Оценка различных вариаций геометрических параметров шахтного манипулятора через критерий полезной зоны обслуживания определяемой методом замкнутых векторных контуров

Лукиенко Л.В.

Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого, Тула

Гальченко К.В.

ООО «ЭКОТЭЧ», Новомосковск

Ключевые слова: манипулятор, зона обслуживания, метод замкнутых векторных контуров, щитовой проходческий комплекс, тюбинг, гидроцилиндр, крепление выработки.

Аннотация. Из-за роста населения в крупных городах, строительство подземного транспорта с каждым годом приобретает большее распространение и актуальность. Строительство производится с помощью щитовых проходческих комплексов. На скорость работы комплексов в свою очередь влияет процесс закрепления проводимой выработки, осуществляемый с помощью манипуляторов различных конструкций. Применение предложенной трехзвенной схемы манипулятора позволит увеличить зону обслуживания до 63,8%. Для синтеза геометрических параметров манипулятора предложена математическая модель определения площади зоны обслуживания, которая основывается на методе замкнутых векторных контуров. Математическая модель была проверена методом графической прорисовки. Расхождение результатов не превышает 6,81%. При проведении исследований обнаружены зависимости увеличения длины линейного перемещения выходного звена по профилю горной выработки на 10,1% в зависимости от длины второго звена манипулятора. Математическая модель и выведенные зависимости позволит ускорить процесс проектирования манипуляторов для крепления горной выработки.

Evaluation of various variations of the geometric parameters of the mine manipulator through the criterion of the service area defined by the method of closed vector contours

Lukienko L.V.

Tula State Pedagogical University n.a. L.N. Tolstoy, Tula

Galchenko K.V.

LLC "ECOTECH", Novomoskovsk

Keywords: manipulator, service area, closed vector contour method, shield tunneling complex, tubing, hydraulic cylinder, mine support.

Abstract. Due to the growth of the population in large cities, the construction of underground transport is becoming more widespread and relevant every year. The construction is carried out using shield tunneling complexes. The speed of the complexes is influenced by the process of securing the excavation, which is carried out using manipulators of various designs. The use of the proposed three-link manipulator scheme will increase the service area to 63.8%. A mathematical model for determining the service area is proposed for the synthesis of the manipulator's geometric parameters. This model is based on the method of closed vector contours. The mathematical model was verified using the graphical drawing method. The discrepancy in the results does not exceed 6.81%. During the research, it was found that the length of the linear movement of the output link along the mine workings profile increases by 10.1% depending on the length of the second link of the manipulator. The mathematical model and derived dependencies will accelerate the process of designing manipulators for mining workings.