Особенности расчета геометрических параметров грейфера для смерзшихся сыпучих материалов

Сложность полученных структур нейросетевой и полиномиальной моделей оказалась одинаковой. В то же время из рис. 1 и 2 видно, что в области с меньшей плотностью экспериментальных данных (при больших значениях градиента давления §р и

числа Рейнольдса Яе5) нейронная ЯВР-сеть обладает лучшей аппроксимирующей способностью, чем полиномиальная модель.

Список литературы

[1] Левин С.Ф. Теория измерительных задач идентификации // Измерительная техника. - 2001. ~№ 7. -С. 8-17.

[2] Баранов В.Г., Милов В.Р., Махмудов Я. Я. Способ структурной идентификации многомерных статических систем // Системы обработки информации и управления: Межвуз. сб. науч. тр.

- Вып. 7. - Н. Новгород: НГТУ, 2001. - С. 109-114.

[3] Кондратьев В.В., Милов В.Р. Идентификация нелинейных систем на основе структурнопараметрического синтеза нейронных ЛВР-сетей // Доклады академии наук. - Том 386. - № 3.

- 2002. - С. 318-321.

[4] Эфрон Б. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа. - М.: Финансы и статистика, 1988. - 263 с.

[5] Тихонов А.Н., Арсенин В .Я. Методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1979. -288 с.

[6] Голуб Дж., Ван Лоун Ч. Матричные вычисления. - М.: Мир, 1999. - 548 с.

[7] Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. - М.: Наука, 1969. - 742 с.

RECOVERY OF MULTIVARIATE NONLINEAR FUNCTIONS ON THE BASIS OF EXPERIMENTAL DATA

K R. Milov

Method for regression based on the structural-parametric optimization in wide class of approximation /unction is proposed. From area of hydromechafiics the example of function recovery by means of polynomial and neural network is presented.

УДК 621.086.063.24

А. С. Рукодельцев, ассистент, ВГАВТ.

603600 Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГРЕЙФЕРА ДЛЯ СМЕРЗШИХСЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

В статье рассматриваются вопросы отличия метода расчета геометрических параметров грейферов для замерзших сыпучих материалов от существующих методов расчета геометрических параметров грейферов, эксплуатируемых при положительных температурах. Указано на значительное влияние коэффициента разрыхления материала на фактическую вместимость грейфера. Предложен клык рекомендуемой формы и рациональная расстановка их группы на режущей шине челюсти грейфера. Предложена формула по определению потенциальной энергии нижней траверсы грейфера, которая используется в аккумуляторе.

Как показывают предварительные расчеты [1], вес грейфера сконструированного для перегрузки смерзшихся сыпучих материалов - ССМ составит Qгp 0,5(?кр, причем на долю элементов грейфера приходится:

- вес челюсти - О; 0,23 (£гр\

- вес нижней траверсы - 02 0,25 (?гр;

- вес верхней траверсы - 03 0,15 ()гр>

- вес тяги -С* 0,07 Qгp.

Согласно [2, 3, 4] геометрические параметры грейфера определяются по следующим зависимостям.

Вместимость грейфера, м3:

у ------йкр-йгр---- ---0,545-0^ 5}561д-5 О-КР

' рм - - 9,81 -10 рм -9,81-10 рм-к, к>

гДе 0.кр~ грузоподъёмная сила крана, Н;

рм - насыпная плотность материала, т/м3 (при расчете берется ее максимальное значение из условия работы в режиме обычного грейфера);

Ку - коэффициент наполнения и уплотнения груза в грейфере.

Данная формула справедлива при расчёте вместимости грейфера для сыпучих материалов при положительных температурах. При разработке смерзшегося груза его объем в естественном залегании меньше объема груза, находящегося внутри грейфера в разрыхленном состоянии на величину коэффициента разрыхления груза кР [5]. По результатам многочисленных опытов [5] величина коэффициента разрыхления для суглинистого грунта изменяется в пределах 1,36... 1,44 при среднем значении 1,4 с учетом уплотнения груза в грейфере и воздействия вибрации. Для гравелистого грунта величина кР изменяется в пределах 1,48... 1,6 при среднем значении 1,54.

