外文翻译--采矿作业的机械化及自动化采石挖掘机工作装置的模型 中文版.doc

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,andS.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。在铲斗中的岩石的质量m取决于铲斗前沿的运动路线和岩石表面的初始形状。为了写出一个表示岩石质量增长率的表达式。我们将考虑使用图2中的方案，入股铲斗前沿在时间t内的运动路线用曲线f2(r2，2)来表示，岩石的初始形状用曲线f3(r3，3)表示，r2,r3,3是在零点位置的极坐标，在时间t内，铲斗前沿走过了ICDI的闭合路线：在这种情况下，当d2=d3在时间t内质量的增长则有dm1=1/2pb(OC·OD-OA·OB)sind来决定。dm=T,B(IOCl"IODI-IOA.IOBI)sinda2，其中o是岩石的密度，B是铲斗边缘的宽度。我们从简图中可以看出：loci=r,ION=r=§dr,IOAI=r,IOBI=r§dr3.考虑到sindada2和忽略面积的微小变量，我们写出以下公式：22112322sindmBrrd增量da2等于斗臂在时间t内的角速度和时间增量t的乘积。i.e.,d2=da3=&dt.，于是质量的增长率则由.222312mtdBrrdm.3表达出来了。单位时间t内陷入铲斗中的岩石质量则由1.110mdm表达，这里面的m1只是时间t的一个函数。利用一个质量变化动力学的基本方程式，我们可以证明拉格朗日方程式是适合关联重心的绝对速度等于零的变量点机械运动力学系统的。考虑到一个机械运动系统包含n个由以速度vi运动的质量为m1，m2的材料的重心。拉格朗日方程式中的m1=在2,p.340中衍生出的常数。考虑到mi=mi(t)的情况，在下述的2中，我们引入广义的坐标q，于是12,.,iisrrqqqt。其中ri是质心的位置向量，于是.1niijjvrvjvqq.iijjvvvrvqvq其中qj是广义速度，在任何时间的机械系统的动能由112niipiTmvv表示我们发现关于整个坐标的动能的偏导数qj广义速度.qj：1niiiijjvTmvqq.11nniiiiiiiijjrrTmvmvqqq我们区分这相对于时间的表达式考虑到第一数据，考虑到动态变量的基本方程-相关联块质心的绝对速度为零2,p.143其中P是作用于点而产生的力，通过材料的变量，我们得出其中R是适用于its点的反作用力，于是得出第二数据是，实际上，8T/Sqj2,p.342。我们得出：对于具有固定的完美约束系统QjR=0它是包含变量的机械系统的拉格朗日方程相关联块的绝对速度为零的假想质心，这等同于派生恒体积的材质分属于机械系统的拉格朗日方程这一机制的拉格朗日运动方程其中Q1，Q2是作用于替代的r和，如下：图1活动斗挖掘机的设计方案图2铲斗内岩石质量增量的计算