Исследование динамических процессов экскаваторов-мехлопат при разработке взорванных горных пород на разрезах Кузбасса

• Автор: Черезов, Артём Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Состояние парка экскаваторов-мехлопат на разрезах Кузбасса
1.2. Обоснование применения функции надёжности при эксплуатации экскаваторов-мехлопат
1.3. Описание стохастических процессов нагружения экскаваторов-мсхчопат
1.4. Кинетика усталостного разрушения при эксплуатационном пагрч жспии
экскаваторов-мехлопат
1.5. Постановка, цель и задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА НАГРУЖЕНИЯ МЕХЛ О П А [ ГГРИ
РАЗРАБОТКЕ ВЗОРВАННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД Н А ]» '. Ч>: КУЗБАССА
2.1. Экспериментальные исследования нагруженности элемента коны мнений экскаваторов-мехлопат на разрезах Кузбасса
2.2. Статистическая оценка размахов циклов нагружения элемсн :ов 1екьто-
конструкций мехлопат при разработке взорванных горных норо 1
2.3. Теоретическое обоснование функций распределения парам., грс > цгк юв
нагружения экскаваторов при разработке взорванных горн - : ) а
разрезах Кузбасса
Выводы
3. КИНЕТИКА УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПРИ КС Г V-
ТАЦИОННОЙ СТРУКТУРЕ НАГРУЖЕНИЯ МЕХЛ01. 1
3.1. Математическое моделирование роста усталостной трепц" I м < -
плуатационной структуре нагружения экскаваторов .
3.2. Лабораторный эксперимент для исследования кинетики с ю I I
разрушения при нерегулярном нагружении мехлопат... . —

3.3. Результаты обработки данных математического моделнроь иш <6о-раторного эксперимента для исследования роста усталос'п I . 1,н,мы

при нерегулярном нагружении мехлопат
Выводы
4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ НАДЁЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОП Ж 1 1 I-
РУКЦИЙ МЕХЛОПАТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ВЗОРВА1. Ы . ' О ’
НЫХ ПОРОД
4.1. Разработка базовой структуры алгоритма для оценки ф и I ч ю-
сти элементов конструкций экскаваторов-мехлопат
4.2. Обоснование применения параметров динамических прог _со ■" ы
экскаваторов-мехлопат при разработке взорванных горн 11 ' > разрезах Кузбасса
4.3 Методика оценки надёжности элементов металлоконс грч ■ ч лто-
ров-мехлопат для выбора оптимальных режимов их экс и , 1 ?
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Одной из важных проблем при разработке взорванных горных пород при транспортной системе является эффективное управление эволюцией этапов эксплуатации экскаваторов. Одним из путей к решению названной проблемы является вычисление функции надежности экскаваторов, определяемой вероятностью безотказной их работы на заданном отрезке времени.
В настоящее время актуальной является параметрическая (физическая) теория надёжности, которая, в отличие от математической (формальной) теории надёжности, привлекает не только теорию вероятностей и математическую статистику, но и модели процессов, которые вызывают возникновение отказов.
Основной причиной отказов металлоконструкций экскаваторов-мехлопат является многоцикловое усталостное разрушение [26, 28, 50, 59, 65, 66, 69, 73]. В процессе усталости существуют две стадии: стадия I, во время которой происходит зарождение макроскопической усталостной трещины вследствие накопления повреждений, и стадия II - рост появившейся макроскопической трещины. Две названные стадии отличаются своей физической природой и подчиняются различным закономерностям [86]. В качестве основной причины усталостного разрушения металлоконструкций экскавато-ров-мехлопат выступают концентраторы напряжений - дефекты сварных соединений: поры, непровары, прожоги, неметаллические включения, подрезы. В промышленных условиях часто приходится сталкиваться с трудностью определения стадии процесса усталости. Выходом из этой ситуации является уподобление дефектов металлоконструкций экскаваторов макроскопическим усталостным трещинам, то есть игнорирование стадии I и рассмотрение только стадии II [25]. Изучением этой стадии процесса усталости занимается механика усталостного разрушения, которая, в отличие от классической тео-

сти измерений, как при однократных, так и при многократных нагружениях и разгрузках (рис.2.56).
Применение привариваемых тензорезисторов позволяет значительно сократить сроки подготовки объекта к испытанию благодаря упрощению большинства подготовительных операций. Для приварки металлической фольги не требуется тщательная зачистка и обезжиривание мест установки тензорезисторов. Вполне достаточно снять краску и ржавчину наждачным кругом. Качество крепления тензорезисторов с помощью аппарата для точечной сварки не зависит от субъективных качеств исполнителей, так как по сравнению с приклейкой приварка требует меньших навыков персонала при более высокой надежности соединения (рис.2.5в).
Привариваемые тензорезисторы устанавливались на элементы металлоконструкций стрелы, рукояти, ковша, поворотной платформы и стойки экскаваторов-мехлопат (рис.2.6).
Рис.2.6 - Места установки тензорезисторов на экскаваторе
При проведении натурных экспериментов с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП) использовалась частота дискретизации выбранная с помощью теоремы Котельникова-Нейквиста. Согласно этой тео-