на электронной модели (МОДО-С или Maple).
Соответствующие модели и анализ результатов приведены в главе 4.

Как проверить результаты полученные в главе 4 ? наилучший способ – проверить на действующем экскаваторе работающем в реальном забое. Желательно проверку выполнить на модели, но тогда возникает задача создания модели адекватного нагружения механизмов экскаватора. В главе 5 предпринята соответствующая попытка.

В главе 6 рассмотрен анализ возможных вариантов защиты машиниста экскаватора от вибрации, возникающей при работе экскаватора.

В главе 7 дана оценка предложенных решений.