Оценка долговечности несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов с использованием системы спутникового мониторинга GPS

• Автор: Артамонов, Павел Викторович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

1.1. Состояние парка карьерного автотранспорта на разрезах Кузбасса, показатели эффективности и область его рационального использования
1.2. Физические основы разрушения материалов, существующие методы оценки долговечности металлоконструкций горного оборудования при наличии циклического нагружения
1.3. Анализ существующих методик оценки механической нагружен-ности и надежности металлоконструкций карьерных автосамосвалов

1.4. Постановка, цель и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

2.1. Основные виды разрушений несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов

2.2. Влияние микропрофиля карьерных дорог на уровень механической нагруженности несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов при движении по карьерным дорогам
2.3. Влияние гранулометрического состава взорванных горных пород на уровень механической нагруженности несущих металлоконструкций автосамосвалов при погрузке и разгрузке
2.4. Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ НЕСУЩИХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

3.1. Методика расчета долговечности металлоконструкций при нестационарных режимах нагружения
3.2. Расчет напряженно-деформированного состояния элементов несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов с применением конечно-элементного моделирования
3:3. Динамический анализ напряженно-деформированного состояния элементов несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов в среде T-FLEX
3.4. Расчет статических и динамических усилий в несущих металлоконструкциях карьерных- автосамосвалов
3.5. Расчет металлоконструкций карьерных автосамосвалов на вибрационную нагрузку
3.6. Выводы
4. ПРОГНОЗ ДОЛГОВЕЧНОСТаМЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ ГОРНОЙ МАССЫ;
4.1. Анализ работы карьерного автотранспорта по данным систем

4.2. Оценка долговечности элементов несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов с учетом развития усталостных трещин
4.3. Оперативное управление организацией движения автосамосвалов на базе разработанной методики
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
На современном этапе развития разработок полезных ископаемых открытым способом наиболее трудоемким, энергоемким и дорогостоящим технологическим процессом является перемещение горной массы. На сегодняшний день основным видом карьерного транспорта, применяемого на разрезах Кузбасса, является автомобильный, доля перевозимой горной массы которого достигает 65%. Тенденции постоянного увеличения грузоподъемности автотранспорта приводят к расширению области его эффективного применения. Вместе с тем, рост глубины карьеров усложняет условия эксплуатации автотранспорта и предъявляет повышенные требования к его надежности, определяемой, в частности, долговечностью металлоконструкций.
Анализ структуры простоев парка карьерных автосамосвалов на разрезах Кузбасса показал, что доля простоев из-за отказов их металлоконструкций составляет 25 - 30%. Количество отказов механизмов и систем автосамосвала зависит от возникновения и развития трещин, которые образуются, главным образом, в раме и кузове автосамосвала. В процессе эксплуатации наиболее опасными, с точки зрения трещинообразования, являются динамические нагрузки, возникающие в процессе движения автомобиля по карьерным дорогам и при его экскаваторной загрузке.
В связи с изложенным, исследования, направленные на разработку и обоснование методов расчета на прочность и долговечность несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов, с учетом грансостава отгружаемой взорванной горной массы, а также качества карьерных дорог, являются актуальными.
Цель работы - разработка и обоснование методов расчета на прочность и долговечность несущих металлоконструкций большегрузных карьерных автосамосвалов.

Из рис.2.6 видно, что с наступлением осеннего периода существенно увеличивается не просто число дорожных неровностей, но и возрастает доля значительных неровностей. Для участков «отвал» и «основная дорога» наблюдается аналогичная тенденция. Гистограммы распределения высот неровностей в различные сезоны представлены в приложении 4.
Распределение скоростей движения в груженом и порожнем режимах работы на характерных участках карьерных дорог были получены с помощью обработки данных спутниковой системы GPS. При этом объем выборки
достаточно большой, обследовалось 24 автосамосвала в течение года.

Рис. 2.7. Гистограмма распределения годовых скоростей движения автосамосвалов БелАЗ-75131 в груженом режиме по забойной дороге
Из рис. 2.7 следует, что до 40% всех рейсов в груженом режиме по забойной дороге осуществляется со скоростью движения, изменяющейся в диапазоне от 15 до 25 км/ч, закон распределения является нормальным.
Данные по распределению скоростей в груженом и порожнем режимах на характерных участках карьерных дорог для автосамосвалов БелАЗ-75131, а также автосамосвалов БелАЗ-7555 представлены в приложении 3.
Экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния несущих металлоконструкций карьерных автосамосвалов производились с использованием БелАЗ-7555 и БелАЗ-75131. Деформации измерялись на участках дорог: отвал, забой и основной дороге, в груженом и по-