Обоснование рациональных параметров рабочего оборудования карьерных экскаваторов с замыканием рабочих нагрузок

• Автор: Иванов, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПО КАРЬЕРНЫМ ЭКСКАВАТОРАМ
1.1. Оценка технического уровня конструкций карьерных экскаваторов
1.2. Основные направления исследований по карьерным экскаваторам
1.3. Постановка задач исследований
2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ЗАМЫКАНИЕМ РАБОЧИХ НАГРУЗОК
2.1. Обоснование компоновочной схемы рабочего оборудования с замыканием рабочих нагрузок
2.2. Выбор геометрических параметров рабочего оборудования
2.3. Кинематический анализ рабочего оборудования
2.4. Расчёт мощности силовой установки привода механизма
замыкания
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ОБОРУДОВАНИЯ С ЗАМЫКАНИЕМ РАБОЧИХ НАГРУЗОК
3.1. Разработка методики и программы эксперимента. Описание конструкции экспериментальной установки
3.2. Обработка экспериментальных данных
3.3.Оценка сходимости результатов экспериментального исследования и математического моделирования
Выводы

4. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ЗАМЫКАНИЕМ РАБОЧИХ НАГРУЗОК
4.1. Оценка энергоёмкости процесса копания при замыкании рабочих нагрузок
4.2. Разработка методики выбора параметров рабочего оборудования с замыканием рабочих нагрузок
4.3. Технические и технологические особенности экскаваторов
с замыканием рабочих нагрузок
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
П2. МЕТОДИКА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ЗАМЫКАНИЕМ РАБОЧИХ НАГРУЗОК
ПЗ. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО КАРЬЕРНЫМ ЭКСКАВАТОРАМ
1.1. Оценка технического уровня конструкций карьерных экскаваторов
В общем технологическом комплексе добычи полезных ископаемых открытым способом определяющими являются операции выемки (экскавации) и погрузки горной массы. Расходы на данные операции составляют до 40 % общих расходов на добычу полезных ископаемых /2, 9, 20 /.
Интенсификация открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых в значительной степени определяется применением высокопроизводительных комплексов технологического оборудования. В связи с тем, что карьерные экскаваторы являются ведущими машинами в технологической цепи, то от правильного выбора типоразмера и основных параметров карьерных экскаваторов зависят технико-экономические показатели функционирования горного предприятия в целом.
Основным видом выемочно-погрузочного оборудования на отечественных горнодобывающих предприятиях остаются карьерные экскаваторы типа ЭКГ (мехлопаты) с вместимостью стандартного ковша от 5,2 до 20 м3 (для скальных пород со средней плотностью 2,5 т/м3) производства машиностроительной корпорации «Уралмаш» и ОАО «Ижорские заводы» (рис. 1.1 и 1.2).
В таблицах 1.1... 1.3 приведены технические характеристики карьерных экскаваторов отечественного и зарубежного производства.
Карьерные экскаваторы (мехлопаты) являются высокопроизводительными машинами, отличаются надёжностью оборудования и, в целом, обеспечивают эффективную работу горнодобывающего комплекса.

2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ АНАЛИЗ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ЗАМЫКАНИЕМ РАБОЧИХ НАГРУЗОК
Совершенство конструкции оборудования и экскаватора в целом, его масса, нагруженность и надёжность зависят от рациональности заложенной силовой схемы. Рациональной является схема, в которой действующие силы взаимно уравновешиваются на возможно коротком участке с помощью элементов, работающих преимущественно на растяжение, сжатие или кручение (а не изгиб) / 80 /.
Принцип рациональности силовой схемы, является одним из общих принципов конструирования. Примерами реализации данного принципа в горных машинах являются грейфер, буроскалывающий рабочий орган горного комбайна с наружным и внутренним бурами /112/ и др. Технические решения по конструкциям карьерных и шагающих экскаваторов, рыхлителя и другого оборудования защищены патентами РФ №№ 1313961, 1749390, 1751267, 2005854, 2007532, 2026928 и 92033. В настоящее время зарубежными фирмами 1ЛЕВНЕМ1, БеппеЬобеп (Германия) освоено производство мощных экскаваторов с оборудованием грейфера.
2.1. Обоснование компоновочной схемы рабочего оборудования с замыканием рабочих нагрузок
Базовыми компоновочными схемами рабочего оборудования (РО) является схемы рабочего оборудования прямой и обратной лопат гидравлического экскаватора. Предлагаемая компоновочная схема РО с замыканием рабочих нагрузок (рис. 2.1) включает два новых элемента - рабочий орган, состоящий из двух шарнирно соединенных оппозитно расположенных ковшей, и механизм замыкания /41/.
Основным элементом рабочего оборудования с замыканием рабочих нагрузок является механизм замыкания, обеспечивающий выполнение трёх