У дисертаційній роботі на підставі встановлених закономірностей формування навантажень у силовій системі шахтних скребкових конвеєрів нового покоління і залежностей показників їх ефективності від характеристик експлуатації і способів адаптації вирішена наукова проблема, що полягає у обґрунтуванні експлуатаційних параметрів і системи адаптації конвеєра, які в реальних умовах експлуатації забезпечують зниження витрат енергії на транспортування вугілля, підвищення показників надійності і довговічності конвеєрів в робочому режимі і зниження втрат при екстрених перевантаженнях. Виконані дослідження дозволили зробити наступні висновки. 1. Експлуатаційні параметри сучасних вибійних скребкових конвеєрів: швидкість, початковий натяг тягового органу, рівень граничних навантажень, обумовлений видом статичної механічної характеристики засобів захисту від перевантажень, – не відповідають реальним умовам експлуатації й фактичному технічному стану силової системи конвеєра. Зазначена невідповідність приводить до зниження ефективності конвеєра при його експлуатації. Перспективним напрямком підвищення ефективності при випадковому характері вантажопотоків, напруги живлення електродвигунів, міцносних властивостей елементів конструкції й перешкод руху тягового органа є застосування системи адаптації, що включає засоби адаптації, систему керування ними і зовнішню систему керування. Як засоби адаптації слід застосовувати керовані приводи, автоматичні натяжні пристрої і засоби захисту від перевантажень. Оптимальні (раціональні) параметри адаптації визначаються на основі проведених відповідно до розроблених алгоритмів адаптації розрахунків і кількісної оцінки критеріїв адаптації. 2. Шляхом моделювання перехідних процесів у силовій системі конвеєра при заклинюванні тягового органу і важких пусках установлено, що керовані засоби адаптації, насамперед електромагнітні муфти, внаслідок розмежування функцій захисту від тривалих і екстрених перенавантажень здатні разом з механічними накопичувачами енергії забезпечити заданий рівень динамічних навантажень, необхідних для подолання опорів руху тягового органу, чим вигідно відрізняються від гідромуфт. 3. Вірогідність результатів моделювання перехідних процесів у силовій системі конвеєра і адекватність динамічної моделі реальному конвеєру підтверджується експериментом. Похибки визначення динамічних параметрів силової системи конвеєра при обсязі експерименту 18 і довірчій ймовірності 0,95 не перевищують 8 %, що є припустимим при вирішенні задач адаптації. При обсязі експерименту 10 і довірчій ймовірності 0,95 похибки визначення максимального зусилля в режимі екстреного стопоріння тягового органу і максимального гальмівного моменту в режимі динамічного гальмування асинхронних двигунів не перевищують 6 %. 4. Розподіл ймовірностей сумарного тягового зусилля, яке розвивається приводом вибійного скребкового конвеєра в реальних умовах експлуатації, виражається функцією Пірсона типу I і наближається до рівномірного при максимальному за висотою заповненні ставу вантажем, яке досягається при управлінні швидкістю конвеєра. Прийняті закони Пірсона першого типу не заперечують дослідним даним, бо розрахункові значення „критеріїв погодження 2” не перевищують критичного значення, що відповідає прийнятому обсягу експерименту і рівню значущості 0,05. 5. Підвищення ефективності роботи вибійних скребкових конвеєрів у робочому режимі за їх адаптації до реальних умов експлуатації через оперативне управління швидкістю і регулювання натягу тягового органу обґрунтовується критеріями адаптації, що представляються як відношення середніх значень витрат енергії на транспортування вугілля, ресурсів риштачного ставу, а також тягового органу базового і адаптованого конвеєрів, а при управлінні швидкістю у слідкуючому режимі знаходяться у обернено-пропорційній залежності від математичного сподівання вантажопотоку. Для конвеєрів типу СП, що експлуатуються на шарах вугілля потужністю 0,7...2 м, середньозважене у масштабах вугільної галузі значення критерію адаптації, який дозволяє оцінити доцільність розробки САУ швидкістю, становить 1,73. 