XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Ведение

ADAMS/View предназначен для создания, тестирования и оптимиза- ции работы моделей механизмов и конструкций, состоящих из абсолютно твердых тел и их соединений (шарниров, нитей, пружин и т.д.).

Пакет Adams функционально состоит из трех основных частей:

1. Предпроцессор – программа позволяющая задавать геометрические и физические параметры модели, а так же начальные и граничные условия. Обычно в предпроцессор закладываются геометрические и физические свойства простейших элементов и материалов. Можно 4 сказать, что предпроцессор это с одной стороны, графический редактор, где изображение строится по уже готовым эскизам, с другой стороны это инструмент для задания всех исходных данных модели. Кроме того, предпроцессор отвечает за импорт данных из других вычислительных пакетов. Это позволяет для решения составной задачи использовать несколько различных вычислительных пакетов, применяя к каждой части задачи именно тот пакет, который дает наиболее точное решение.

2. Процессор или решатель (solver) это программа, предназначенная для численного решения уравнений, описывающих поведение созданной модели, с исходными данными, заданными в предпроцессоре. Один и тот же решатель может использовать различные методы интегрирования уравнений. В вычислительном пакете можно использовать различные решатели по желанию пользователя.

3. Постпроцессор отвечает за обработку результатов вычислений. Он используется для построения графиков, различных величин. Экспорта числовых и графических данных, построения анимационных роликов для наглядного представления работы модели.

В пакете сформированы объекты или примитивы, которые играя роль каких-то элементов машин можно соединять заданными связями и шарнирами таким образом, что уравнения динамики, описывающие возможные движения этих частей и узлов формируются автоматически (используется принцип линеаризации уравнений динамики) и затем решаются при имитации движения управляя графическим построителем меняющим в течении времени положение деталей. Уравнение и их системы управления записаны на языке С++, код которых можно сохранить, посмотреть и откорректировать, под новые условия. Нет необходимости и в точном моделировании конструктивных особенностей деталей. Для решения достаточно ввести их массы и осевые моменты инерции. Или начальные скорости и ускорения.

1 Механизмы крепи

Создание и широкое применение очистных комплексов с применением механизированных гидрофицированных крепей позволило существенно повысить технико-экономическую эффективность работы очистных забоев и решить важную социальную проблему по повышению безопасности работы шахтеров и освобождению их от тяжелого физического труда.

Механизированная крепь в процессе взаимодействия с боковыми породами выполняет три основные функции: управление горным давлением(способом обрушения или другим способом),активное поддержание кровли в рабочем призабойном пространстве очистного забоя и защиту его от проникновения обрушенных пород кровли. Кроме трех основных функций, механизированная крепь может выполнять следующие функции: перемещение забойного конвейера очистного комплекса или агрегата в целом и его управления по гипсометрии и в плоскости пласта.

Механизированная крепь состоит из следующих элементов: из секций или комплектов (взаимосвязанных секций), насосная станция (одна или несколько) для создания давления в гидросистеме, распределительная и контрольно – регулирующая аппаратура, гидрокоммуникации соединительных рукавов и рукавов высокого давления.

Секция крепи – это элемент механизированной крепи, сохраняющий свою целостность при движении.

Секция механизированной крепи, например типа ОКП, разработанная в Перми, состоит из следующих основных элементов: основания , верхней и нижней траверсы лемнискатного механизма , перекрытия , козырька , гидростойки , домкрата передвижки .

Принцип работы гидростоек одинаков почти для всех гидрофицированных крепей и заключается в следующем. В поршневую полость стойки под давление подается рабочая жидкость. При этом выдвижная часть стойки, перемещаясь вверх , упирается в кровлю через верхнее перекрытие. Давление жидкости в поршневой полости возрастает до величины, равной рабочему давлению насосной станции. После этого подача жидкости в поршневую полость стойки прекращается. Давление здесь достигает давления начального или предварительного распора .Дальнейшее возрастание давления в стойке в результате опускания пород кровли происходит до величины , на которую настроен предохранительный клапан стойки.

В этот период гидростойка работает в режиме нарастающего сопротивления. Когда давление в поршневой полости достигает придельной величины , стойка переходит в заданный режим постоянного сопротивления , т.е. рабочий режим, отклонения от которого могут быть вызваны лишь кратковременным повышением скорости опускания пород кровли, а также перепадами давлений открытия и закрытия предохранительного клапана. При срабатывании предохранительного клапана рабочая жидкость из замкнутой гидросистемы стойки вытесняется в сливную магистраль крепи.

Для передвижения секции производят разгрузку ее стоек соединением поршневых полостей стоек со сливной магистралью через управляемый обратно-разгрузочный клапан.

По конструктивному выполнению секции крепи различают : одностоечные, двухстоечные-рамные и кустовые.

