Изучение влияния скорости подъема ковша на долговечность рукояти экскаваторов с зубчато-реечным напором : на примере ЭКГ-5А

• Автор: Шарипов, Ришат Хакимжанович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Современное состояние открытых горных работ Российской Федерации

1.2. Применяемое оборудование для экскавации горной массы на карьерах Российской Федерации

1.3. Анализ надежности экскаваторов, эксплуатируемых на горных предприятиях Урала

1.4. Постановка задач исследований

2. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭКСКАВАТОРОВ ТИПА ЭКГ-5А НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ РУКОЯТИ

2.1. Причины выхода из строя рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А.

2.2. Тензометрические измерения фактических усилий в подъемных

канатах экскаваторов типа ЭКГ-5 А, возникающих при черпании горной массы

2.2.1. Используемое оборудование
2.2.2. Результаты тензометрических измерений
2.3. Анализ методик расчета усилий
2.4. Расчет напряжений, возникающих в рукояти экскаваторов типа
ЭКГ-5 А
2.5 Обоснование рациональных режимов эксплуатации рабочего
Оборудования экскаваторов типа ЭКГ-5А
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РУКОЯТИ ЭКСКАВАТОРОВ ТРЕПА ЭКГ-5А
3.1. Распределение критических напряжений в конструкции рукояти
экскаваторов типа ЭКГ-5А

3.2. Напряжения, возникающие в рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А при экскавации горной массы с различными скоростями подъема ковша
3.3. Обоснование выбора способа ремонта рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5Л для замедления развития трещин
3.4. Мероприятия по снижению динамических нагрузок
Выводы
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА РУКОЯТИ ЭКСКАВАТОРОВ ТИПА ЭКГ-5 А
4.1. Расчет долговечности рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А.
4.2. Методика определения ресурса рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А
4.3. Экономический эффект мероприятий по снижению нагрузок в
рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Основным видом выемочно-погрузочного оборудования на карьерах являются экскаваторы - мехлопаты. Для погрузки горной массы на железорудных карьерах мира и Российской Федерации (РФ) в основном используются карьерные гусеничные экскаваторы с зубчато-реечным напором типа ЭКГ. Большая часть эксплуатируемых на открытых горных работах РФ экскаваторов была изготовлена в 70-х и 80-х годах. В настоящее время среднестатистическое значение износа по сроку службы экскаваторов типа ЭКГ-5А на Урале превышает 1,1К2,5 раза.
Анализ надежности экскаваторов типа ЭКГ-5А показывает, что из общей структуры потока отказов 40 % приходится на металлоконструкции экскаваторов. Наиболее распространенные дефекты металлоконструкций проявляются в виде усталостных микротрещин металла и трещин сварных соединений. Места появления трещин являются зонами максимальных концентраций напряжений, которые при циклическом изменении нагрузки по величине и во времени вызывают усталостное разрушение металлоконструкций и приводят к аварийной остановке. Надежность экскаваторов типа ЭКГ-5А снижается с возрастанием числа хрупких разрушений металлоконструкций.
Исследования причин отказов металлоконструкций экскаваторов ЭКГ-5А, показывают, что наибольшее количество отказов связано с нагрузками, превышающими предельные значения и возникающими вследствие относительно низкой квалификации машинистов, плохой подготовленности горной массы к экскавации и др., которые не учитываются, как правило, при проектировании.
С этой точки зрения обеспечение необходимой надежности экскаваторов типа ЭКГ-5А методом оценки фактического технического состояния и прогнозирования остаточной долговечности металлоконструкций экскаваторов, своевременной остановки на ремонт с целью предотвращения их разру-

Из рис. 2.5 видно, что отказы рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А проявляются в зонах максимальных концентраций напряжений (на основном металле балки рукояти: в начале концевой отливки - 1 и в месте крепления ковша - 2).
Действительно, расчет и построение эпюры момента сопротивления конструкции рукояти и напряжений, возникающих в рукояти при экскавации горной массы [56], показывает, что в начале концевой отливки рукояти момент сопротивления уменьшается, но при этом напряжения увеличиваются (рис. 2.6, 2.7).
Длина, м
Рис. 2.6. Эпюра момента сопротивления конструкции рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А
Длина, м
Рис. 2.7. Эпюра напряжений в рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А Места появления трещин являются зонами максимальных концентраций напряжений, которые при циклическом изменении нагрузки вызывают усталостное разрушение металлоконструкций.