6. Доведено, що у приводах з двома асинхронними двигунами і з жорстким зв'язком двигунів з редукторами при самому несприятливому співвідношенні номінальних ковзань двигунів й напруг живлення, які підводяться до них, коефіцієнт перенавантаження сягає 1,4 при номінальних й 1,2 при максимальних навантаженнях. У гідродинамічному приводі коефіцієнт перенавантаження сягає 1,56 і більше. У типових умовах експлуатації при керуванні швидкістю і вирівнюванні навантажень між приводними блоками ймовірність безвідмовної роботи зубчастих передач редуктора конвеєра (СПМ87Д) збільшується в 1,34 рази. При ймовірності 0,9 ресурс передач збільшується в 12,5 разів. Для вирівнювання навантажень у гідродинамічному приводі рекомендується удосконалений компенсаційний спосіб. 7. При екстрених перевантаженнях конвеєрів, обладнаних засобами адаптації, середні втрати представляються дрібно-раціональною функцією, екстремум (мінімум) якої в типових реальних умовах експлуатації конвеєра припадає на область навантажень, які перевищують критичний момент його двигунів, що дозволяє оптимізувати захист силової системи конвеєра від перенавантажень для підвищення його ефективності. При обґрунтованому виборі обсягу експерименту, який проводиться за методом статистичних випробувань, похибка визначення середніх втрат при довірчій ймовірності 0,95 не перевищує 10 %. 8. Екстрені переміщення очисного комбайна при заклинюванні негабаритних предметів між корпусом комбайна і тяговим органом конвеєра в ряді випадків досягають небезпечних значень. Попадання негабаритів під комбайн виключається при застосуванні превентивного захисту, що включає датчик негабаритів контактного типу й систему динамічного гальмування асинхронних двигунів конвеєра, причому вибір раціональних значень струму динамічного гальмування дозволяє обмежувати вибіг тягового органа в допустимих межах, а настроювання зусилля спрацьовування датчика завдяки його адаптації до міцносних параметрів негабариту зменшити частоту спрацьовувань захисту. 9. Розроблено технічні вимоги до системи адаптації конвеєрів, алгоритм адаптації, програмне забезпечення зовнішньої системи керування і рекомендації з удосконалення засобів адаптації. Очікуваний економічний ефект від впровадження системи адаптації, який розраховується на строк служби конвеєра, при якому вичерпується його ресурс за кількостю вугілля, становить 2,96 млн. грн. Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах: 1. Корнеев С.В., Ширин Л.Н., Плетнев М.В. Адаптация шахтных скребковых конвейеров к условиям производства. – Луганск: Книжковий світ, 2005. – 264 с. 2. Алгоритмы расчетов шахтных скребковых конвейеров / С.В. Корнеев, И.В. Косарев, М.В. Плетнев, Н.И. Стадник, Л.Н. Ширин. – Луганск: Книжковий світ, 2006. – 95 с. 3. Корнеев С.В. Технические требования к системе адаптации шахтных скребковых конвейеров // Сб. науч. тр. ДонГТУ. Вып. 21. – Алчевск: ДонГТУ. – 2006. – С. 13-21. 4. Корнеев С.В. Концепция адаптации забойных скребковых конвейеров // Наук. пр. ДонНТУ. Вип. 99. Серія: гірничо-електромеханічна. – Донецьк: ДонНТУ. – 2005. – С. 130-137. 5. Корнеев С.В. Динамика взаимного заклинивания очистного комбайна и скребкового конвейера // Уголь Украины. – 2005. – № 4. – С. 22-25. 6. Корнеев С.В. Метод оценки эффективности выравнивания нагрузок в многодвигательном приводе скребковых конвейеров // Изв. вузов. Горн. журнал. – 2005. – №5. – С. 106-111. 