Исследование и оценка предельных возможностей проходческого специализированного перегружателя

Оценка пропускной способности проходческого клинового перегружателя при случайном порционном поступлении груза на вход может быть произведена на основе следующих положений. Пусть в ячейку перегружателя j = 0 поступает случайный порционный грузопоток VШПМ.i, j = 0; i = 0; 1; 2;…; I; VШПМ.0,0; VШПМ.1,0; …; VШПМ.I,0 . Каждая порция VШПМ.i,0 имеет случайный размер куска. Из этих поступлений формируется грузопоток клинового перегружателя по известному рекуррентному соотношению (4.3).

В соответствии с этим соотношением происходит при смешивании объёмов образование среднего случайного размера куска dср.i,j с учётом последовательной передачи груза от одной ячейки к другой и пополнения объёма извне от VШПМ.i,j. Если в j-й ячейке остаточный объём груза после (i-1)-го цикла равен ui -1, j то во всём объёме j-й ячейки смешивается груз, средний случайный размер куска в котором равен dср.i -1,j. При этом, когда совершается i-й цикл работы ТТО и из ячейки j формируется выходной объём Vвых.i, j , все параметры процесса должны определяться для dср.i -1, j.

Отделившийся объём Vвых.i,j < Vi -1,j; этот полный локальный объём имеет средний кусок dвых.i, j, который должен генерироваться как из штабеля со средним куском dср.i -1,j, по нормальному закону с sвых.i, j, определяемой по графику Ks = f(V) – п. 2.4.

Итак, получим dвых.i,j с объёмом Vвых.i,j. Этот объём Vвых.i,j попадает в ячейку j+1, в которой был остаточный объём Vi, j+1 со средним куском dср.i, j+1.

В ячейке (j+1) образуется объём Vi, j+1 = Vi-1, j+1 + Vвых.i, j – Vвых.i, j+1. Каждая составляющая имеет свой средний размер куска. Тогда средний случайный размер куска в остаточном объёме Vi, j+1 составит

. (4.13).

Следовательно, в дополнение к описанному выше детерминированному подходу должны быть реализованы три правила:

выходной объём Vвых.i,j формируется со средним размером куска остаточного объёма в ячейке после (i-1)-го цикла, то есть из объёма Vi-1,j со средним куском dср.i -1, j;

определившийся выходной объём Vвых.i,j имеет свой случайный размер куска, который генерируется по нормальному закону из «штабеля» с математическим ожиданием dср.i-1,j и среднеквадратическим отклонением sVвых.i,j;

в ячейке (j+1) создаётся остаточный объём Vi, j+1 по объёму рекуррентного соотношения; для него dср.i, j+1 определяется как средневзвешенный. На базе этих рассуждений и общей теории клинового ТТО разработаны алгоритм (рис. 4.4) и имитационная модель. Программа расчёта, составленная в среде Mathcad, представлена в приложении 2.

Рис. 4.4. Алгоритм расчёта случайного грузопотока клинового перегружателя, работающего в составе ППТМ с погрузочной машиной типа ПНБ

(начало; продолжение и окончание см. на с. 99 и 100)

Рис. 4.4. Продолжение (начало см. на с. 98, окончание – на с. 100)

Рис. 4.4. Окончание (начало см. на с. 98)

В отличие от детерминированной схемы на вход клинового ТТО подаётся случайный объём груза от погрузочной машины типа ПНБ – VШПМ.i,j, каждая порция которого имеет случайный средний размер куска dШПМ.i,j. Генерирование случайных значений VШПМ и dШПМ может выполняться либо при моделировании работы погрузочной машины в соответствии с математическими и имитационными моделями, приведёнными выше (п. 2.4), либо прямым способом – генератором случайных чисел по нормальному закону с известными числовыми характеристиками – Vср.ШПМ; sVср и dср; sdср. Последний вариант предпочтителен при оценке предельных возможностей клинового конвейера в различных режимах подачи на него груза.

В таблицах 4.2 и 4.3 приводятся данные имитационного моделирования для условий: погрузочная машина 2ПНБ-2, штабель F4(d), dср = 0,2 м.

Таблица 4.2 Результаты моделирования пропускной способности клинового перегружателя Vср.ШПМ = VПНБ2 = 0,231 м3/цикл