XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Подготовку к проектированию механизированной крепи выполним на основе программного пакета типа Adams. Это связанно с тем, что последние используются для решения задач динамического нагружения конструкций и используют методы линеаризации уравнений динамики. При этом как следует из описания пакета на его основе решаются объёмные задачи и точность полученных данных вполне приемлема. Выбрав связи узлов и нагрузки модели, определив кинематические параметры, запустив расчёт можно получить данные, близкие к результатам натурных испытаний системы (если связи и примитивы Adams выбраны корректно). Тогда, представление о работе машины будем иметь до изготовления опытного образца.

Adams - наиболее широко используемый в мире программный инструмент виртуального моделирования машин, механизмов и изделий в сборе.

Программы семейства Adams используются для разработки и совершенствования конструкций фактически всего, что движется – от простых механических и электромеханических устройств до автомобилей и самолетов, железнодорожной техники, космических аппаратов и т.д.

Основой решателя Adams являются системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику исследуемого объекта. Разработчики Adams постоянно прилагают усилия к повышению эффективности математической базы программного пакета. Применение устойчивых методов решения “жестких” систем дифференциальных уравнений обеспечивает получение необходимых результатов с минимальными затратами времени, компьютерных ресурсов и с большой надёжностью. В последних версиях программного пакета Adams применяются усовершенствованные алгоритмы моделирования контактного взаимодействия тел, существенно повышающие скорость счёта (“в несколько раз” в случае “контактно насыщенных” моделей), а также новые решатели, обеспечивающие значительное сокращение затрат времени на выполнение расчёта, при этом обеспечивается:

· Необходимый выбор кинематических связей, упругих и диссипативных звеньев с линейными и нелинейными характеристиками, нагрузок, кинематических воздействий;

· Возможность параметризации расчётной модели – модификация параметров приводит к автоматическому изменению свойств модели и/или её конфигурации, параметры модели могут быть связаны функциональными зависимостями и т.п.

· Совместимость со средствами моделирования систем автоматического регулирования Easy5 и MATLAB/Simulink.

1. Проверяем нашу крепь при помощи Simulation- Simulation Control окна там End Time-5.0, Steps – 9000, снизу нужно выбрать Interactive. На рисунке 1 показано максимально опушенный вид крепи. Например если высота секции при нормальном виде составляет 4 м то во время макс. опушенного 2,5 м.

Рисунок 1

2. Расмотрим 2 вида нагрузки на крепь:

1.Максимальная деформация крепи за счет давление кровли

2.При работе клапана гидростойки.

В этом случае с учетом изменения направления силы от гидростойки на перекрытие и основание попытаемся использовать меню пакета для установки силы на две точки принадлежащие конструкции. Меню Two bodies (два тела) позволяет установить направление силы вычисляется по двум точкам тел, между которыми действует сила. Таким образом мы сможем вычислять нагрузки крепи при её просадке под действием горного давления. Для использования меню следует войти во вкладку Forces-Applied forces, сразу же у нас появляется окно Modify Forse рисунок 2 там вставляем нужные нам параметры , например Function=18млн . Подводим курсор к середине гидростойки и наводим вышедшую стрелку нужную нам сторону то есть верх. Теперь создадим горное давление. Не забываем изменит меню Space Fixed что значить, постоянное по направлению. Для использования меню следует войти во вкладку Forces-Applied forces, сразу же у нас появляется окно Modify Forse рисунок 2 там вставляем нужные нам параметры , например Function=18млн способом курсиром обозначев пересечение между козырком и основанием наводим вышедшую стрелку вниз то есть это горное давление Function=900000. (рисунок 3)

Рисунок 2

Рисунок 3

3 Главное условие адекватности нашей модели это чтобы скорость смешение секций, по шахтным данным, была равна на скорость смешение точки соединение козырка и перекрытие.

Вкладку Simulation Control используем для уже подготовленного движения деталей, узлов и целой машины и это лучше делать в рабочем диапазоне выделенного для нашей машины при использование не забываем нажать на Interactive. Жестко просаженный вид на рисунке 4.

Мы уже увидели посаженный вид крепи нам теперь нужно вывести графики, нам для этого нужно узнать номерки нужных нам шарниров Джоинт 3 верхняя траверса нижний шарнир Джоин 5 нижний шарнир нижний траверса после Simulation – на окне вышедший нажимаем значок графика.

Теперь нажимаем Sourse-objects дальше Fiber-counstaint потом Object-Joint 3 ускорение выбераем по оси х и у далее Add Curves

Рисунок 4

Рисунок 5

Сюда мы добавим силовую выбераем по оси х и у далее Add Curves

Рисунок 6

Теперь строим для точки Джоин 5 нижний шарнир нижний траверса построим на силу график по оси у и х

Рисунок 7 Если сюда добавить графики Джоинт 3 по силе

Рисунок 8

Тут видно что графики похожи, но они лежат на разных областе для 5 шарнира в положительном а 3 шарниры в отрицательном,траверсы четерехзвенника всегда нагруженный силами разными по знаку,например если верхняя сжата то нижняя растянута или же наоборот.

Задача нашего проектирование кроме того что козырек должен двигатся параллельно забою, нам надо добится чтобы у нас было нагрузки как можно меньше.В данном случее 1 на 10-6 степении по плюсу а по минусу такое же значение.

ОКП70 в свое время была лучшая крепь, ею был установлен рекорд Кузбасса по суточной добыче- 8,7 тыс. т, очистные бригады знатных шахтеров М. Н. Решетникова и В. Г. Девятко трижды добывали по 1 млн. т угля за год. Она и сейчас могла бы быть лучшей если его бы изготовляли. И причем самые крупные аварий в бассейне тоже связанный с этой крепью , например в шахте

«Абайской» г.Абай Карагандинской области Казахстан в 2008 году, причина аварий в том, что крепь очень хорошо работала, то есть обнажался забой быстро, из-за этого выделяемый газ метан быстро скапливалась.. Хочу рассмотреть возвращение в строй ОКП70 соблюдая приписные методы безопасности и беря во внимание все выгодные его стороны. Мы также убедились в адекватности модели шахным условиям.