Оптимизация режимов работы одноковшовых экскаваторов при разработке взорванных мерзлых грунтов : На примере оборудования "прямая лопата"

• Автор: Цап, Федор Васильевич
• Шифр специальности: 05.05.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 233 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ НАГРУЖЕНИЯ ЭКСКАВАТОРОВ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
1.1 Анализ дефектов по типам машин
Выводы
1.2 Анализ изменения механических характеристик
мерзлых грунтов
Выводы
1.3 Анализ изменения механических характеристик
материалов при низких отрицательных температурах
Выводы
1.4 Анализ температурных режимов работы
электроприводов
Выводы
1.5 Состояние вопроса по оптимизации наладки
электроприводов
Выводы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2Л Методика экспериментальных исследований
2.2 Методика обработки экспериментальных данных
2.3 Анализ результатов
Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИИ С УЧЕТОМ ИЗМЕНЕИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
3.1 Методика поэтапного динамического расчета
экскаватора
3.2 Расчет элементов конструкции экскаваторов на
прочность и долговечность
Выводы
4. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ОДНОКОВШОВЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
4.1 Выбор критериев оптимизации и формирование
функции цели
Выводы
4.2 Алгоритм метода последовательных приближений для оптимизации режимов работы одноковшовых экскаваторов
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
На строительстве и открытых месторождениях полезных ископаемых при разработке взорванных мерзлых грунтов широко применяются одноковшовые экскаваторы. Типоразмерный ряд этого класса машин в отечественном экскаваторостроении представлен следующими моделями: ЭКГ-4; ЭКГ-5; ЭКГ-8; ЭКГ-12,5; ЭКГ-15; ЭКГ-20 и их модификациями. Все машины имеют независимый привод от двигателей постоянного тока, управляемых по системе генератор-двигатель (Г-Д), снабжены рабочим оборудованием "прямая лопата" и гусеничным типом ходовой части.
Экскаваторы первых выпусков имели рабочее оборудование "прямая лопата" со свободно подвешенной на канатах однобалочной стрелой, реечным напором и двухбалочной внешней рукоятью. Начиная с 1964 г. стал выпускаться экскаватор ЭКГ-8И с шарнирно-сочлененной стрелой, канатным механизмом напора и с новой компоновкой узлов. Эта конструктивная схема изготовления рабочего оборудования использована при проектировании последующих моделей ЭКГ-12,5, ЭКГ-15 и т.д.
Мощность двигателей? устанавливаемых на экскаваторах, зависит от вместимости ковша и назначения привода. Такдля механизма подъема используются двигатели с мощностью от 75 до 1500 кВт, для механизма напора - от 54 до 150 кВт и для механизма поворота - от 42 до 250 кВт.
При эксплуатации экскаваторов в условиях низких отрицательных температур увеличивается количество поломок элементов металлоконструкций и механизмов, длительность простоев машин в ремонте по сравнению с летними условиями эксплуатации увеличивается. Экономические потери зачастую носят не запланированный характер из-за аварийного выхода из строя элементов.
Обеспечению заданной надежности экскаваторов для работы при

низких отрицательных температурах эксплуатации служат различные мероприятия по сезонной наладке приводов, т.к. установочная мощность двигате-
Исследуемые параметры
/я Сила тока механизма подъема
V я Напряжение механизма подъема
1н Сила тока механизма напора
Ун Напряжение механизма напора
к Сила тока механизма поворота
Ув Напряжение механизма поворота
Усилие в подвеске стрелы
5я Усилие в канатах подъема
Сне Напряжения в нижней секции
Свс Напряжения в верхней секции
Пв Напряжения в верхнем подкосе
Пп Напряжения в перднем подкосе
Из Напряжения в заднем подкосе
Рс Напряжения сжатия в рукояти
Рв Суммарные напряжения в рукояти

Рис.2.1. Схема исследуемых параметров экскаватора ЭКГ-8И