Вероятностная модель силы резания на резцах исполнительного органа с переменными параметрами резания

Одной из важнейших задач в области машиностроения является увеличение ресурса, повышение надежности и долговечности при одновременном снижении металлоемкости машин, оборудования и металлоконструкций. Центральное место в решении этой проблемы занимает создание современных методов расчета, позволяющих определить технически рациональные показатели надежности и долговечности. Для горных комбайнов характерным является существенное расхождение расчетных и реальных нагрузок, поэтому задача уточнения нагрузок на режущем инструменте исполнительного органа и придания им вероятностного характера является актуальной. Для определения нагрузок необходимо знать свойства горного массива как объекта разрушения режущим инструментом и закономерности формирования нагрузок на резцах. Разрушение горного массива исполнительными органами горных машин представляет сложный динамический процесс, имеющий вероятностный характер, поэтому необходимо дальнейшее развитие методов определения нагрузок на режущем инструменте с целью придания им вероятностного характера. Целью работы является разработка вероятностной модели силы резания, позволяющей более адекватно, по сравнению с известными методами, оценить реальную нагруженность режущего инструмента и элементов исполнительного органа. В статье модель силы резания представлена в виде аддитивных составляющих. В основе построения вероятностных моделей используются закономерности пространственно-временной изменчивости - сопротивляемости угля резанию, проявляющиеся при перемещении комбайна, и циклического характера процесса разрушения, проявляющиеся при движении резца. Вероятностной моделью первой составляющей является элементарный случайный процесс. Вероятностной моделью второй составляющей является высокочастотный узкополосный случайный процесс, аналитическое представление которого производится с помощью неканонического спектрального разложения случайных процессов. Уточнение основной вероятностной характеристики сопротивляемости угля резанию - закона распределения вероятностей - достигается использованием высших моментов распределения. Разработанная вероятностная модель силы резания позволяет ввести в прочностные расчеты фактор времени - условие, необходимое для расчетов на усталостную долговечность.