Выбор рациональных параметров рабочего оборудования мощных гидравлических экскаваторов прямого копания

• Автор: Побегайло, Петр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 298 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Конструктивные решения рабочего оборудования прямых гидравлических лопат
1.2. Экспериментальное исследование рабочего процесса мощного гидравлического экскаватора ЭГ-12А
1.3. Обзор литературы по теме исследования
1.4. Постановка цели и задач исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ зу
ПРЯМОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЛОПАТЫ
2.1. Абстрактное представление процесса проектирования рабочего оборудования
2.2. Некоторые основы технологии проектирования рабочего оборудования
2.3. Основные замечания и пояснения по математической модели выбора рациональных параметров прямой гидравлической лопаты
2.4. Методика выбора кинематических параметров рабочего оборудования мощного гидравлического экскаватора прямого копания
2.5. Построение осевого профиля рабочей зоны
2.6. Локальная оптимизация рабочего оборудования
2.7. Приближенная оценка площади осевого профиля рабочей зоны
2.8. Связь реактивного и активного давления в гидросистеме и ее влияние на проектирование рабочего оборудования при копании
2.9. Выбор параметров механизма привода рукояти
2.10. Выбор параметров механизма привода ковша
2.11. Выбор параметров механизма привода стрелы
2.12. Проверка полученных вариантов рабочего оборудования по возможности обеспечения требуемого горизонтального хода ковша
на уровне стоянки экскаватора
2.13. Рабочая зона экскаватора как потенциальное силовое поле
2.14. Выводы
ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ МОЩНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЭКСКАВАТОРА ПРЯМОГО КОПАНИЯ ПРИ ПРЕДПРОЕКТНОМ АНАЛИЗЕ
3.1. Исходные данные для моделирования
3.2. Общие замечания и некоторые результаты

3.3. Анализ результатов вычислительного эксперимента
3.4. Адекватность модели
3.5. Компьютерное моделирование процесса выбора рациональных кинематических и силовых параметров исполнительных механизмов рабочего оборудования мощного гидравлического экскаватора прямого копания при предпроектном анализе
3.5.1. Исходные данные
3.5.2. Анализ результатов вычислительного эксперимента
3.5.3. Максимальная реализуемая сила сопротивления грунта копанию
3.6. Выводы :
ГЛАВА 4. СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕДИНИЧНОГО ВАРИАНТА РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
4.1. Формирование и оценка вектора силы сопротивления грунта копанию на зубьях ковша мощного карьерного гидравлического экскаватора прямого копания
4.2. Аксиоматизация теории проектирования рабочего оборудования мощных гидравлических экскаваторов
4.3. Применение прогрессивных методов оценки надежности, живучести и стойкости сложных систем к мощным гидравлическим экскаваторам. Постановка задачи
4.4. Исследование нагрузок на гусеничное ходовое оборудование гидравлического экскаватора
4.5. Математическая модель определения нагруженности одноковшового гидравлического экскаватора обратного копания
4.6. Оценка эффективности варианта рабочего оборудования
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие открытых горных работ связано с широким использованием карьерных экскаваторов, являющихся основным видом выемочно-погрузочного оборудования.
Задачи повышения эффективности горного производства определяют необходимость качественного изменения средств производства за счет разработки высокопроизводительных и ресурсосберегающих горных машин нового поколения, обеспечивающих резкое (в 2...3 раза и более) снижение затрат на разработку месторождений и добычу полезных ископаемых.
Применение на ряде горных предприятий карьерных гидравлических экскаваторов отечественного и зарубежного производства позволило, как показывает опыт их эксплуатации, повысить технико-экономические показатели работы экскавационного оборудования.
Разработка и широкое внедрение мощных карьерных гидравлических экскаваторов сдерживаются отсутствием стратегии создания карьерных экскаваторов, учитывающей тенденции развития данного вида техники, зарубежный и отечественный опыт проектирования и эксплуатации карьерных гидравлических экскаваторов, традиции отечественного горного машиностроения. Данная стратегия должна базироваться на системном подходе к анализу и оценке технического уровня конструкций, развитии теоретических основ проектирования карьерных гидравлических экскаваторов.
Таким образом, исходя из требований практики, сформулирована основная задача исследований, состоящая в разработке методики обоснования рациональных параметров рабочего оборудования гидравлических экскаваторов на ранних стадиях проектирования.
Существующий технический уровень конструкций рабочего оборудования мощных карьерных гидравлических экскаваторов не в полной мере отвечает требованиям современной горной промышленности.

Теперь, по всем проведенным исследованиям по отечественным работам можно сделать следующие выводы:
- не существует единой методики выбора рациональных кинематических и силовых параметров РО с учетом стадий проектирования;
- нет методики выбора рациональных вариантов РО при ПА;
- повышенную металлоемкость и низкую надежность отечественных ГЭ можно объяснить применением приближенных методов расчета;
- отсутствуют работы оценивающие опыт проектирования строительных ГЭ для переноса его на МГЭ, а слепой перенос имеющихся методов и подходов не допустим;
- не достаточно работ, рассматривающих РО МГЭ, и они не в полной мере закрывают эту часть проектирования и расчетов;
- практически во всех работах не учитываются реактивные давления в гидроцилиндрах;
- имеющиеся работы, в основном, посвящены выбору рациональных параметров РО без учета их взаимосвязи в общей структурной схеме. А те работы, что учитывают это - не подходят для ПА;
- предлагаемые локальные критерии оптимизации не претендуют на роль комплексного, а создание рациональной конструкции РО до сих пор остается искусством конструктора;
- локальная оптимизация каждого отдельного механизма не обеспечивает автоматического выполнения предъявленных к нему функциональных требований при структурном объединении в общую схему РО;
- при локальной оптимизации каждого механизма невозможно максимально полно использовать активное давление насоса. Ведь в этом случае максимальные усилия на зубьях ковша определяются не давлением настройки первичных клапанов, установленных в магистрали насоса, а максимумом реактивных давлений в запертых гидроцилиндрах, устойчивостью и проскальзыванием экскаватора;