Анотація до роботи:

ОКСЕНЬ Є. І. Розвиток фізико-технічних основ створення транспортного устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.06 – «Гірничі машини». – Інститут геотехнічної механіки НАН України, Дніпропетровськ, 2004.

Об'єкт досліджень – процес взаємодії гірничо-транспортної машини з насипним вантажем при видачі, дозуванні і транспортуванні.

Дисертація присвячена рішенню актуальної науково-прикладної проблеми – обліку імовірнісного прояву деформаційних властивостей насипного вантажу при виконанні динамічного аналізу інтегрованої системи «транспортна машина – деформуємий насипний вантаж». Розроблено методику, програмне забезпечення і апаратуру цифрового вимірювання та аналізу навантажень гірничо-транспортних машин. Виконано аналіз впливу гранулометричного складу на силове навантаження робочого органу, встановлені закономірності прояву імовірнісних властивостей насипного вантажу. Виконано чисельне моделювання впливу геометричних параметрів взаємного спряження бункера, завантажувальних пристроїв і конвеєра-живильника на характер деформування насипного вантажу. Розроблено методику розрахунку і конструкції стрічкових конвеєрів-живильників.

КОНВЕЄР-ЖИВИЛЬНИК, НАСИПНИЙ ВАНТАЖ, ЦИФРОВЕ ВИМІРЮВАННЯ, ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ.

1. Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, у якій наведене теоретичне узагальнення і нове рішення актуальної науково-технічної проблеми обліку імовірнісного прояву деформаційних властивостей насипного вантажу, як сукупності окремих часток, при виконанні динамічного аналізу інтегрованої системи «транспортна машина – деформуємий насипний вантаж» і урахування його в методиці розрахунку конвеєрів-живильників, як бази, щодо розвитку фізико-технічних основ створення устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв, що має важливе народногосподарське і соціальне значення.

2. Розроблено методологію динамічного моделювання транспортного устаткування вантажно-розвантажувального вузла, що включає дослідження силового впливу на робочі органи машин при деформуванні масиву насипного вантажу на етапі аналізу і визначення динамічних параметрів систем і механізмів в умовах випадкового прояву деформаційних властивостей насипного вантажу на етапі синтезу. Розроблена й експериментально обґрунтована імовірнісно-статистична модель деформування насипного вантажу робочими органами конвеєрів-живильників безперервної дії в умовах видачі і дозуванні з бункерів, що забезпечує оцінку впливу гранулометричного складу насипного вантажу й окремих фракцій підвищеної крупності на характер деформування і силового впливу при русі в прохідних перетинах.

3. Розроблено метод і програмне забезпечення математичного моделювання впливу геометричних параметрів взаємного спряження бункера,

25

завантажувальних пристроїв і конвеєра-живильника на характер деформування насипного вантажу і на величину силового впливу на робочий орган. Заснований на чисельному рішенні задач граничного стану і пластичного деформування при обмеженні зон розвитку пластичних деформацій спеціальним обліком і коректуванням стану границь, метод рекомендується для аналізу руху насипного вантажу в прохідних перетинах гірничо-транспортних машин при заданих значеннях липкості і тертя з матеріалами границь.

4. Розроблено метод визначення імовірнісних параметрів деформування насипного вантажу в трибометрі безперервної дії по величині зусилля деформування і дисперсії зусилля. Створений апаратно-програмний комплекс забезпечує визначення значень параметрів деформування з заданою надійністю безпосередньо в процесі випробувань проб насипного вантажу, а регульований кут нахилу вантажної галузі трибометра дозволяє проводити випробування насипних вантажів, у тому числі і з внутрішнім тертям, що перевищує тертя часток насипних вантажів об конвеєрну стрічку.

5. Розроблено метод силової амплітудно-частотної локації одиничних шматків підвищеної крупності, що рухаються в потоці насипного вантажу, і встановлені закономірності впливу одиничних шматків насипного вантажу на робочі органи і конструктивні елементи гірничо-транспортних машин. Метод силової амплітудно-частотної локації рекомендується для виявлення одиничних шматків підвищеної крупності і негабаритних включень у потоці насипного вантажу.

6. Чисельним моделюванням встановлений вплив геометричних параметрів спряження бункеру з робочим органом конвеєра-живильника на кінематичні, силові й енергетичні параметри процесу деформування насипного вантажу і величину навантажень на робочий орган. Встановлено ефекти зниження навантаження на робочий орган і конструктивні елементи конвеєра-живильника при застосуванні спеціальної геометрії спряження і силових концентраторів. Розроблено рекомендації з керування рухом насипного вантажу підбором геометрії спряження бункерів із завантажувальними пристроями й установкою спеціальних поздовжніх і поперечних концентраторів. Встановлені раціональні співвідношення геометричних параметрів рекомендуються для мінімізації навантажень на робочий орган конвеєрів-живильників.

