Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Горные машины

Диссертационная работа:

Астахова Татьяна Валентиновна. Повышение долговечности рам карьерных автосамосвалов на основе исследования их напряженно-деформированного состояния : диссертация... кандидата технических наук : 05.05.06 Красноярск, 2007 200 с. РГБ ОД, 61:07-5/2868

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1. Эффективность эксплуатации и надежность большегрузных 9
автосамосвалов на горных предприятиях

1.1. Показатели эффективности и области рационального ис- 9
пользования карьерных автосамосвалов

  1. Надежность и аварийность карьерных автосамосвалов 14

  2. Постановка задачи повышения эффективности эксплуата- 19 ции карьерных автосамосвалов

  3. Выводы 29

2. Напряженно-деформированное состояние рам карьерных ав- 31

тосамосвалов

  1. Классические методы расчета рам автосамосвалов и задачи 31 оценки НДС

  2. Конструктивные решения и особенности численного моде- 43 лирования рам автосамосвалов

2.3. Анализ напряженно-деформированного состояния рам 49
карьерных автосамосвалов

2.4. Экспериментальный анализ достоверности расчетных оце- 58
нок показателей напряженно-деформированного состояния

и долговечности

2.5. Выводы 68

3. Статистическое моделирование НДС рам автосамосвалов в 71

связи с параметрами карьерных автодорог

3.1. Исследование случайных характеристик микропрофиля 71
карьерных автодорог

  1. Моделирование конструкций и работы подвесок 79

  2. Моделирование НДС при движении автосамосвалов 90

  3. Выводы 97

4. Оценка опасности и предотвращение развития эксплуатаци- 99
онной дефектности рам автосамосвалов

  1. Чувствительность НДС рам к эксплуатационным третино- 99 подобным дефектам

  2. Оценка опасности хрупкого разрушения и обоснование пе- 106 риодичности технической диагностики рам

4.3. Обоснование параметров конструктивных усилений по- 114
врежденных фрагментов рам

4.4. Выводы 117

5. Повышение долговечности рам автосамосвалов и надежности 119

экскаваторно-автомобильных комплексов

  1. Оценка ресурса рам при движении автосамосвала 119

  2. Оценка динамического и повреждающего воздействия при 124 загрузке автосамосвала экскаватором

  3. Формирование экскаваторно-автомобильных комплексов с 130 учетом долговечности и живучести рам автосамосвалов

5.4. Выводы 136
Заключение 138
Литература 141
Приложение 1. Напряженно-деформированное состояние рам авто- 149

самосвалов БелАЗ
Приложение 2. Испытания плоских образцов с надрезом 172

Приложение 3. Статистические характеристики карьерных автодо- 183

рог
Приложение 4. Устранение трещин в рамах автосамосвалов 190

Приложение 5. Акты внедрения 196

Введение к работе:

Актуальность работы. Рамы современных карьерных автосамосвалов представляют собой высоконагруженные несущие конструкции, к которым предъявляются противоречивые требования по одновременному снижению металлоемкости и повышению надежности В настоящее время карьерные автосамосвалы вырабатывают свой ресурс на 70-90 % При этом отечественные автосамосвалы, будучи сравнимыми с импортными по грузоподъемности и производительности, существенно уступают им по надежности Систематически возникающие случаи трещинообразования могут привести к разрушениям рам и имеют своим следствием значительные материальные потери как из-за снижения объемов транспортирования полезного ископаемого, так и из-за большой стоимости ремонта крупногабаритных узлов и конструкций Затраты на устранение последствий отказов металлоконструкций автосамосвалов достигают 80% общих затрат на текущие ремонты

Таким образом, рамы карьерных автосамосвалов необходимо рассматривать как конструкции повышенной ответственности, методы эксплуатации которых следует совершенствовать для обеспечения надежности и повышения эффективности эксплуатации машин в целом, исключения тяжелых повреждений и разрушений

В связи с этим актуальными являются разработка методических подходов к оценке прочности и ресурса несущих конструкций автосамосвалов на стадии возникновения (усталостная долговечность) и развития (живучесть) трещшюподобных дефектов и получение количественных оценок этих параметров с целью обеспечения эффективной безаварийной эксплуатации машин

В настоящей работе проанализировано современное состояние методов расчетов и эксплуатации рам автосамосвалов, установлены возможности получения оценок долговечности и живучести при эксплуатации автосамосвалов, предложены новые подходы к эксплуатации машин в условиях горных предприятий, основанные на прогнозных оценках напряженно-деформированного состояния (НДС), долговечности и живучести

Цель диссертационной работы заключается в разработке методик оценки долговечности рам карьерных автосамосвалов на стадиях возникновения и развития усталостных трещин

Идея работы состоит в использовании прогнозных оценок напряженно-деформированного состояния долговечности и живучести рам карьерных автосамосвалов при погрузке и транспортировании горной массы для предотвращения предельных состояний рам за счет разработки элементов их профилактического обслуживания

Для достижения этой цели сформулированы следующие задачи

исследование зависимостей интенсивности напряжений в рамах карьерных авто
самосвалов от вертикального перемещения их опор при кручении, продольном и по
перечном изгибе, ,д ^

анализ статистических характеристик микропрофиля карьерных автодорог и НДС рам автосамосвалов при транспортировании горной массы,

оценка опасности трещиноподобных дефектов, обоснование периодичности технической диагностики и конструктивных усилений поврежденных рам,

исследование показателей долговечности и живучести рам автосамосвалов при погрузке и транспортировании горной массы,

разработка методики учета долговечности и живучести рам автосамосвалов при обосновании структуры экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК). На защиту выносятся следующие научные положения:

  1. Расчетные зависимости интенсивности напряжений в рамах от вертикального перемещения их опор представляют собой основу для установления опасных по тре-щинообразованию конструктивных зон и моделирования процессов нагруженности рам при движении автосамосвалов с учетом статистических характеристик микропрофиля карьерных автодорог

  2. Предотвращение разрушений элементов рам осуществляется на базе оценок опасности трещиноподобных дефектов и вытекающих из них расчетных значений периодичности технической диагностики и конструктивных усилений поврежденных зон

  3. Для обоснования рациональной структуры экскаваторно-автомобильного комплекса необходимы оценка и учет ряда показателей, основными из которых являются-долговечность рамы при загрузке автосамосвала экскаватором, долговечность и живучесть рамы при движении автосамосвала по технологическим дорогам

Научная новизна работы заключается в том, что

получены расчетные зависимости интенсивности напряжений в рамах от вертикального перемещения их опор, выполнен сравнительный анализ НДС и живучести ряда рам автосамосвалов БелАЗ при комплексных условиях нагружения,

разработана методика оценки НДС, долговечности и живучести рам автосамосвалов при движении по карьерным автодорогам, основанная на статистическом моделировании экспериментально полученных распределений неровностей микропрофиля типовых участков автодорог,

для поврежденных фрагментов лонжеронов рам выполнена оценка опасности хрупкого разрушения, обоснованы периодичности технической диагностики и параметры конструктивных усилений,

сформулированы количественные показатели живучести рам автосамосвалов, методика их оценки и учета при обосновании рациональной структуры ЭАК

Практическая значимость работы заключается в получении оценок прочности, долговечности, живучести рамных конструкций автосамосвалов с учетом эксплуатационных условий (паспортов загрузки автосамосвалов и условий транспортирования горной массы), анализе опасности эксплуатационных дефектов и обосновании инженерно-технических решений по предотвращению разрушений рам, разработке реко-

мендаций по учету показателей долговечности и живучести при определении структуры ЭАК

Внедрение результатов. Результаты работы использованы в условиях ООО "Разрез "Саяно-Партизанский" при расчетах остаточного ресурса и оптимизации графиков планово-предупредительных ремонтов рам автосамосвалов с учетом фактических неровностей микропрофиля автодорог, в 000 «Енисейзолотоавтоматика» при разработке перспективных планов комиссионного обследования технического состояния парка оборудования с учетом расчетных значений периодичности диагностики машин, при постановке и проведении экспериментальных исследований разрушения плоских образцов с надрезом, имитирующих фрагмент вертикального листа лонжерона рамы, в 000 "Тестмаш", и при подготовке учебного пособия "Расчеты прочности рамных конструкций карьерных автосамосвалов", рекомендованного Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области горного дела для студентов вузов, обучающихся по специальности «Горные машины и оборудование», о чем имеются соответствующие акты внедрения

Достоверность результатов обеспечена проведением серии экспериментов по разрушению модели фрагмента вертикального листа лонжерона рамы, экспериментальным исследованием статистических характеристик неровностей микропрофиля карьерных автодорог, применением современных методов математического и компьютерного моделирования

Апробация работы Основные результаты работы представлены на Международной конференции "Компьютерное моделирование и информационные технологии в науке, инженерии и образовании" (Пенза, 2003), Десятой Международной конференции "Современные тенденции развития транспортного машиностроения" (Пенза, 2005), VII Всероссийской конференции "Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф" (Красноярск, 2003), Третьей и Четвертой Международных конференциях «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» (Красноярск, 2005, Пекин, 2006), научных семинарах кафедры "Горные машины и комплексы" Института цветных металлов и золота ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», Отдела машиноведения ИВМ СО РАН

Личный вклад автора заключается в постановке и реализации цели и задач исследования, постановке, планировании и обработке экспериментов по разрушению плоских образцов с надрезом, сборе и анализе экспериментальных данных по неровностям микропрофиля карьерных автодорог, исследовании напряженного состояния рам автосамосвалов в широком спектре условий иагружения, в том числе с учетом возможного наличия трещины, анализе и обобщении полученных результатов

Публикации По материалам диссертации опубликовано 12 работ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложений Основное содержание работы изложено на 148 страницах и включает 77 рисунков и 10 таблиц Общий объем работы (с при-

ложениями) 200 страниц Список использованных источников включает 98 наименований

Подобные работы
Савинова Наталья Владимировна
Исследование напряженно-деформированного состояния станины конусной дробилки и совершенствование ее конструкции
Шагарова Ольга Николаевна
Обоснование и выбор способов повышения долговечности оборудования технологических линий производства кварцевого песка
Быков Валентин Иванович
Разработка научных основ формирования нагрузок в изнашивающихся узлах дробильно-измельчительного оборудования для повышения их долговечности
Медоев Тимур Геннадьевич
Исследование мельницы-классификатора мокрого размола на основе способа динамического самоизмельчения
Артамонов Евгений Владимирович
Повышение работоспособности сборных режущих инструментов на основе исследования напряженно-деформированного состояния и прочности сменных твердосплавных пластин
Ананьев Александр Николаевич
Продление сроков эксплуатации энергоблоков ЛАЭС на основе исследования состояния и модернизации реакторных установок
Валеев Галимжан Абубакирович
Качественная оценка обмолота зерновых культур на основе исследования напряженно-деформированного состояния модели растительной массы
Крюков Сергей Вячеславович
Вибродиагностика технического состояния деталей ГТД на основе исследования их собственных форм колебаний
Хроматиди Александра Феодосиевна
Исследование психофизиологического состояния человека на основе эмоциональных признаков речи
Тришкина Ирина Анатольевна
Разработка методов прогнозирования остаточного ресурса печных змеевиков из стали 15Х5М на основе исследования структурно-механических состояний и их эволюции в процессе эксплуатации

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net