7. Корнеев С.В. О целесообразности разработки системы управления скоростью скребковых конвейеров // Уголь Украины. – 2005. – №12 – С. 20-22. 8. Корнеев С.В. Оценка эффективности регулирования скорости забойных скребковых конвейеров // Изв. вузов. Горн. журнал. – 2003. – №5. – С. 66-71. 9. Корнеев С.В. Систематизация средств защиты забойных скребковых конвейеров от перегрузок // Уголь Украины. – 2000. – №12. – С. 31-33. 10. Корнеев С.В., Черный С.А., Алехин Р.П. Регулирование скорости забойных скребковых конвейеров с дифференциальным приводом //Сб. науч. тр. ДонГТУ. Вып. 19. – Алчевск: ДГМИ. – 2005. – С. 63-67. 11. Корнеев С.В., Варченко Ю.Э. Сафонов В.И. Анализ способов монтажного натяжения тягового органа забойных скребковых конвейеров // Уголь Украины. – 2001. – №6. – С. 57-61. 12. Корнеев С.В., Дьяченко В.В. Адаптация силовой системы скребкового конвейера к условиям горного производства // Уголь Украины. – 1999 - №4 - С. 31-34. 13. Корнеев С.В., Дьяченко В.В., Корнеев А.С., Леусенко А.В. Повышение тяговой способности привода скребковых конвейеров при пусках // Уголь Украины. – 2002. – №7. – С. 23-25. 14. Корнеев С.В., Дьяченко В.В., Корнеев А.С. Моделирование тяжелого пуска забойных скребковых конвейеров с маховичным накопителем энергии // Изв. вузов. Горн. журнал. – 1998. – №1-2. – С. 127–132. 15. Корнеев С.В., Корнеев А.С. Электромагнитные фрикционные муфты в приводе скребковых конвейеров // Уголь Украины. – 2001. – №9. – С. 28-30. 16. Корнеев С.В., Петров А.Г., Ланин Л.Г. Методика определения нагрузок в многодвигательных приводах скребковых конвейеров в стационарных режимах // Изв. вузов. Горн. журнал. – 1999. – №3-4. – С. 131-134. 17. Корнеев С.В., Добров А.В. О возможности применения электромагнитных муфт скольжения в приводе забойных скребковых конвейеров // Электротехника и электроснабжение. – 2002. – №2. – С. 21-23. 18. Корнеев С.В., Петров А.Г., Ланин Л.Г. Неравномерность нагружения приводных блоков при пуске многодвигательных скребковых конвейеров // Изв. вузов. Горн. журнал. – 1998. – №1-2. – С. 127–132. 19. Корнеев С.В., Сафонов В.И. Прогнозирование координаты места стопорения скребкового конвейера // Уголь Украины. – 2002. – №2-3. – С. 40-42. 20. Корнеев С.В., Сафонов В.И. Метод определения координаты заклинивания тягового органа скребковых конвейеров // Изв. вузов. Горн. журнал. – 2000. – №3. – С. 54-59. 21. Корнеев С.В., Фомица В.В. Динамика многодвигательных скребковых конвейеров с электромагнитными фрикционными муфтами //Сб. науч. тр. ДонГТУ. Вып. 17. – Алчевск: ДГМИ, 2003. – С. 98-103. 22. Лущик В.Д., Дяченко В.В., Корнєєв С.В. Застосування двошвидкiсних асинхронних двигунiв у приводах вибiйних скребкових конвеєрiв // Электротехника и электроэнергетика. – 2001. – №2. – С. 17-20. 23. Дьяченко В.В., Корнеев С.В., Лущик В.Д. Анализ приводов забойных скребковых конвейеров // Вісник СНУ ім. Володимира Даля. – Луганськ, 2002, №1[47]. – С. 103-107. 24. Заклинивание негабаритных предметов между комбайном и забойным скребковым конвейером // Л.Н. Сигалов, Ф.М. Аккерман, С.В. Корнеев, В.И. Дырман. – Изв. вузов. Горн. журнал. – 1983. – №8. – С. 77-80. 25. Уравнения движения системы «комбайн-конвейер» при взаимном заклинивании // Л.Н. Сигалов, С.В. Корнеев, Ф.М. Аккерман, В.И. Дырман. – Изв. вузов. Горн. журнал. – 1982. – №7. – С. 75-78. 26. Корнеев С.В., Сафонов В.И. Оценка эффективности настройки электромагнитных фрикционных муфт в приводе забойных скребковых конвейеров // Сб. науч. тр. НГУ Украины. №.19. Том 5. – Днепропетровск: НГУ, 2004. – С. 5-10. 27. Корнеев С.В., Петров А.Г. Параметры настройки защиты от попадания негабаритных предметов под очистной комбайн // Сб. науч. тр. НГУ Украины. №.19. Т. 4. – Днепропетровск: НГУ, 2004. – С. 60-63. 