Все механизированные крепи по основным функциональным критериям и их взаимодействия с боковыми породами можно разделить на оградительные, поддерживающие, оградительно-поддерживающие, поддерживающе-оградительная.

2 Решение задачи

Данную задачу решим при помощи программного пакета Adams, в котором мы спроектируем крепь с встроенным исполнительным органом на базе механизированной крепи «Глиник22/47».

Крепь снабжена механизмами для стабилизации конвейера и верхняков, а так же для коррекции и подъема основания, что позволяет облегчить передвижку крепи при слабых почвах. Концевые секции снабжены отклоняющими выдвижными щитами (козырьками) для удержания и предотвращения попадания пород кровли под секции крепи. Для облегчение процесса управление кровлей в забое верхняки снабжены выдвижными отклоняющимися козырьками с щитами удержания груди забоя.

1.Создаем заземленную (on ground) напольную балку через команду Bodies-Solids-Link,у которого Lenth=50cm,Width=4cm,Depth=30cm.

Рисунок 2.1

2.Строим заднее ограждение под небольшим углом через команду Bodies-Solids-Link,у которого Lenth=20cm,Width=4cm,Depth=30cm.

Рисунок 2.2

3.Далее строим завальный щит под углом 50⁰ через команду Bodies-Solids-Link,у которого Lenth=15cm,Width=4cm,Depth=30cm.

Рисунок 2.3

4.после построения завального щита строим пластину перекрытия через команду Bodies-Solids-Link,у которого Lenth=50cm,Width=4cm,Depth=30cm.

Рисунок 2.4

5.Слева от пластины перекрытия продолжаем строить верхнюю часть перекрытия через команду Bodies-Solids-Link,у которого Lenth=20cm,Width=2cm,Depth=30cm.

Рисунок 2.5

6. Затем строим телескопический раздвигающийся гидравлический цилиндр, состаящую из цилиндра и штока, через команду Bodies-Solids-Cylinder,у которого Lenth=20cm и 25cm, Radius= 4 cm и 5cm соответственно. Соединяем их с помощью цилиндрического узла с помощью команды Connectors- Joints- Create a Cylindrical Joint.

Рисунок 2.6

7. Соединяем цилиндр и шток с корпусом крепи командой Connectors- Joints- Spherical Joint.

Рисунок 2.7

8.Далее строим короб для гидростойки . Создание короба необходимо для защиты гидростойки от внешних нагрузок и быстрого износа в итоге. Так же в коробе необходим вырез «окно» для доступа к рукавам высокого давления, что позволит доступ к ним для замены либо ремонта. Короб создаем командой Bodies-Solids-Cylinder, у которого Lenth=25cm и 20 cm , Radius= 8cm и 6 cm. Соединяем их с помощью цилиндрического узла с помощью команды Connectors- Joints- Create a Cylindrical Joint.

Рисунок 2.8

Рисунок 2.9

Рисунок 2.10

Заключение

При работе в программе Adams View 2017, я провел работу по проектированию механизированной крепи с поворотно-поступательным механизмом для смещения перекрытия параллельно груди забоя лавы. Изначально рассматривался проект «Глиник 22/47». В ходе работы над модернизацией данной крепи , я удалил одну из двух гидростоек , установил оставшуюся по центру крепи и внедрил защитный, усиленный короб для обеспечения защиты гидростойки от внешних нагрузок и ударов , тем самым защитив цилиндр и шток от поломки. Данная работа при симуляции показала положительный результат. Этот проект предназначен для экономии материалов т.е экономия на запасных частях гидростойки ,а так же для эффективной работоспособности крепи в целом.

Список литературы

Бейсембаев К.М.: Методическое указание по выполнению курсовогопроекта

Бейсембаев К.М., Дёмин В.Ф., Жетесов С.С., Малыбаев Н.С., ШмановМ.Н.: Практические и исследовательские аспекты разработки горных машин в 3d монография. Караганда, 2012, изд-во КарГТУ, 135с.

Кудинов В.А., Карташов Э.М. Гидравлика/Москва, «Высшая школа»,2007, 199с.

Храмов А.С.: Разработка элементов крепи для мощных угольныхпластов, 2018, научная студенческая работа РАЕ..

5. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С. Практические аспекты разработки про-мышленных информационных систем. Караганда, 2010, изд-во КарГТУ, 207с.

6. Поляков К.А. Создание виртуальных моделей в пакете прикладных программ ADAMS , учебное пособие, Самара 2003, электронный вариант

Basic ADAMS/Full Simulation (ADM 701)/ -М: Московское представительство MSC.Software GmbH, 2005 – 754. с.

Мелентьев В.С., Гвоздев А.С. ADAMSView, краткий справочник пользователя: Учебное пособие. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. унта, 2006. – 105 с.

Код для цитирования: Скопировать