Шабаєв О. Є. Наукові основи аналізу і синтезу гірничих машин як мехатронних систем

Об'єкт дослідження - робочі процеси мехатронних виймальних машин. Метою дослідження є розвиток теорії аналізу і синтезу гірничих машин як мехатронних систем, що забезпечує підвищення їх технічного рівня й ефективності використання на основі інтелектуалізації системи керування робочими процесами. Методи дослідження: експериментальні визначення закономірностей робочого процесу руйнування вибою в представницьких виробничих і стендових умовах; обробка результатів натурних й обчислювальних експериментів здійснювалася методами теорії ймовірностей і математичної статистики, теорії випадкових процесі; при розробці математичних моделей аналізу робочих процесів мехатронних виймальних машин використовувалися методи теоретичної механіки, аналітичної геометрії й теорії різання гірських порід; адекватність розроблених моделей встановлювалася методом параметричної ідентифікації з наступним порівняльним аналізом результатів натурних й обчислювальних експериментів. Наукові результати полягають у розвитку теорії функціонування мехатронних гірничих машин на основі встановлених закономірностей впливу принципів побудови інтелектуальної системи управління, що забезпечує адаптивну оптимізацію робочих процесів руйнування вибою, на ефективність використання машини; в розробці комплексу математичних моделей для аналізу та синтезу мехатронних гірничих машин. Практичні результати: програмне забезпечення для моделювання робочих процесів мехатронних гірничих машин; алгоритми адаптивної оптимізації параметрів режиму руйнування; функціональна й структурна моделі мехатронного прохідницького комбайна. Новизна роботи: вперше встановлена недостатня ефективність використання потенційних можливостей прохідницького комбайну при ручному керуванні - продуктивність руйнування гірського масиву забезпечується на рівні 40% від можливої; робочий процес мехатронних виймальних машин адекватно описується сукупністю вперше розроблених математичних моделей мехатронних модулів й інтелектуальною системою керування, яка формує оптимальні алгоритми, що передбачають раціональне використання стійкого моменту і теплової потужності привода за цикл обробки вибою; вперше встановлено вплив на місячний темп проходки комбайна його фактичного ресурсу, величина якого є показовою залежністю від добового темпу проходки. Результати роботи використовуються при створенні й модернізації прохідницьких комбайнів й швидкохідних виймальних машин. Галузь використання: гірниче машинобудування.