Следовательно, расчетную вместимость грейфера, предназначенного для перегрузки ССМ, необходимо рассчитывать по нижеприведенной формуле, м':

у/ =-----------------^5,097-Ю~!

' рм -9,81-10 -кР р,.,-Ьр

Таким образом, при разработке грейферов для работы на перегрузке ССМ в их технических характеристиках необходимо указывать две вместимости - нормальную и расчетную, которые влияют на оценку технической производительности подъем но-транс портных машин.

После расчета геометрических параметров грейфера необходимо проверить вес грейфера по условию Огр 0,5Qкp.

Ширина челюсти (см. рис. 1) может быть рассчитана по формуле [2, 3, 4], м:

В = Кш-ЦУгр>

где кш - коэффициент ширины челюсти грейфера, кш - 1,17... 1,25, однако, следуя указаниям А.Н. Зеленина [6], на режущей кромке для обеспечения начального заглубления требуется установить клыки с расстоянием между ними 2..2,5 ширины клыка, поэтому при установке четырех рекомендуемых клыков (см. рис. 2), ширина челюсти В (см. рис. 3) определится как:

В = 5-8К +3-

где Б к - ширина клыка, 5К = 0,2 м,

Рис. 2 Схема рекомендуемого клыка

В

Рис. 3 Схема процесса резания челюстью грейфера

следовательно, при такой установке ширина грейфера не может быть менее 2,25 м. Длина челюсти (см. рис. 1) [2], м:

Ьи =

B^(tgl + кrtgp!)'

где I - угол наклона тяги в плоскости чертежа, I- 15. ..25°, или 0,262...0,436 рад;

кI - коэффициент, учитывающий изгиб профильной части челюсти грейфера в районе шарнира нижней траверсы; для прямых - к; = 1, для изогнутых под углом -к1 = 0,8.. .0,95;

р; - угол естественного откоса груза в движении, в подавляющем большинстве случаев р; ~ 30° или 0,524 рад.

С целью размещения в нижней траверсе аккумуляторов энергии профильная часть челюсти грейфера в районе шарнира нижней траверсы принимается без изгиба, угол наклона к горизонтали линии, соединяющей кромку ножа с осью шарнира тяги закрытого грейфера - к ~ п/9 = 20° и угол / принимается равным 20° или 0.349 рад, поэтому:

Я=2,25 м

= 0.687-Ж

Расстояние от центрального шарнира челюсти до верхней кромки головки грейфера, (см. рис. 1) м:

Высота челюсти грейфера до шарнира тяги (см, рис. 1) [2], м:

кч = 1ч.1£К = 0,375-1ч^=''0,25-л[у^. Условный радиус челюсти, (см. рис. 1) [1, 2, 3] м:

В=2,25 м

Я = ИЧ + 1.ч tgp1 +{0,2...0,5)= Нч +0,577-Ьч +(0,2...0,5) =

= 0,647-Ж^ +

Полная высота закрытого грейфера, (см. рис. 1) м:

Н0 = И0+Л.

Расстояние от шарнира челюсти до плоскости смыкания (см. рис. 1) челюстей конструктивно принимается равным // = 0,2...0,25 м [2].

Радиус поворота челюсти, (см. рис. 1) м:

- у

R2 +lj .

Расстояние между шарнирами челюсти (ЕК на рис. 1), м:

E = <J

Угол поворота челюсти практически всех грейферов в процессе зачерпывания изменяется от начального &q до конечного , рад:

&q - Зж/2 + o, ~&о + п/2-ук = 2ж + о-ук = о-ук .

где о - угол между линией ЕК и вертикалью, рад;

у к - задний угол резания челюсти в закрытом состоянии, ук = 12°= 0,209 рад.

Угол о определится (см. рис. 1), как:

Л hu /1 л\

o~arccos-------— .

Е

Угол между вертикалью и линией ED челюсти - v определится (см. рис. 1), рад:

v = arctg.

