Методика дослідження динамічних навантажень на фізичній моделі

Моделювання робочого обладнання кар’єрних екскаваторів

Для того, щоб процеси, які виникають при копанні ґрунтів ковшами прямих механічних лопат були подібні до оригінала і моделі необхідно витримати цілий ряд вимог теорії моделювання Умови фізичного та імітаційного моделювання робочого обладнання екскаваторів витікають із основних теорем та положень теорії подібності і до них в першу чергу можна віднести слідуючи [1,2].

– визначувані критерії подібності процесу копання ґрунту для моделі і оригінала повинні бути чисельно рівні;

– однойменні фізичні (технічні) параметри системи диференціальних рівнянь за допомогою яких описується робочий процес, складені для моделі і оригінала, повинні бути відповідно пропорційні;

– процеси взаємодії робочого обладнання, з середовищем в моделі і оригіналі повинні належати до одного класу явищ і описуватись однаковою системою диференційних рівнянь;

– модель і оригінал робочого обладнання і системи в цілому повинні бути геометрично подібні;

– початкові та граничні умови, які характеризують робочий процес в моделі повинні бути подібні подібними відповідним умовам оригінала.

З теорії подібності і розмірності відомо, що критерії подібності це є безрозмірні комплекси величин, що описують досліджуваний процес, які чисельно рівні для моделі і оригінала.

Таким чином для процесу копання ґрунту ковшем прямої механічної лопати ми скористуємося критеріями подібності  для аналогічних процесів виведених професором Баловнєвим В.І. [6]

де   – маса елементів які описані в диференційних рівняннях, кг;

       – лінійні параметри робочого обладнання, м;

       – опір копанню, або зусилля які діють зі сторони вибою, Н;

       – жорсткість елементів робочого обладнання, ;

       – часова складова процесу копання, с;

       – щільність ґрунту, ;

       – дотична складова копанню, Н.

Відповідно до теорії подібності визначимо масштабні коефіцієнти, тобто коефіцієнти відповідності параметрів моделі до оригіналу [6],

З урахуванням приведених залежностей та параметрів оригіналу (стосовно ЕКГ-5Н) та моделі, розробленою на кафедрі ПТМ визначимо масштаби наближеного фізичного моделювання процесу копання ґрунту ковшем кар’єрного екскаватора з урахуванням перехідних формул. Дані зведені до таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Параметри моделі.