Досвід розрахунку, розробки і впровадження тензодавача
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2020-1(44)-46-53Ключові слова:
гірнича виробка, тензорезисторний датчик, гістерезис, пружний елемент, багатокритеріальна оптимізація, безліч Парето, нелінійне деформування.Анотація
У гірничій галузі часто виникає необхідність безпосереднього вимірювання зусиль з істотними обмеженнями до давачів, тому використання номенклатури існуючих давачів неможливо. Крім того давач зусилля і навантаження, який призначений для експлуатації у важких гірських умовах повинен бути: з розширеним діапазоном робочих температур, ступенем захисту IP67, вологостійкий в агресивному середовищі і конструктивно виконаний так, щоб не порушувати вимоги безпеки в гірських виробках. Дослідженнями були визначені функціональні обмеження давача зусиль для гірничої виробки - максимальна деформація, габаритні розміри і максимальні напруги. Визначальними при виборі конструкції давача були точна фіксація, надійність, адаптивність до гірських технологічних процесів із забезпеченням безпеки і відповідності умовам експлуатації, і прийнятна вартість. За вимогами, галузевих стандартів України (СОУ) були обрані геометричні розміри давача з метою знаходження оптимального рішення. На основі цієї інформації за допомогою багатопараметричного підходу отримано безліч Парето допустимих рішень. На основі безлічі паретооптімальніх рішень був обраний варіант давача, для якого після застосування вищевикладеного підходу вдалося знизити нелінійність і зменшити площу між кривими прямого і зворотного ходу, а також отримати близьку до знайденого значенням деформації в зоні наклейки. На основі дослідної партії виготовлених давачив була виконана їх доведення в умовах реальної гірничої виробки. Розроблений датчик типу 4201 ДСТ-10 відповідає умовам безпеки ПБ ТБ в гірничій виробці і забезпечує більш високу метрологічну точність, ніж аналогічні датчики, розроблені іншими авторами. У 4201 ДСТ-10 використані методи багатокритеріальної оптимізації при проектуванні пружних елементів датчика зусиль на навантаження 10 тонн. Допускається можливість його застосування в аналогічних жорстких умовах експлуатації на інших об'єктах.
Завантаження
Посилання
Sobol I.M., Statnikov R.B. Vyibor optimalnyih parametrov v zadachah so mnogimi kriteriyami. M.: Drofa, 2006. 176p. [in Russian]
Statnikov R.B., Matusov I.B. O nedopustimyih, dopustimyih i optimalnyih resheniyah v zadachah proektirovaniya. Problemyi mashinostroeniya i nadezhnosti mashin. 2012. No 4. [in Russian] URL: http://naukarus.com/o-nedopustimyh-dopustimyh-i-optimalnyh-resheniyah-v-zadachah-proektirovaniya html
Greco Salvatore, Ehrgott Matthias, Figueira Jose Rui. Trends in Multiple Criteria Decision Analysis. Berlin: Springer. 2010. 412 p.
How many different types of force transducer are there? (FAQ - Force). URL: http://www.npl.co.uk/reference/faqs/how-many-different-types-of-force-transducer-are-there-(faq-force)#straingaugelcs html.
Shushkevich V.Ya. Osnovyi elektrotenzometrii. Minsk: Vyisheyshaya shkola 1975. 352p. [in Russian]
Osadchiy E.P. Proektirovanie datchikov dlya izmereniya mehanicheskih velichin. M.: Mashinostroenie, 1979. 480p. [in Russian]
Andreeva L.E. Uprugie elementyi priborov. M.: MAShGIZ, 1962. 456 p. [in Russian]
Gavryushin S.S., Baryishnikova O.O., Boriskin O.F. Chislennyiy analiz elementov konstruktsiy mashin i priborov. M.: Izdatelstvo MGTU im. I.E. Baumana, 2014. 480 p. [in Russian]
Sahnevich S.Yu., Altuhova E.I. Ispolzovanie beskontaktnyih ustroystv kontrolya v shemah zaschityi shahtnyih pod'emnyih ustanovok. Respubl. mezhved. nauch. tehn. sb. 2016. Vol. 97. P. 17-21. [in Russian]
Datchiki siloizmeritelnyie tenzorezistivnyie 4201 DST (MK 150. 420. 000 TE). Dnepropetrovsk: Metrikom, 2003. 8p. [in Russian]
Gotzman W. Beschleungungsmesser zur Prufung von Schachtfuhrungen.Dortmund: Bellman H., 1962. P. 156-168.
Sebela Z. Tensometrike mereni dynamiky viceianovych teznich zarizeni. UHLI. 1981. No 20. P. 453-461.
A.s. 594000 SRSR, MKI V66 V 7/02. Napravlyayuschiy bashmak pod'emnika / A.E. Gavrutskiy, G.N. Mushinskiy, V.I. Kostogriz, Yu.M. Grechuha. (SSSR).No 2412991/29-11; Zayavleno 19.10.76; Opubl. 25.02.78, Byul. 7. 2p. [in Russian]
A.s. 644705 SRSR, MKI V66 V 7/02. Napravlyayuschiy bashmak pod'emnika / A.E. Gavrutskiy, G.N. Mushinskiy, V.I. Kostogriz.(CSCR). No 2469703/29-11; Zayavleno 04.04.77; Opubl. 30.01.79, Byul. 4. 2 p. [in Russian]
Stefanescu D. M. Handbook of force transducers. Principles and components. Berlin: Springer. 2011. 612 p.
.png)