Угол EDK = е определится как (см. рис. 1), рад:

Е = 7г/ 2 — К — V ,

Радиус центра тяжести (см. рис. 1), м:

Г) = 0,8- £ .

Конструктивные размеры головки грейфера (см. рис. 2), м:

а,р -0,П‘Нд;Ьгр ~0,32-8;с,р =0.4?-L{ , '

Фактический угол наклона тяги в плоскости чертежа (см. рис. 1), рад:

Lit — с рп

i = arctg '

H0-h4~arP

Фактический угол наклона тяги в профиле (см. рис. 1), рад:

В/2 — bj'p

с = arctg...... ..п~- .

H0~h4 - аГР

Угол DEK определится (см. рис. 1) как, рад:

X = о + v.

Угол EKD определится (см. рис. 1) как, рад:

v~n -о-е.

Длина тяги (см. рис. 1), м:

Lii — с,„

-—2_.

sin I- COS С

Ход траверсы при полностью открытом грейфере, (см. рис. 1), м:

LTP = yj {(^Ч - Сгр У Sin if -(е-COS &1 -Сгр -l{ J +

+ E • sin —h0+ агр Раскрытие челюсти (см. рис. 1), м:

=/у +Л-соф| -л).

Размер челюсти, отклоненной на угол ©КЕ (см. рис. 1), рад:

h& =R0 -\sin{e^ -я|.

Высота раскрытого грейфера (см. рис. 1), м:

H0F=H0+he.

На основании вышеизложенного следует, что для грейферов, проектируемых для работы на ССМ, расчёт вместимости и ширины грейфера необходимо вести по формулам 2) и 4), в отличие от зависимостей указанных параметров в соответствии с требованиями ГОСТ 24599-87 [7]. Выведена формула для определения хода траверсы,

позволяющая с достаточной точностью определить значения энергии, накапливаемой аккумуляторами при раскрытии челюстей грейфера [1].

Указанные формулы следует использовать для определения геометрических параметров грейферов, предназначенных для эксплуатации на ССМ.

Список литературы

[1] Слюсарев А.С., Рукодельцев А.С. Обоснование конструкции вибрационного 1рейфера для смёрзшихся сыпучих материалов с торсионным аккумулятором энергии. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава. - Вып. 283. ч. IV. -Н. Новгород: ВГАВТ, 1999. - 132 с.

[2] Таубер К.А. Грейферные механизмы. - М.: Машиностроение, 1967, - 424 с.

[3] Каракулин Г.Г. Грейферы. Учебное пособие. - Горький: Волго-Вятское книжное издательство, 1970.-46 с.

[4] Стрелой В.И., Серошган В.И. Расчёт параметров грейфера на ЭВМ. Методические указания... - М.: Изд-во МГТУ, 1.990. - 32 с,

[5] Федулов А И. Ударное разрушение мёрзлых грунтов / А.И. Фсдулов, Р.Н. Иванов. АН СССР, Сибирское отделение, Институт горного дела. - Новосибирск: «Наука». Сибирское отделение, 1975. - 137 с.

[6] Зеленин А.Н. Машины для земляных работ. Учебное пособие для вузов.- М.: Машиностроение, 1975. - 424 с.

[7] Справочник по кранам: В 2т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов.; Под общ. ред. М.М. Гохберга. - М.: «Машиностроение», 1988. - 559 с.

FEATURES OF ACCOUNT OF GEOMETRICAL ARGUMENTS OF A CLAMSHELL FOR FROZEN BULK MATERIALS

A. S. RukodeVtzev

The differences between a method of geometrical arguments for clamshells for frozen bulk materials and existing methods of geometrical arguments of clamshells operated at positive temperatures are considered. Considerable influence of a degree of a material fragmentation on actual clamshell capacity is indicated. The recommended shape of canine and rational arrangement of their group on the cutting bus of a clamshell jaw is shown. The equation on definition of reserved in an accumulator potential energy for the lower yoke of a clamshell is proposed.