采石挖掘机工作装置的模型

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采矿作业的机械化及自动化
采石挖掘机工作装置的模型
 E. V. Gaisler, A. P. Mattis, E. A. Mochalov,and S. V. Shishaev

 我们用由安装在一面墙上的冲级快驱动装有刀片的桶开发出了一个露天矿场使用的挖掘机数学模型。
 铲斗操作如下：当铲斗与岩石表面接触时，它被破坏的力大于铲齿所受的总摩擦力和驱动装置给于它的驱动力，使冲击块带有动能。冲击块的运动导致铲齿铲入岩石中，并在岩石表面形成深深的痕迹。减小位于铲齿下方的受力面积，于是就形成了所谓的“破坏结合区”。破坏这个区所需要的力比破坏完整的块要小的多
 利用这些活动的块，岩石将可以在不利用preloosening的情况下被挖掘
 描述铲斗开挖过程中的主要参数包括岩石的力学性能，外力影响下各力学属性的变化，驱动装置的工作特性和设备的参数，在挖掘过程中产生的两种破坏方式：切割和冲击破坏
 作用在各铲齿表面的几何方向上的力表现在挖入过程中的阻力，映射在冲击块轴向的力的总和为P1。垂直轴方向的力的总和为P2.垂直于铲齿运动方向上的 力的中和为零。因为压裂是块的主要破坏方式。
 以下是为了描述铲斗运动的数学模型的设想：
 --铲斗内岩石的重心和铲斗的重心是相对固定的
 --铲齿是连续分开排列的
 --各铲齿的负载相等的
 --铲齿切入岩石的瞬间冲击
 --铲斗内部物体的阻力忽略
 --相对于动臂旋转轴的瞬间摩擦力忽略
通过以上假设，铲斗的运动就可以用在外力作用下的二维运动机构来表示，它包括压力装置的驱动力和提升装置的产生的力，重力和岩石表面产生的阻力。任一时间段斗的位置由坐标r（t）来定义，距离（oc）和~（t）--斗杆与boom之间的角度，该装置的动力由" = ('~ + m") ~,-~ + JT' (1)来表示。其中m1表示岩石和铲斗的重量，m2表示斗杆和空铲斗的质量，J表示铲斗加岩石和斗杆相对于其旋转轴的瞬间惯性。
Y = ml (r ~ + lCBii)+ J~ + mi((r-- rl) 2 + IGA]~), (2)
其中J1是指空斗与斗杆的转动惯量，r-r1是空斗重心与斗杆重心的在坐标内的距离。

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