28. Корнеев С.В., Ширин Л.Н, Варченко Ю.Э. Автоматическое регулирование натяжения тягового органа забойного скребкового конвейера // Сб. науч. тр. НГУ Украины. №.19. Т. 4. – Днепропетровск: НГУ, 2004. – С. 17-21. 29. Корнеев С.В., Варченко Ю.Э. Пуск забойного скребкового конвейера в режиме монтажного натяжения тягового органа//Уголь Украины. – 2004.– №7.– С. 27-29. 30. Корнеев С.В., Варченко Ю.Э. Телескопические натяжные устройства скребковых конвейеров // Уголь Украины. – 2005. – №9. – С. 25-27. 31. Корнеев С.В., Варченко Ю.Э. Сафонов В.И. Новый способ монтажного натяжения тягового органа забойных скребковых конвейеров // Сб. науч. тр. НГУ Украины. № 13. Т. 3. – Днепропетровск: НГУ, 2002. – С. 82-85. 32. Корнеев С.В., Сафонов В.И. Поиск места заклинивания тягового органа скребкового конвейера с применением метода пробного пуска // Сб. науч. тр. НГУ Украины. № 13. Т. 3. – Днепропетровск: НГУ, 2002. – С. 76-81. 33. Корнеев С.В., Петров А.Г. Эксплуатационные параметры защитного динамического торможения забойных скребковых конвейеров // Сб. науч. тр. ДГМИ. Вып. 18. – Алчевск: ДГМИ, 2004. – С. 21-28. 34. Анализ способов выравнивания нагрузок в многодвигательном приводе забойных скребковых конвейеров/ Сб. науч. тр. ДГМИ. Вып. 15. – Алчевск: ИПЦ Ладо. – 2002. – С. 29-34. 35. Патент Украины №34570А. Привод скребкового конвейера с механическим накопителем энергии / Корнеев С.В., Дьяченко В.В. Опубл. 15.03.2001. Бюл. № 2. 36. Корнеев С.В., Сафонов В.И. Поиск места заклинивания тягового органа скребкового конвейера с применением метода пробного пуска // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы горно-металлургического комплекса». – Днепропетровск: НГУ, Навчальна книга, 2002.– С. 57-58. 37. Корнеев С.В., Варченко Ю.Э., Сафонов В.И. Новый способ монтажного натяжения тягового органа забойных скребковых конвейеров // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Проблемы горно-металлургического комплекса». – Днепропетровск: НГУ, Навчальна книга, 2002.– С. 58-59. 38. Корнеев С.В. Критерии эффективности выравнивания нагрузок между приводными блоками многодвигательных скребковых конвейеров // Матер. междунар. науч.-практ. конф. «Экологические проблемы Донбасса и прилегающих регионов». Тр., Вып. 2. – Луганск, Книжковий світ, 2003. – С. 70-74. 39. Корнеев С.В., Петров А.Г. Настройка датчика негабаритов очистного комбайна // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы механики горно-металлургического комплекса». – Днепропетровск, НГУ, 2004. – С. 27-28. 40. Корнеев С.В., Сафонов В.И. Применение электромагнитных фрикционных муфт в приводе забойных скребковых конвейеров // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы механики горно-металлургического комплекса». – Днепропетровск, НГУ, 2004. – С. 104-105 41. Корнеев С.В. Моделирование реальных грузопотоков и нагрузок в забойных скребковых конвейерах // Матер. міжнар. конф. „Форум гірників-2006”. – Дніпропетровськ: НГУ, 2006. – С. 30-35. 42. Корнеев С.В., Корнеев А.С. Оптимизация настройки защитных устройств в приводе забойных скребковых конвейеров // Матер. междунар. науч.-практ. конф. „Відродження Донбасу”. Вып. 1. – Луганск: Книжковий світ. – 2001. – С. 54-60. Особистий внесок здобувача в роботи, опубліковані в співавторстві: в [1] виконані розділи 1.1, 1.4, 2.2, 3, 4, 5, в інших розділах участь автора рівнозначна; в [2] використані матеріали дисертанта, рівнозначна участь у написанні розділів; в [11-21, 26-34] – ідея роботи, аналіз, теоретичне узагальнення й обґрунтування; в [22, 23] – аналіз приводів; в [24-25] – розробка математичних моделей, програм й аналіз; в [35] – розробка суттєвих ознак. | 