7. Розроблено методологію, алгоритми і програми динамічного моделювання процесу пуску в системах і механізмах стрічкового конвеєра-живильника при видачі і дозуванні насипного вантажу, а так само динамічних навантажень, що виникають унаслідок зміни погонного навантаження при циклічному надходженні вантажопотоку, у тому числі при його випадковому формуванні. Розроблена методика рекомендується для вибору раціональних параметрів двигунів і механічних параметрів вузлів і устаткування конвеєра-живильника, оцінки їхнього впливу на загальну характеристику машини.

8. Розроблена апаратура цифрових експериментальних досліджень гірничо-транспортних машин, що забезпечує цифрове фіксування кінематичних, силових і енергетичних параметрів зі швидкістю опитування до 45 кс/с при точності

26

виміру до 0,5 %. Розроблена апаратура цифрового експериментального дослідження, а так само конструкції вимірювальних перетворювачів сили зменшеної висоти, рекомендуються для досліджень експлуатаційних режимів гірничо-транспортних машин.

9. Розроблено методику, алгоритми і програмне забезпечення цифрового статистичного, амплітудно-частотного і тимчасового амплітудно-частотного аналізу навантажень на робочі органи і на конструктивні елементи гірничо-транспортних машин, у тому числі й у режимі реального часу. Розроблені методики і програмне забезпечення рекомендуються для діагностування технічного стану систем і механізмів гірничо-транспортних машин.

10. Розроблено методику розрахунку і проектування стрічкових конвеєрів-живильників на основі обліку імовірнісних властивостей деформування насипного вантажу і чисельного моделювання процесу навантаження робочих органів, що забезпечує облік впливу гранулометричного складу й умов видачі насипних вантажів з бункерів на величину навантажень на робочий орган конвеєрів-живильників. Розроблена методика апробована при створенні конструкцій стрічкових конвеєрів-живильників типорозмірного ряду xПЛ і рекомендується для проектування гірничо-транспортних машин, принцип дії яких заснований на активному впливі на масив насипного вантажу.

11. Розроблено рекомендації з раціонального вибору типів і внутрітипових розмірів стрічкових конвеєрів-живильників ряду xПЛ у залежності від умов експлуатації, у тому числі при застосуванні в тяжких умовах для транспортування липких вантажів, а так само для видачі і дозування недробленої крупношматкової гірничої маси. Обґрунтовано раціональні геометричні параметри спряження стрічкових конвеєрів-живильників з бункерами при керованій і вільній видачі насипних вантажів, що забезпечують мінімізацію навантажень на робочий орган конвеєрів-живильників, зниження енергетичних витрат, а так само рекомендації з застосування стрічкових конвеєрів-живильників поза зоною раціональних параметрів.

12. Виконана промислова апробація зразків конструкцій стрічкових конвеєрів-живильників, у тому числі й у тяжких умовах, підтвердила високу ефективність розробленої методології розрахунку і проектування засобів видачі і дозування насипних вантажів з бункерів. Експериментально в промислових умовах доведені ефекти зниження навантажень на робочі органи стрічкових конвеєрів-живильників застосуванням спеціальної геометрії спряження вузла «бункер – завантажувальний пристрій – робочий орган». Розроблені і пройшли промислову перевірку зразки конструкцій стрічкових конвеєрів-живильників типорозмірного ряду xПЛ, промислова апробація яких на Старобешівській ТЕС (6 компл.), Вуглегірській ТЕС (1 компл), «Микитівській» ЦЗФ (15 компл.), «Горлівській» ЦЗФ (5 компл.), «Колосниківській» ЦЗФ (6 компл.), «Добропільській» ЦЗФ (4 компл.), «Чумаківській» ЦЗФ (11 компл.), «Пролетарській» ЦЗФ (5 компл.), Череповецькім ВО «Амофос» (1 компл.), а так само стрічкового конвеєра-живильника важкого типу 1ПЛ-20-170 (1 компл.) у ДПП-2 кар'єру «Мурунтау» Навоїйського ГМК підтвердила високу ефективність

27

розробленої методології розрахунку і проектування транспортного устаткування вантажно-розвантажувальних вузлів гірничих виробництв. За підсумками промислових випробувань конструкції стрічкових конвеєрів-живильників типорозмірного ряду xПЛ рекомендовані для широкого впровадження у вугільній, гірничорудній, енергетичній, будівельній промисловостях.

Публікації автора:

1. Новиков Е.Е., Шпакунов И.А., Оксень Е.И. Ленточные питатели для сыпучих материалов // Промышленный транспорт. – 1979. № 12. – С. 16-17.

2. Шпакунов И.А., Оксень Е.И., Козлов Е.М. Динамика грузопотока высокопроизводительных средств загрузки конвейерных установок // Механика горных машин: Сб. научн. тр. – Киев: «Наукова думка», 1980. – С. 56-69.

3. Шпакунов И.А., Оксень Е.И. Экспериментальные исследования базовых образцов ленточных питателей для выдачи рядового каменного угля // Динамика и прочность горных и транспортных машин: Сб. научн. тр. – Киев: «Наукова думка», 1981. – С. 31-41.

4. Шпакунов И.А., Оксень Е.И., Мостовой Б.И. К оценке долговечности опорных элементов скольжения на ленточном питателе // Надёжность горных машин: Сб. научн. тр. – Киев: «Наукова думка», 1989. – С. 105-111.

5. Проверка работоспособности трибосистемы «эластомер – композит» в конструкции опоры скольжения мобильного ленточного конвейера / Новиков Е.Е., Шпакунов И.А., Мацевич И.Н., Мостовой Б.И., Оксень Е.И. // Горные, строительные, дорожные и мелиоративные машины: Республ. межвед. научно-технич. сб. – Киев: КИСИ, 1992. – Вып. 48. – С. 85-89.

6. Оксень Е.И. Экологические аспекты применения ленточных питателей типоразмерного ряда xПЛ // Тяжёлое машиностроение. 2000. № 2. – С. 38-39.

7. Оксень Е.И. Расчёт нагружения рабочих органов питателей при выдаче насыпных грузов из бункеров // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международн. сб. научн. тр. – Донецк: ДонГТУ, 2001. Вып. 17. – С. 144-148.

8. Оксень Е.И. О расчёте усилий деформирования горной массы, содержащей крупнокусковые фракции // Сб. научн. тр. Национ. горн. акад. Украины. – Днепропетровск: «Навчальна книга», 2002. № 13, том 2. –С. 216-222.

9. Оксень Е.И. Методика динамического определения параметров устойчивости деформирования зернистых фракций жёстких бетонов // Автомобільні дороги і транспортне будівництво: Міжвід. науково-техн. зб. – Київ: НТУ, 2002. – Вип. 64. – С. 185-188.

10. Оксень Е.И. Методика исследования деформирования насыпного груза в наклонном трибометре непрерывного нагружения // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международн. сб. научн. тр. – Донецк: ДонГТУ, 2002. Вып. 21. – С. 173-178.

28

11. Шпакунов И.А., Оксень Е.И. Классификация и анализ схем крутонаклонных ленточных конвейеров для горной промышленности // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международн. сб. научн. тр. – Донецк: ДонГТУ, 2002. Вып. 22. – С. 201-205.

12. Оксень Є.І. Чисельне моделювання процесів навантаження робочих органів стрічкових живильників // Вісник технологічного університету Поділля: Наук. журн. – Хмельницький. – 2002. № 6. – С. 211-215.

13. Разработка типоразмерного ряда ленточных питателей для выдачи и дозирования насыпных грузов / Оксень Е.И., Ефремов С.Н., Мосиевич А.С., Шпакунов И.А. // Вісник Донбаської академії будівництва і архітектури: Збірн. наук. праць. – Макіївка: ДДАБА, 2002. №3 (34), т. 1. – С. 83-86.

14. Оксень Е.И. Проблемы проектирования сооружений мобильных ДПП глубоких карьеров // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета: Сб. научн. тр. – Харьков: ХНАДУ, 2002. Вып. 19. – С. 68-70.

15. Оксень Е.И., Шпакунов И.А. Методика исследования параметров деформирования насыпных грузов в осесимметричных сдвиговых приборах // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: гірничо-електромеханічна: Збірн. наук. праць. – Донецьк: ДонНТУ, 2002. Вип. 51. – С. 182-186.

16. Оксень Е.И., Шпакунов И.А. Рекомендации для разработки и применения ленточных питателей // Горные машины и автоматика. – 2002. № 2. – С. 18-22.

17. Оксень Е.И. Аппаратно-программный комплекс измерения параметров деформирования зернистых сред // Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматика: Збірн. наук. праць. – Донецьк: ДонНТУ, 2002. Вип. 47. – С. 277-283.

18. Оксень Е.И. О методике расчёта деформирования зернистых сыпучих материалов, содержащих крупнокусковые фракции // Системні технології: Регін. мівуз. збірн. наук. праць. Вип.: Математичні проблеми технічної механіки. – Дніпропетровськ: ДМАУ, 2002. Вип. 5. – С.95-99.

19. Оксень Е.И., Шпакунов И.А., Пироженко П.П. Проектирование ленточного питателя тяжёлого типа для дозирования крупнокусковой горной массы // Перспективні задачі інженерної науки: Збірн. наук. праць. – Дніпропетровськ: ПДАБіА – GUADEAMUS, 2002. Вип. 4. – С. 224-228.

20. Оксень Е.И., Волошин А.И. О стабильности грузопотока ленточных питателей при выдаче и дозировании связных насыпных грузов // Вісник Донбаської академії будівництва і архітектури: Збірн. наук. праць. – Макіївка: ДДАБА, 2003. Вип. 1 (38). – С. 92-96.

21. Оксень Е.И., Волошин А.И. Метод моделирования нагрузок на рабочий орган горно-транспортных машин от деформирования насыпного груза. // Підйомно-транспортна техніка. – 2002. № 3-4. – С. 107-110.

22. Оксень Е.И., Ерёмин А.И. Исследование пусковых режимов ленточных питателей при применении двигателей с фазным ротором // Вісник Донбаської

29

академії будівництва і архітектури: Збірн. наук. праць. – Макіївка: ДДАБА, 2003. № 3 (40). – С. 116-121.

23. Оксень Е.И. Динамическое моделирование механизмов горно-транспортных машин непрерывного действия // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. – Дніпропетровськ: ІГТМ НАНУ, 2003. Вип. 42. – С. 155-164.

24. Оксень Е.И. Динамическое моделирование механизмов ленточного питателя методом n-масс // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету: Збірн. наук. праць. – Кременчук: КДПУ, 2003. №2 (19). – С. 265-268.

25. ОксеньЕ.И. Динамическое моделирование нагрузок на основной механизм машин непрерывного транспорта // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. – Дніпропетровськ: ІГТМ НАНУ, 2003. Вип. 44. – С. 179-185.

26. Оксень Е.И. О методе динамического моделирования ленточных конвейеров и питателей // Вісник Націнального технічного університету «Харківський політехнічний інститут»: Збірн. наук. праць. Тематичний випуск: Динаміка і міцність машин. – Харків: НТУ «ХПІ», 2003. № 8, т. 3. – С. 11-18.

27. Оксень Е.И. Методика экспериментальных исследований переходных режимов ленточных конвейеров-питателей с помощью скоростных аналого-цифровых плат. // Підйомно-транспортна техніка. – 2003. № 3. – С. 64-71.

28. Оксень Е.И. О методологии оценки развития динамических процессов в механизмах горно-транспортных машин // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. – Дніпропетровськ: ІГТМ НАНУ, 2004. Вип. 48. – С. 122-133.

29. Став ленточного конвейера: А.с. 839888 СССР, МКИ B65G. / Е.Е. Новиков, И.А. Шпакунов, Е.И. Оксень, В.В. Савиных (СССР). – № 2743330; Заявлено 27.03.79; Опубл. 23.06.81, Бюл. № 3. – 3 с.

30. Ленточный крутонаклонный конвейер: А.с. 1138361 СССР, МКИ B65G. / Э.Н. Меликов, В.Ф. Васильченко, Е.И. Оксень (СССР). – № 3648818; Заявлено 04.10.83; Опубл. 07.02.85, Бюл. № 5. – 4 с.

Особистий внесок здобувача в роботи, опубліковані в співавторстві. У роботах [1, 2] обґрунтовані принципи конструктивного виконання конвеєрів-живильників, у роботах [3-5, 15] розроблена методика досліджень і виконана обробка результатів випробувань, у роботах [11, 29, 30] запропоновані схеми крутонахильних стрічкових конвеєрів та обґрунтовані методи утримання насипного вантажу, у роботах [13, 16] обґрунтовані принципи формування типорозмірного ряду стрічкових конвеєрів-живильників, розроблені рекомендації з конструктивного виконання і параметрів спряження робочого органа з завантажувальним пристроєм, у роботі [19] обґрунтовані принципи проектування стрічкового конвеєра-живильника важкого типу для дозування крупношматкової гірничої маси і виконані розрахунки навантаження робочого органу, у роботах [20, 21] розроблена методика чисельного моделювання навантажень на робочий орган конвеєра-живильника, у роботі [22] розроблені метод і програмне забезпечення чисельного моделювання пускових процесів.

30