раздел 2.2).
Методика заключается в следующем.
1. Амплитуды максимальных ускорений и их частота оцениваются из осциллограмм
временных характеристик вибрационного ускорения, действующего на протяжении
всего цикла погрузки экскаватором. В связи с тем, что в общей временной
характеристике случайного процесса колебаний экскаватора выделить отдельные
частотные составляющие амплитуд виброускорения чрезвычайно сложно,
электрический сигнал после акселерометра и предусилителя по очереди
фильтровался через октавные фильтры со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8,
16, 32, 63, 125 и 250 Гц и записывался на осциллограммы. То есть практически
полностью охватывался диапазон максимальных вибрационных нагрузок экскаватора.
Для каждого значения кусковатости и коэффициента разрыхления горной массы
записывалось на осциллограф по 8 временных реализаций, соответствующих
вышеуказанным октавным полосам частот.
2. В результате предварительно выполненных исследований установлено, что
импульсно-ударные составляющие, присутствующие в общем фоне вибрационного
процесса поворотной платформы карьерного экскаватора ЭКГ-8И, имеют длительность
в пределах 1-40 мс. Ориентируясь на данные параметры импульсов, произведен
выбор измерительной аппаратуры.
3. Для измерения и регистрации ударного импульса определенной формы необходимо,
чтобы частотная характеристика измерительного прибора была линейной в частотном
диапазоне, определяемом спектральным содержанием ударного импульса. Кроме того,
фазовая характеристика должна быть такой, чтобы не происходило никакого
фазового искажения в этом диапазоне.
Поскольку частотная и фазовая характеристики прибора представляют собой
взаимосвязанные величины вышеуказанные требования, гарантирующие отсутствие
фазовых искажений, сводятся к требованию обеспечения определенной частотной
характеристики [127].
В соответствии с рекомендациями [127] в нашем случае для импульсов
длительностью 1-40 мс частотная характеристика прибора должна быть линейной в
диапазоне частот 0,5-2000 Гц. Этому требованию удовлетворяют виброизмерительный
комплект №2 (рис.2.8, а). Гальванометр светолучевого осциллографа должен иметь
собственную частоту не ниже 10000 Гц.
4. Существенной трудоемкостью при регистрации ударного импульса по
виброускорению является его выделение среди высокочастотных составляющих
структурных колебаний деталей машин, имеющих амплитуды виброускорения
значительно превосходящие низко и среднечастотную вибрацию [89]. По выполненным
записями осциллограмм установлено, что составляющие колебаний высокочастотных
гармоник частотой 1000 Гц и выше полностью, маскируют среднечастотные колебания
и ударные импульсы. С другой стороны, возможная фильтрация высокочастотных
гармоник специальными фильтрами вступит в противоречие с требованиями
линейности амплитудной и фазочастотной характеристик в широком диапазоне
частот, вплоть до 10000 Гц. В этой связи для выделения ударных импульсов в
вибрационном процессе воспользуемся методом фильтрации высокочастотных гармоник
при помощи интегратора. Метод разработан и апробирован нами при исследовании
виброударных составляющих вибрации корпуса пневматического перфоратора [90],
которые имеют форму и длительность примерно такую же, как ударные импульсы на
поворотной платформе карьерного экскаватора.
5. Для регистрации ударного импульса записывается осциллограмма виброскорости
колебательного процесса (например, см. рис.3.2), которая по сравнению с
осциллограммой виброускорения имеет существенные различия. В частности,
преобладающими становятся амплитуды низкочастотных колебаний в диапазоне частот
1-10 Гц. На фоне таких колебаний ударные импульсы длительностью 1-40 м.с.
хорошо и наглядно выделяются и легко анализируются при обработке записей
осциллограмм.
6. Для вычисления абсолютных значений виброускорения ударных импульсов применим
метод графического дифференцирования. Возможность применения этого метода
основывается на линейности фронта нарастания виброскорости зарегистрированных
импульсов. Тогда, полагаем, что у импульса длительностьюt0, время нарастания,
измеренное по осциллограммам равно tн(с). Величина вибрационного ускорения
этого импульса будет равна тангенсу угла наклона между линией фронта нарастания
виброскорости ударного импульса к оси времени:
(3.3)
где масштаб размерности ускорения (м/с2);
vн – величина ударного импульса по виброскорости, замеренная на осциллограмме
(м/с).
7. Скорость лентопротяжки осциллографа выбирается исходя из возможности
выделения самого короткого импульса длительностью 1 мс, которая должна быть
равной на временной оси осциллограммы при обработке осциллограмм не менее чем
0,5 мм. Отсюда скорость лентопротяжки в процессе выполнения записей принималась
равной 500 мм/с.
Рис. 3.2. Пример осциллограммы виброскорости поворотной платформы экскаватора
ЭКГ-8И по оси z
3.1.4. Условия работы экскаваторов. Исследования вибрационных процессов при
различных горнотехнических условиях выполнялись в условиях рудника НКГОКа на
карьерных экскаваторах самого представительного типоразмера ЭКГ-8И*
[Примечание: *парк карьерных экскаваторов – прямых лопат типа ЭКГ-8И в Украине
до 1991 г. составлял более 90%, в настоящее время около 75%.1]
: инвентарные рудничные номера 21,30,48,79,82,83,84. Экскаваторы работали в
следующих условиях: №№ 21,48 – на вскрыше (копание глиняных насосов); №№ 83,85
– перегрузка хорошо разрыхленной горной массы: №№ 30,79,82,84 – в забоях,
которые в течение всего периода исследований (около 6-ти месяцев)
характеризовались различной кусковатостью и коэффициентом