Режимно-параметрична оптимізація гальмування шахтної підйомної машини
/ 1
- Деталі
- Категорія: Геотехнічна і гірнича механіка, машинобудування
- Останнє оновлення: 08 листопада 2018
- Опубліковано: 29 жовтня 2018
- Перегляди: 2786
Authors:
В. С. Ловейкін, доктор технічний наук, професор, orcid.org/0000-0003-4259-3900, Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ю. О. Ромасевич, доктор технічний наук, доцент, orcid.org/0000-0001-5069-5929, Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Abstract:
Мета. Покращення якості перехідного режиму гальмування шахтної підйомної установки під час опускання кінцевого вантажу за рахунок проведення режимно-параметричної оптимізації та дослідження отриманих результатів за енергетичними й динамічними показниками.
Методика. Для виконання режимно-параметричної оптимізації гальмування шахтної підйомної машини використано прямий варіаційний метод Ейлера та метод диференціальної еволюції. Для дослідження отриманого наближеного розв’язку варіаційної задачі застосовані методи математичного моделювання та інтегрування диференціальних рівнянь.
Результати. Встановлено, що у порівнянні з раціональними законами зміни гальмівного моменту шахтної підйомної машини використання знайденого в роботі оптимального гальмівного моменту дозволяє зменшити небажані динамічні навантаження в канаті до 28,4 %, а у пружній муфті на 15,4…82,7 %. При цьому коливання елементів приводу та кінцевого вантажу в кінці гальмування відсутні. У сукупності це дозволяє підвищити надійність шахтної підйомної машини. Встановлене оптимальне значення приведеного коефіцієнта крутильної жорсткості з’єднувальної муфти приводу шахтної машини.
Наукова новизна. Виконана постановка оптимізаційної задачі, де в якості критерію обрано комплексний термінально-інтегральний критерій. Показано, що для досягнення абсолютних мінімумів термінальних критеріїв у постановку задачі необхідно ввести додаткові крайові умови. Для знаходження наближеного розв’язку задачі оптимізації режиму гальмування шахтної машини виконана її дискретизація. Розв’язок задачі знайдено на множині, що є кон’юнкцією областей динамічних параметрів шахтної машини й режимів її руху.
Практична значимість. Розрахований оптимальний режим гальмування машини може бути реалізований за допомогою частотно-керованого приводу, що дає змогу підвищити ефективність роботи шахтної підйомної машини за динамічними показниками.
References.
1. Wolny, S., 2017. Emergency braking of a mine hoist in the context of the braking system selection. Archives of Mining Sciences, 62(1), pp. 45‒54. DOI: 10.1515/amsc-2017-0004.
2. Dagang, W., Dekun, Z. and Shirong, G., 2014. Effect of terminal mass on fretting and fatigue parameters of a hoisting rope during a lifting cycle in coal mine. Engineering Failure Analysis, 36, pp. 407‒422. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2013.11.006.
3. Chenming, W., Jisheng, W., Bo, D., Iitao, F. and Shengli, Z., 2016. The Influence to Mine Hoisting Steel Wire Rope Tension and Deformation from Velocity and Acceleration. International Conference on Manufacturing Science and Information Engineering, pp. 296‒306. DOI: 10.12783/dtcse/icmsie2016/6345.
4. Dagang, W., Dekun, Z., Xianbiao, M., Yuxing, Р. and Shirong, G., 2015. Dynamic friction transmission and creep characteristics between hoisting rope and friction lining. Engineering Failure Analysis, 57, pp. 499‒510. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2015.08.010.
5. Jun, Z., Dagang, W., Dekun, Z., Shirong, G. and Dao’ai, W., 2017. Dynamic torsional characteristics of mine hoisting rope and its internal spiral components. Tribology International, 109, pp. 182‒191. DOI: 10.1016/j.triboint.2016.12.037.
6. Chao, J., Yanshu, L., Bohua, W., Shuangshuang, Z. and Xue, L., 2013. Research on nonlinear dynamical behaviors of mine hoist transmission system under external excitation. Advanced Materials Research, 619, pp. 9‒13. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.619.9.
7. Yao, J., Xiao, X., Peng, A., Jiang, Y. and Ma, C., 2015. Assessment of safety for axial fluctuations of head sheaves in mine hoist based on coupled dynamic model. Engineering Failure Analysis, 51, pp. 98‒107. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2015.02.011.
8. Illin, S. R., Samusia, V. I., Ilina I. S. and Ilina, S. S., 2016. Influence of dynamic processes in mine hoists on safety of exploitation of shafts with broken geometry. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3, pp. 48‒53.
9. Dai, Y. and Qiao, S., 2014. The Design of Mine Hoist Speed Regulation System Based on Ziegler-Nichols PID Control. Applied Mechanics and Materials, 651–653, рр. 996‒999.
10. Wu, Y. X., Zhang, C. J. and Liu, Y. Q., 2013. Design and Simulation of Fuzzy-PID Vector Control System Based on Mine Hoist. Applied Mechanics and Materials, 300-301, pp. 1486‒1489. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.300-301.1486.
11. Szymański, Z., 2015. Intelligent, energy saving power supply and control system of hoisting mine machine with compact and hybrid drive system. Archives of Mining Sciences, 60(1), pр. 239‒251. DOI: 10.1515/amsc-2015-0016.
12. Yang, Z. S. and Ma, X. M., 2014. Synthesis of Mine Hoist Speed Curve Based on programmable logic controller. Advanced Materials Research, 846‒847, pp. 90‒ 93. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.846-847.90.
13. Zewen, W., Wei, L., Baoyu, C. and Fan, J., 2012. Design of the Remote Monitoring System for Mine Hoists. In: 24th Chinese Control and Decision Conference, pp. 3540‒3544. DOI: 10.1109/CCDC.2012.6244567.
14. Huaizhong, C., 2012. Study on PROFIBUS-DP Field Bus in Mine Hoists Control System. Advanced Materials Research, 482‒484, pp. 1781‒1784. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.482-484.1781.
15. Loveikin, V. S., Chovniuk, Yu. V. and Liashko, A. P., 2014. The crane’s vibrating systems controlled by mechatronic devices with magnetorheological fluid: the nonlinear mathematical model of behavior and optimization of work regimes.Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, pp. 97‒102.
16. Loveikin, V. S. and Romesevych, Yu. O., 2017. Dynamic optimization of a mine winder acceleration mode. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, pp. 81‒87.
17. Bronshtein, I. N. and Semendyayev, K. A., 2013. Handbook of mathematics. 3rd ed. Springer Science & Business Media [online]. Available at: <https://www.springer.com/gp/book/9783662462201> [Accessed 25 September 2017].
18. Gander, M. J. and Wanner, G., 2012. From Euler, Ritz, and Galerkin to Modern Computing. SIAM REVIEW [online], 54, 4. Available at: <http://www.siam.org/journals/sirev/54-4/80403.html> [Accessed 11 August 2017].
19. Storn, R., 2014. Differential Evolution (DE) for Continuous Function Optimization (an algorithm by Kenneth Price and Rainer Storn) [online]. Available at: <http://www1.icsi.berkeley.edu/~storn/code.html> [Accessed 5 September 2017].
20. Prasad, H., Maity, T. and Babu, V. R., 2015 Recent developments in mine hoists drives. Journal of Mining Science, 51(6), pp. 1157–1164.
Архів журналу