2.1 Моделирование рабочего оборудования карьерных экскаваторов

Для того, чтобы процессы, которые возникают при копании грунтов ковшами прямых механических лопат подобными оригинала и модели необходимо выдержать ряд требований теории моделирования Условия физического и имитационного моделирования рабочего оборудования экскаваторов вытекают из основных теорем и положений теории подобия и к ним в первую очередь можно отнести следуя [1,2].

- Определяемые критерии подобия процесса копания грунта для модели и оригинала должны быть численно равны;

- Одноименные физические (технические) параметры системы дифференциальных ров-нянь с помощью которых описывается рабочий процесс, составленные для модели и оригинала, должны быть соответственно пропорциональны;

- Процессы взаимодействия рабочего оборудования, со средой в модели и оригинале должны принадлежать к одному классу явлений и описываться одинаковой системой дифференциальных уравнений;

- Модель и оригинал рабочего оборудования и системы в целом должны быть геометрически подобные;

- Начальные и граничные условия, характеризующие рабочий процесс в модели должны быть подобные подобными соответствующим условиям оригинала.

Из теории подобия и размерности известно, что критерии подобия это безразмерные комплексы величин, описывающих исследуемый процесс, которые численно равны для модели и оригинала.

Таким образом, для процесса копания грунта ковшом прямой механической лопаты мы воспользуемся критериями подобия для аналогичных процессов выведенных профессором Баловневим В.И. [6]

где - масса элементов, которые описаны в дифференциальных уравнениях, кг;

-линейные параметры рабочего оборудования, м;

-сопротивление копанию, или усилие, которые действуют со стороны забоя, Н;

-жесткость элементов рабочего оборудования , ;

- временная составляющая процесса копания, с;

- плотность грунта, ;

- касательная составляющая копанию, Н.

Согласно теории подобия определим масштабные коэффициенты, то есть коэффициенты соответствия параметров модели к оригиналу [6],

С учетом приведенных зависимостей и параметров оригинала (относительно ЭКГ-5Н) и модели, разработанной на кафедре ПТМ определим масштабы приближенного физического моделирования процесса копания грунта ковшом карьерного экскаватора с учетом переходных формул. Данные сведены в таблицу 1.

Таблица 1 - Параметры модели