Повышение надежности базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов в условиях Севера

• Автор: Болотнев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Содержание
Введение
ГЛАВА 1. Работа карьерного оборудования в регионах холодного климата. Цели и задачи исследований

1.1. Анализ работы горного оборудования в условиях Севера

1.2. Анализ работы карьерных электромеханических экскаваторов

1.3. Анализ работы гидравлических экскаваторов

1.4. Ремонтопригодность горного оборудования

Цели и задачи исследований

ГЛАВА 2. Анализ надежности карьерных электромеханических и гидравлических экскаваторов в регионах холодного климата

2.1. Надежность карьерных электромеханических экскаваторов

2.2. Надежность гидравлических экскаваторов и погрузчиков
2.3. Эффективность использования карьерных и гидравлических
экскаваторов
Выводы
ГЛАВА 3. Типовые отказы базовых узлов экскаваторов и факторы воздействия внешней среды
3.1. Хрупкие разрушения металлоконструкций по типам экскаваторов и их анализ
3.2. Взаимосвязь хрупких разрушений базовых узлов машин с факторами воздействия внешней среды
3.3. Физика процесса хрупкого разрушения и факторы воздействия внешней среды
3.4. Анализ способов снижения хрупких разрушений базовых узлов
металлоконструкций машин :
Выводы
| Глава 4. Прогнозирование распределения напряжений в базовых
узлах машин на основе метода конечных элементов

4.1. Теоретические основы метода конечных элементов
4.2. Распределение напряжений в базовых узлах
металлоконструкций карьерных экскаваторов
4.3. Распределение напряжений в базовых узлах
металлоконструкций гидравлических экскаваторов
Выводы
ГЛАВА 5. Направления реализации результатов исследований и ожидаемый экономический эффект
5.1. Требования к эксплуатации экскаваторов в регионах холодного климата
5.2. Рекомендации к ремонту металлоконструкций экскаваторов в
экстремальных условиях
5.3 Ожидаемый экономический эффект от реализации
предлагаемых решений
Выводы
Заключение
Библиографический список
Приложения
Приложение 1. Определение нагрузки и распределение напряжений
на рабочем оборудовании карьерного экскаватора ЭКГ-12
Приложение 2. Акт об использовании результатов диссертационной работы Болотнева А.Ю. «Повышение надежности базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов в условиях Севера»

ВВЕДЕНИЕ
Развитие основных отраслей экономики зависит от горнодобывающей промышленности, которая является базой для металлургии, машиностроения, энергетики, производства строительных материалов, химической промышленности и служит поставщиком сырья для многих других отраслей промышленности. Сибирь и Крайний Север обеспечивают потребность России: в алмазах - 100%; нефти, газе и угле — до 90%; меди и стратегическом сырье - более 80%; золоте - более 70%. Проблема эффективности использования горного оборудования в условиях холодного климата наиболее актуальна именно для России, поскольку экономика страны во многом зависит от добычи полезных ископаемых, а большая часть разведанных запасов находится в районах холодного климата. Холодный климат негативно влияет на уровень эксплуатационной надежности и работу горных машин. Снижение надежности при эксплуатации горного оборудования в условиях Севера связано с тем, что оно работает на открытом воздухе в наземных условиях. В результате неблагоприятного воздействия климатических факторов велика доля неплановых простоев карьерного оборудования, которые сопровождаются хрупкими разрушениями базовых узлов металлоконструкций машин.
Комплексное исследование надежности машин, работающих в регионах холодного климата, изучение типовых отказов, выявление причинности хрупких разрушений конструкций и разработка на их основе требований к эксплуатации и ремонту карьерных экскаваторов может существенным образов повысить надежность работы машин.
Работа выполнялась в 2006-2009 годах в Иркутском государственном техническом университете на кафедре горных машин и рудничного транспорта в соответствии с госбюджетной темой НИР ВУЗа (Тема № 47/150 «Повышение эффективности использования карьерного оборудования в регионах холодного климата»).

Распределение параметра потока отказов по месяцам года

/ /6
У

Рис. 2.15. Распределение параметра потока отказов экскаватора ЭКГ-15 УГОКа по месяцам года
Минимальное значение параметра потока отказов ЭКГ-15 УГОКа отмечается в летний период эксплуатации, максимальные значения - в период с августа по октябрь месяцы, а также в марте месяце. Возможной причиной этого являются резкие перепады температуры воздуха в осенневесенний период эксплуатации в сочетании с динамическими нагрузками.
Согласно проведенному анализу оценки надежности карьерных экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-15 выявлено, что у всех типов машин в зимний период эксплуатации отмечается повышение количества аварийных отказов базовых узлов металлоконструкций, а именно, балки рукояти, стрелы, ковша. Эти узлы особо подвержены влиянию низких отрицательных температур, которые существенно повышают вероятность возникновения хрупких разрушений. Известно, что одной из основных причин хрупких разрушений являются динамические нагрузки, особо опасные в периоды воздействия критических отрицательных температур воздуха [9].