Повышение ресурса функциональных элементов гидростоек механизированных крепей

• Автор: Набатникова, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с. : ил.

1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Виды и причины повреждений деталей гидростоек

1.2. Требования к качеству изготовления деталей гидростойки

1.3. Уровень качества соединений деталей и сборочных единиц

1.4. Задачи исследования

Выводы

2. Точность изготовления деталей соединений

и схемы нагружения гидростоек

2.1. Взаимосвязь точности изготовления деталей соединений и схем

нагружения гидростойки. Критерий состояния критического нагружения

2.2. Моделирование состояний критического нагружения

гидростойки на ПЭВМ
2.3. Посадки в соединениях гидростойки, исключающие возникновение
состояний критического нагружения
2.4. Влияние точности изготовления деталей соединений гидростойки
на вероятность возникновения состояний критического нагружения
2.5. Вероятность возникновения состояний критического нагружения
при различных посадках в соединениях гидростойки
Выводы
3. Влияние точности изготовления, деформаций и износа
поверхностей на величину нагрузок и вероятность возникновения состояний критического нагружения в гидростойке
• 3.1. Влияние точности изготовления деталей соединений на величину
изгибающих моментов и запасов прочности гидростоек
3.2. Влияние упругой деформации гидроцилиндра на вероятность возникновения состояний критического нагружения
3.3. Влияние пластической деформации гидроцилиндра на вероятность возникновения состояний критического нагружения
3.4. Влияние износа в соединениях гидростойки на вероятность возникновения состояний критического нагружения.
Предельный износ
3.5. Влияние деформации цилиндра от контактного давления поршня на возникновение состояний критического
нагружения
3.6. Экономическая эффективность от обоснования точности в соединениях гидростойки
Выводы
Заключение
Литература
Приложение

Актуальность работы. В состав современных механизированных комплексов для добычи угля входит значительное количество гидростоек. К гидростойкам как опорным элементам, создающим сопротивление опусканию кровли, предъявляются жесткие технические требования как по качеству их изготовления, так и по надежности эксплуатации. От работоспособности гидростоек зависят не только безопасность работы обслуживающего персонала и эксплуатационная производительность всего комплекса, но и существенные материальные и финансовые затраты, связанные с простоями дорогостоящего оборудования.
Точность изготовления функциональных поверхностей деталей гидростойки определяет их взаимное расположение и влияет на величину нагрузок, действующих на детали соединений. Эксплуатация гидростоек в условиях, когда фактическая схема нагружения деталей соединений не соответствует расчетной, приводит к их ускоренному износу и потере работоспособности. В настоящее время отсутствуют научно обоснованные методы назначения точности диаметральных размеров функциональных поверхностей деталей гидростоек. Точность этих размеров назначается исходя из предыдущих конструктивных решений и технических возможностей заводов-изготовителей гидростоек. При этом не проводится оценка возможности реализации таких схем нагружения, которые будут отличны от принятой расчетной. Кроме того, не рассчитываются предельные величины износа в соединениях, в рамках которых реализуется расчетная схема нагружения. В результате фактические нагрузки, действующие на детали соединений гидростойки, могут значительно превышать по величине расчетные значения, что соответствует возникновению в гидростойке состояний критического нагружения.
Необходимо отметить, что повышение точности изготовления деталей гидростойки с целью улучшения ее эксплуатационных характеристик не всегда оправдано. Помимо дополнительных материальных затрат это может привести
Отдельное исследование проведено для посадок, используемых в практике конструирования гидростоек. В соединениях «цилиндр - поршень» и «грундбукса - шток» обычно назначаются посадки вида Г19/Г9 (или Н9/Г7 для диаметров более 200мм), а в соединении «карман» цилиндра - грундбукса» -Н9Л9 или Н9/И8. Для этих посадок проведено моделирование состояний критического нагружения на ПЭВМ с целью оценки вероятности их возникновения в условиях единичного и мелкосерийного, среднесерийного и крупносерийного производства. При моделировании использовались следующие законы распределения размеров деталей соединений: закон равной вероятности (единичное и мелкосерийное производство), закон треугольника (среднесерийное производство) и нормальный закон (крупносерийное призводство). При изготовлении стоек в условиях единичного и мелкосерийного производства минимальная величина вероятности возникновения состояний критического нагружения равна 13-45% в зависимости от комбинаций видов посадок в соединениях стойки (рис. 2.11).
При изготовлении стоек в условиях среднесерийного производства вероятность возникновения состояний критического нагружения снижается до 2-26% (рис. 2.12), а в условиях крупносерийного производства - до 1-20% (рис. 2.13). Самой неблагоприятной комбинацией видов посадок в части возникновения неблагоприятных перекосов плунжера в заделке стойки является комбинация посадок вида Н9/0; Н9Я7; Н9/17. С целью уменьшения величины вероятности возникновения состояний критического нагружения, в соединении «карман» цилиндра - грундбукса» уменьшался зазор за счет использования более точных квалитетов при обработке поверхностей деталей в этом соединении; Минимальная вероятность возникновения состояний критического нагружения достигается при использовании в данном соединении посадки вида Н8/Ъ7 или Н7/Й7. На наш взгляд, предпочтение следует отдать посадке вида Н8/Ь7, так как обработка поверхностей деталей с такими квалитетами точности менее трудоемка и дешева по сравнению с посадкой вида Н7/Ь7.