УДК 622.1

ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАСЧЕТА РЕСУРСА РУКОЯТИ ЭКСКАВАТОРА

Великанов Владимир Семенович1, Исмагилов Кагарман Валиахметович2, Савельев Владимир Ильич3, Габитов Ильмир Анисович4
1ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», канд. техн. наук,
2ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», канд. техн. наук,
3ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», ст преподаватель,
4ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», студент

Аннотация
В работе разработан программный продукт, который позволил решить задачу расчета ресурса рукояти экскаватора. В программе учтено влияние внешних нагрузок, действующих на металлоконструкции карьерных экскаваторов, которые изменяются во времени и зависят от качества подготовки забоя, скорости подъема ковша и квалификации машиниста. Программа может быть использована в проектных организациях с целью повышения эффективности и производительности конструкторских работ.

Ключевые слова: горная порода, износ, квалификация, нагрузки, рукоять, экскаватор


SOFTWARE IMPLEMENTATION OF THE CALCULATION OF THE RESOURCE HANDLE OF EXCAVATOR

Velikanov Vladimir Semenovich1, Ismagilov Kagarman Valiahmetovich2, Savelev Vladimir Ilyich3, Gabitov Ilmir Anisovich4
1Nosov Magnitogorsk State Technical University, PhD. tehn. sciences,
2Nosov Magnitogorsk State Technical University, PhD. tehn. sciences,
3Nosov Magnitogorsk State Technical University, senior lecturer,
4Nosov Magnitogorsk State Technical University, student

Abstract
The work developed a software product that will solve the problem of calculating the resource handle excavator. In the program take into account the influence of external loads acting on the metal mining excavators, which vary over time and depend on the quality of the face, lifting speed of the bucket and operator qualification. The program can be used in the design organizations to improve the efficiency and productivity of design works.

Keywords: excavator, handle, load, qualification, rock, wear


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Великанов В.С., Исмагилов К.В., Савельев В.И., Габитов И.А. Программная реализация расчета ресурса рукояти экскаватора // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/12/61583 (дата обращения: 02.10.2017).

На карьерах и разрезах РФ эксплуатируется значительное число экскаваторов различных типов и мощности. В основной массе они отработали свой ресурс или имеют достаточно большие сроки эксплуатации.

Средневзвешенный износ экскаваторного парка по сроку службы, эксплуатируемого на железорудных карьерах РФ, превышает 1,1÷2,5 раза. Значительный износ имеют экскаваторы ЭКГ-8И, который составляет 85-100%, как и у экскаваторов ЭКГ-5 (5А) [1, 2].

В последнее время наблюдается увеличение случаев разрушения элементов металлоконструкций экскаваторов, влекущих длительные простои и необходимость проведения долгосрочного ремонта техники.

Основными причинами отказов рукояти экскаваторов с зубчато-реечным напором типа ЭКГ являются: динамические нагрузки, превышающие допустимый уровень; форма конструкции, приводящая к высокой концентрации напряжений; последствия ремонтных воздействий; относительно низкая квалификация машинистов.

Значительное число отказов металлоконструкций экскаваторов типа ЭКГ-5А приходится на отказ рукояти – 27 % (рис. 1) [1].

Рис. 1. Структура отказов металлоконструкций экскаваторов типа ЭКГ-5А

Оценка влияния квалификации машинистов на надежность рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А подробно рассмотрена в работе [1] обработаны данные хронометражных наблюдений за работой экскаваторов типа ЭКГ-5А при экскавации горной массы в конкретных условиях эксплуатации (рис. 2.).

Рис. 2. Распределение отказов рукояти экскаваторов типа ЭКГ-5А

В работах [1, 2, 4, 5], в ходе проведенных исследований установлено, что наибольшее количество отказов связано с проявлением пиковых нагрузок вследствие низкой квалификации машинистов (табл. 1).

Таблица 1. Результаты исследований

Стаж работы машини

стов, лет

Коэффициент управления

Максимальная скорость подъема ковша, м/с

Усилия в подъемном канате, кН

Напряжение,

МПа

Допустимое напряжение [σ], МПа

1-5

0,61

0,87

700

310

153

5-10

0,8

0,75

560

241

10-15

0,98

0,6

410

176

Необходимо также отметить, что в настоящее время методика, позволяющая, продлевать срок безаварийной эксплуатации  экскаваторов или управлять их долговечностью при разработке взорванных горных пород отсутствует. Существуют лишь методы расчета статической, динамической и усталостной прочности металлоконструкций экскаваторов, которые используются на стадии их проектирования. За основу в этих расчетах принимается положение о нормативных нагрузках значительно отличающихся от фактических, действующих на оборудование [3].

Для наиболее точных расчетов и решении задач прогнозирования ресурса металлоконструкций экскаваторов, разработана компьютерная программа, в которой в полной мере учтено: влияние  квалификации машинистов, характеристики горных пород и подготовленность горной массы к экскавации; характер формирования нагрузок во времени (рис. 3).

Функциональные возможности разработанного программного продукта позволяют: выбирать тип экскаватора; учитывать стаж работа машинистов по специальности; характеристики горной массы при экскавации в ковше; емкость ковша; сечение балки рукояти.

Рис. 3. Интерфейс программы

Таким образом, полученные данные позволяет определить режимы эксплуатации экскаватора, при которых будет достигаться максимальная долговечность конструкции рукояти.


Библиографический список
  1. Шарипов Р.Х. Изучение влияния скорости подъема ковша на долговечность рукояти экскаваторов с зубчато–реечным напором (на примере ЭКГ-5А): автореф. дис…. канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2011. – 18 с.
  2. Великанов В.С. Повышение эффективности эксплуатации карьерных гусеничных экскаваторов с оборудованием «прямая механическая лопата»: автореф. дис…. канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2009. – 18 с.
  3. Паначев И.А., Насонов М.Ю. Оценка механической нагруженности металлоконструкций экскаваторов при разработке крупнокусковой горной массы // Труды Х Междунар. науч.-практ. конференции «Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности». – Кемерово, 2008. – С. 70-73.
  4. Олизаренко В.В., Великанов В.С. К вопросу ранжирования профессиональных навыков машиниста карьерных экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2010. – № 3. – С. 315-319.
  5. Исмагилов К.В., Великанов В.С. Проектирование отечественных мехлопат с учетом требований рынка горной техники и эргономических показателей // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга», 2009. – № 2. – С. 30-32.


Все статьи автора «Великанов Владимир Семенович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: