ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПО МОДЕЛИРОВАНИЮ РАБОТЫ МЕХАНИЗМА ЗАГРУЗКИ ПОРУБОЧНЫХ ОСТАТКОВ

В статье приводятся методика и особенности проведения компьютерного эксперимента по моделированию работы механизма загрузки порубочных остатков.

Разработанная модель является высокодетализованной, с высокой адекватностью описывающей механизм загрузки порубочных остатков. Согласно общепринятой классификации, модель относится к классу имитационных [1], то есть позволяет имитировать с высокой степенью достоверности реальный объект. Как и с реальным объектом, с имитационной моделью можно проводить различные эксперименты, изменяя параметры механизма загрузки порубочных остатков [2], и наблюдая, как при этом изменилась эффективность его работы. Поэтому в данной работе теоретическое исследование механизма загрузки проводится на основе проведения многочисленных компьютерных экспериментов с различными входными параметрами (рисунок 1).

Рисунок 1 - Вывод результатов компьютерного эксперимента в

’’Программе для моделирования механизма загрузки порубочных остатков”

В большинстве случаев, компьютерный эксперимент проводили следующим образом. В начальный момент времени тела механизма загрузки располагали в пространстве так, чтобы площадка загрузочного патрона была горизонтальной [3,4].

С началом интегрирования уравнений движения тела механизма загрузки начинали двигаться, постепенно переводя механизм в равновесное состояние. В момент времени t = 4 с длину гидроцилиндра ?_Гц начинали увеличивать от величины /,гцтт до ^гцтах по равномерному закону с заданной скоростью у_Гц:

?гц(0 ⁼ ^ГЦтт + Vnj*(t - 4). (1)

С увеличением длины гидроцилиндра в первую очередь начинался поворот в вертикальное положение стрелы ковша (рисунок 2, а, Ьщ от 1,10 до 1,26 м). При этом точка захвата порубочных остатков совершала круговое движение, смещаясь вверх и в сторону загрузочного патрона.

При определенной длине гидроцилиндра поворот стрелы ограничивался упором, и при дальнейшем увеличении Ьгц начинался подъем рамы ковша (рисунок 2, а, Ьщ от 1,26 до 1,38 м).

После достижения гидроцилиндром максимальной заданной длины /,щтах в течение некоторого времени производилась выдержка механизма для затухания переходных процессов. В момент времени t = 8 с начиналось уменьшение длины гидроцилиндра:

?гц(0 ⁼ ^ГЦшах - Vnj*(t ^- 8). (2)

Рисунок 2 - Эволюция механизма загрузки в режиме подъема (<а) и режиме опускания (б)

При этом механизм постепенно возвращался в исходное положение (рисунок 2, б). При опускании ковша в некоторый момент времени происходит быстрый поворот стрелы в горизонтальное положение (начинается при длине Ь_Гц = 1,24, рисунок 2).

Первые компьютерные эксперименты подтвердили работоспособность предлагаемой конструкции механизма загрузки [5]. Конец стрелы описывает траекторию, позволяющую поднимать порубочные остатки на высоту около 1,2 м и подавать в направлении загрузочного патрона на расстояние около 0,5 м за один рабочий цикл (рисунок 3).

В случае необходимости рабочий цикл может быть повторен несколько раз с целью обеспечения большого горизонтального перемещения.

Детальное исследование механизма подачи с помощью модели позволяет выделить следующие этапы его работы: поворот стрелы в вертикальное положение; подъем рамы; опускание рамы; поворот стрелы в горизонтальное положение; приведение в контакт с опорной поверхностью.

При варьировании в широких пределах конструктивных и технологических параметров, а также параметров порубочных остатков механизм остается неизменно работоспособным, при этом показатели его эффективности существенно не снижаются. Это один из признаков высокой надежности механизма загрузки.

Рисунок 3 - Траектория движения конца стрелы (точка с индексом 23) в процессе компьютерного эксперимента

Список литературы

• 1. Советов, Б .Я. Моделирование систем [Текст] / Б .Я. Советов, С. А. Яковлев.- учебное пособие - М.: Высш. шк., 1998. - 319 с.
• 2. Фокин, С.В. Об имитационной модели процесса измельчения порубочных остатков [Текст] / С.В. Фокин, А.Н. Фетяев // Научно-технический вестник Поволжья.-2012. - №2 - С.291-295.
• 3. Фокин, С.В. О представлении в модели механизма подъема порубочных остатков дисковой рубительной машины [Электронный ресурс] / С.В. Фокин, А.Н. Фетяев // Современные проблемы науки и образования. - 2013.-№5.
• 4. Пат. № 2424896 РФ: МПК А 01 G 23/06. Устройство для измельчения порубочных остатков [Текст] / Цыплаков В.В., Фокин С.В, А.Н.Фетяев // заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».- № 2010110972/21- Заявл. 22.03.2010 ; Опубл. 27.07.2011. Бюл. № 21.
• 5. Фокин, С. В. О способах подачи порубочных остатков в зону измельчения рубительных машин [Текст] / А.Н. Фетяев, С.В. Фокин // Лесотехнический журнал. - Воронеж, 2011. - № 2. - С. 45-50.

УДК 630*:65.011.54