Исследование и совершенствование методов проектных расчетов несущих конструкций экскаваторов

• Автор: Герасимова, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 212 с. : ил.

1. Инженерные методы проектирования конструкций экскаваторов
1.1.Нагрузки и определение усилий в несущих элементах конструкций
1.2.Расчетные случаи проектирования экскаваторов
1.3.Расчетные схемы конструкций экскаваторов
2. Аварии и разрушения конструкций экскаваторов
2.1.Надежность и аварийность экскаваторов на открытых горных работах
2.2.Причинно-следственный комплекс аварий и отказов несущих конструкций
2.3.Сценарии аварий экскаваторов
3. Моделирование аварийных ситуаций при проектировании экскаваторов
3.1.Методы моделирования аварийных ситуаций
3.2.Вычислительное моделирование причинно-следственных отношений формирования критических предельных состояний
3.3.Структурное моделирование надежности и разрушения
4. Новые задачи анализа напряженно-деформированного состояния при проектировании экскаваторов
4.1.Анализ номинального напряженного состояния и адекватности расчетных схем конструкций экскаваторов
4.2.Напряженное состояние с учетом технологической дефектности
4.2.1. Концентрация напряжений в области технологических дефектов

84 94

4.2.2 Статистическое моделирование параметров напряженно-деформированного состояния в связи с наличием дефектов
4.2.3 Обоснование сценариев аварийных ситуаций
4.2. Моделирование нелинейного поведения несущих конструкций экскаваторов Заключение Литература
Приложение 1. Аварии экскаваторов на открытых горных работах Приложение 2. Моделирование причинно-следственного комплекса аварийных ситуаций с использованием аппарата нечетких множеств
Приложение 3. Напряженное состояние элементов ковша карьерного экскаватора
Приложение 4. Исследование нелинейного поведения конструкций нижних рам
Приложение 5. Акты внедрения

Современные экскаваторы, применяемые на открытых горных работах, представляют собой высокопроизводительные крупногабаритные электромеханические системы, однако анализ эксплуатационной надежности показывает высокую долю отказов механического оборудования (50-70 %) в структуре потока отказов машин. Разрушения крупногабаритных металлоконструкций, происходящие чаще всего в результате распространения усталостных и хрупких трещин, приводят к значительным материальным потерям как из-за снижения добычи полезного ископаемого, так и из-за большой стоимости ремонта крупногабаритных узлов и конструкций. Одним из путей предотвращения катастрофических разрушений элементов металлоконструкций является выявление недостатков и совершенствование системы проектных расчетов. Это обусловлено следующими соображениями.
На протяжении нескольких десятилетий развития экскаваторострое-ния имеющиеся недостатки проектных расчетов выражались только в недостаточно высоких показателях надежности, так как в значительной степени компенсировались высокими запасами прочности и своевременной заменой оборудования по мере окончания амортизационного периода. Современный этап проектирования и эксплуатации несущих конструкций характеризуется тенденцией к снижению применяемых при проектировании коэффициентов запаса прочности и осложняется сложным экономическим положением предприятий, не позволяющих своевременно обновлять парк оборудования. Это выражается в росте аварийности конструкций и тяжести единичной аварии. Совершенствование системы проектных расчетов дает возможность снизить аварийность и экономический ущерб без существенных материальных затрат.
В связи с этим в настоящей работе проанализировано современное состояние методов проектных расчетов экскаваторов и установлены их осФаза розЬиггия Событие
(аварийной
ситуации
Трещина длиной 960 мм на на нижней секции стрелы
Рис. 20. Сценарий аварии №
Фаза развития Событие
аварийной
ситуации
УЭар распорного бруса об угол ковша и его излом
Рис. 21. Сценарий аварии №
Фаза развития
оварйной
ситуации
Событие
Излом балки рукояти возле возвратного блока

Рис. 22. Сценарий аварии Ха