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:

Шарипов, Ришат Хакимжанович. Изучение влияния скорости подъема ковша на долговечность рукояти экскаваторов с зубчато-реечным напором : на примере ЭКГ-5А : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.06 / Шарипов Ришат Хакимжанович; [Место защиты: Ур. гос. гор. ун-т].- Екатеринбург, 2011.- 131 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1521

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Основным видом выемочно-погрузочного оборудования на карьерах являются экскаваторы – мехлопаты. Для погрузки горной массы на железорудных карьерах мира и Российской Федерации (РФ) в основном используются карьерные гусеничные экскаваторы с зубчато-реечным напором типа ЭКГ. Большая часть эксплуатируемых на открытых горных работах РФ экскаваторов была изготовлена в 70-х и 80-х годах. В настоящее время среднестатистическое значение износа по сроку службы экскаваторов типа ЭКГ-5А на Урале превышает 1,12,5 раза.

Анализ надежности экскаваторов типа ЭКГ-5А показывает, что из общей структуры потока отказов 40 % приходится на металлоконструкции экскаваторов. Наиболее распространенные дефекты металлоконструкций проявляются в виде усталостных микротрещин металла и трещин сварных соединений. Места появления трещин являются зонами максимальных концентраций напряжений, которые при циклическом изменении нагрузки по величине и во времени вызывают усталостное разрушение металлоконструкций и приводят к аварийной остановке. Надежность экскаваторов типа ЭКГ-5А снижается с возрастанием числа хрупких разрушений металлоконструкций.

Исследования причин отказов металлоконструкций экскаваторов ЭКГ-5А, показывают, что наибольшее количество отказов связано с нагрузками, превышающими предельные значения и возникающими вследствие относительно низкой квалификации машинистов, плохой подготовленности горной массы к экскавации и др., которые не учитываются, как правило, при проектировании.

С этой точки зрения обеспечение необходимой надежности экскаваторов типа ЭКГ-5А методом оценки фактического технического состояния и прогнозирования остаточной долговечности металлоконструкций экскаваторов, своевременной остановки на ремонт с целью предотвращения их разрушения и продления безопасного периода эксплуатации является актуальной задачей.

Объект исследований: экскаваторы с зубчато-реечным напором типа ЭКГ-5А.

Предмет исследований: влияние режимов работы экскаваторов типа ЭКГ-5А на долговечность рукояти.

Цель работы: повышение эффективности работы экскаваторов типа

ЭКГ-5А за счет увеличения долговечности рукояти путем снижения количества ее отказов.

Идея работы: снижение количества отказов рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А достигается на основе ограничения предельных нагрузок, возникающих в рукояти при черпании горной массы.

Основные задачи исследований:

Выполнить анализ надежности экскаваторов типа ЭКГ-5А, эксплуатируемых на горных предприятиях Урала;

установить цикличность отказов рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А;

исследовать влияние условий и режимов эксплуатации экскаваторов типа ЭКГ-5А на показатели долговечности рукояти;

обосновать рациональные режимы работы подъемного механизма экскаваторов типа ЭКГ-5А, повышающие долговечность рукояти;

разработать методику оценки фактического технического состояния и прогнозирования технического ресурса рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А.

Научные положения, выносимые на защиту:

  1. Применяемые методы расчета нагрузок, действующих на рукоять экскаваторов, не в полной мере учитывают реальные режимы эксплуатации. Фактические динамические нагрузки значительно превышают их расчетные значения, что приводит к повышенному количеству отказов.

  2. Выбор рациональных размеров поперечного сечения металлоконструкции рукояти и способа ремонта рукояти целесообразно проводить на основе анализа результатов моделирования ее напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов с учетом фактических нагрузок, возникающих при экскавации горной массы, и концентраторов напряжений.

  3. Ресурс рукояти определяется приведенным числом циклов нагружения с учетом усталости материала и действительных нагрузок, зависящих от скорости подъема ковша при черпании горной массы.

Научная новизна результатов исследований:

  1. Уточнена зависимость усилий в подъемных канатах экскаваторов типа ЭКГ-5А от скорости подъема ковша при черпании горной массы различной степени подготовки.

  2. Установлены распределения усилий в подъемных канатах экскаваторов типа ЭКГ-5А в период черпания горной массы в зависимости от режима работы подъемного механизма.

  3. Обоснован рациональный режим работы подъемного механизма экскаваторов типа ЭКГ-5А (скорость подъема ковша при черпании горной массы), при которых динамические нагрузки, возникающие в рукояти, не превышают допустимых значений.

Методы научных исследований включают анализ показателей эксплуатационной надежности ресурсных узлов экскаваторов типа ЭКГ-5А; хронометражные наблюдения процесса экскавации горной массы; экспериментальные исследования влияния режимов эксплуатации на разрушение металлоконструкций экскаваторов типа ЭКГ-5А; тензометрические натурные исследования и моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) рукояти; обработка результатов исследований с использованием методов математической статистики.

Достоверность научных положений, выводов и результатов исследования подтверждается корректным использованием теоретических и экспериментальных исследований, достаточным объемом проведенных экспериментов и удовлетворительной сходимостью аналитических исследований с результатами выполненных экспериментов и данными практики, относительное расхождение которых не превышает 10 %.

Практическая значимость работы состоит: в разработке методики определения ресурса рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А; выдаче рекомендаций по ремонту и восстановлению балки рукояти.

Личный вклад автора состоит: в организации, проведении и анализе результатов всего комплекса экспериментальных исследований; сборе и обработке статистической информации, характеризующей показатели надежности экскаваторов типа ЭКГ-5А; разработке рекомендаций по повышению долговечности рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А; в оценке влияния скорости подъема ковша при черпании горной массы на усталостное разрушение рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А.

Реализация выводов и рекомендаций работы: рекомендации диссертации использованы для оценки долговечности рукояти и обосновании рациональной скорости подъема ковша экскаваторов типа ЭКГ-5А при черпании горной массы в условиях карьеров ОАО «Гайский ГОК» (г. Гай, Оренбургская область).

Апробация работы: результаты и основные положения диссертационной работы докладывались: на Международной научно-технической конференции «Добыча, обработка и применение природного камня» (Магнитогорск, 2008–2010 гг.); Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В. Р. Кубачека» (Екатеринбург, 2009–2010 гг.); на Международном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 2009-2010 гг.); ежегодных научно-технических конференциях МГТУ (Магнитогорск, 2008–2010 гг.); на заседаниях научного семинара кафедры «Механизация и электрификация горных производств» и факультета «Горных технологий и транспорта» МГТУ (Магнитогорск, 2007–2010 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ.

Объем и структура работы: Работа содержит 85 страниц машинописного текста, 59 рисунков и 22 таблицы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 121 наименования и приложений.


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