Технические науки/ Электротехника и радиоэлектроника

 

М.К. Багдасарян, С.С. Алавердян

Государственный инженерный университет Армении,  г. Ереван

РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕЛЬНИЦА-ДВИГАТЕЛЬ

 

Разработана компьютерная программа, позволяющая путем выбора любого типоразмера барабанной мельницы и соответствующего приводного двигателя оценить рабочее состояние системы мельница-двигатель при изменении жесткости связи между барабаном и электродвигателем, а также количественных и качественных характеристик внутримельничной нагрузки.

Ключевые слова: компьютерная программа, жесткости связи, электромеханическая система.

A computer program allowing, by seluting any standard size of a rattler and an adequate drive engine, to estimate. The operating state of the system mill-engine at changing the link hardness between the drum and the electric engine, as well as the quantitative and qualitative characteristics of the intramill loading is developed.

 Keywords: computer program, hardness of the link, electromechanical system.

 

Введение. Для определения рабочих характеристик электромеханической системы мельница-двигатель в первую очередь необходимо обнаружить изменения состояния механических передач системы. Учитывая, что состояние механических передач зависит от многих факторов, предлагается компьютерная программа, позволяющая более эффективно решать практические задачи, необходимые для анализа и прогноза системы мельница-двигатель.

Методы исследования. В основе предложенной  компьютерной  программы лежит математическая модель для анализа и прогноза электромеханической системы мельница-двигатель, позволяющая путем определения изменения углов поворота, скорости и ускорения венцевой шестерни, смонтированной на корпус барабана, и подшипниковой шестерни, соединенной с валом двигателя, обнаружить возможные изменения состояния механических передач и приводного двигателя [1]. 

Для отыскания гармонических колебаний, возникающих в электромеханической системе рудоразмольной мельницы, рассматриваются дифференциальные уравнения, описывающие динамику системы [2]:

                                                                                           (1)

Здесь с – жесткость связи между барабаном мельницы и электродвигателем;    j1 - угoл поворота  венцевой шестерни, смонтированной на корпус барабана; j2 – угoл поворота подшипниковой шестерни, соединенной  с  валом двигателя;  J1, J2 – моменты инерции барабана рудоразмольной мельницы и ротора двигателя;  - момент двигателя при скорости, равной нулю; - модуль жесткости механической характеристики двигателя.

Для определения периодических решений системы нелинейных дифференциальных уравнений (1) использован метод коллокации [3].

На основе предложенной математической модели разработаны алгоритм и компьютерная программа для обнаружения состояния рабочих характеристик упругих звеньев, приводящих к нарушению нормальной работы технологического процесса измельчения руды. Последовательность алгоритма следующая:

1.   Задаются габаритные размеры барабанной мельницы, угловая скорость вращения барабана, а также количественные и качественные характеристики внутримельничной нагрузки (степень заполнения мельницы, плотность измельчаемого материала, объемная масса измельчающих стальных шаров).

2.   Определяются моменты инерции и сопротивления, создаваемые мельницей.

Моменты инерции и  сопротивления  соответственно определяются в виде

                                 ,         ,

где G - силы тяжести внутримельничной нагрузки;  - масса внутримельничной нагрузки;  - расстояние центра тяжести дробящей среды от центра барабана;

,  ,   .

 - плотность измельчаемой руды; - плотность измельчающих шаров; K - коэффициент заполнения барабана мельницы; R – внутренний радиус барабана; L – длина барабана; - центральный угол заполнения.

3.   Задаются паспортные данные приводного двигателя и жесткость связи между барабаном мельницы и электродвигателем.

4.   Определяются углы поворота, скорости и ускорения венцевой шестерни, смонтированной на корпус барабана, и подшипниковой шестерни.

Разработанная программа рассчитана на пользователей, не имеющих специальной подготовки программиста. Обслуживающие модули программы выполняют следующие функции: выбор типоразмеров используемых аппаратов, ввод в диалоговом режиме исходных данных, вывод результатов анализа в виде таблиц и графических изображений.

На рисунке проиллюстрированы (с экрана монитора) процесс задания исходных данных и графики, характеризующие изменение углов поворота , скорости и ускорения  венцевой шестерни, смонтированной на корпус барабана, а также  подшипниковой шестерни, соединенной  с  валом двигателя.

 

   Рис. Отрезок задания исходных данных и графических результатов

 

Заключение. Компьютерная программа позволяет путем выбора любого типоразмера барабанной мельницы и соответствующего приводного двигателя оценить рабочее состояние системы мельница-двигатель при изменении жесткости связи между барабаном и электродвигателем, а также количественных и качественных характеристик внутримельничной нагрузки.

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Багдасарян М.К., Алавердян С.С. Математическая модель для исследования электромеханической системы мельница-двигатель // Изв. НАН РА и ГИУА. Сер.ТН.– 2013. – Т.LXVI, N2. – С.148-155.

2. Багдасарян М.К. Система управления процессом измельчения минерального сырья. - LAP Lambert Academic Publishing, 2012. – 184 с.

3. Самойленко А.М. Элементы математической теории многочастотных колебаний. – М.: Наука, 1987. – 304 с.