СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ
При эксплуатации экскаваторов в их металлических конструкциях образуются многочисленные трещины, способные привести к разрушению. Согласно существующим требованиям Госгортехнадзора трещины после обнаружения должны быть устранены, но сроки устранения при этом определены не четко. Принятие решения о времени проведения ремонта экскаваторов, и заварки трещин производится на основе эмпирического опыта сотрудниками отдела главного механика разреза или механиками конкретного участка. В результате весьма часто, экскаваторы ставятся на ремонт значительно раньше момента, который может быть признан опасным для конкретной конструкции. С другой стороны, в отдельных случаях, ремонт экскаваторов производится уже после отказа их работы.
В настоящее время стоимость новых экскаваторов является достаточно высокой и их приобретение для большинства разрезов затруднительно. В связи с этим продление срока эксплуатации экскаваторов, отработавших нормативный период, является весьма актуальной, ранее не исследованной проблемой.
В качестве объектов исследования приняты экскаваторы типа ЭШ 10/70 (ЭШ 13/50) и ЭКГ-12,5 (ЭКГ-12,5/15). С целью установления основных факторов, влияющих на образование и развитие трещин в их металлоконструкциях, проведены измерения деформаций металла с помощью тензорезисторов и шлейфового осциллографа.
Основными факторами, определяющими ресурс металлоконструкций, являются прочность горной породы, площадь и форма развала взорванных пород, грансостав и коэффициент разрыхления породы в развале.
Анализ выполненных исследований позволил разработать методику прогнозирования времени надежной работы конструкций, имеющих трещиноподобные дефекты. Не отменяя систему годовых и капитальных ремонтов, методика позволяет сократить, а при определенных условиях и исключить аварийные ремонты.
Методика основывается на определении следующих параметров:
- зон образования трещин в металлоконструкциях экскаваторов и частоты их возникновения;
- нагруженности металлоконструкций в зависимости от грансостава взорванных пород и коэффициента разрыхления;
- числа циклов нагружения, распределения направлений действий нагрузок на рабочий орган экскаватора и усилий на механизмы;
- уровней напряжений и коэффициентов концентрации напряжений для узлов с развивающимися трещинами;
- трещиностойкости сталей в эксплуатационных условиях;
- значений коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) для видов трещиноподобных дефектов и элементов металлоконструкций экскаваторов;
- количества циклов нагружения до разрушения металлоконструкций при наличии сквозных и поверхностных трещин.
В отличие от ранее использовавшихся расчетов металлоконструкций экскаваторов на циклическую прочность, оценка долговечности и прочности конструкции с трещиной производится по уровню напряженного состояния в вершине трещины однозначно описываемого коэффициентом интенсивности напряжений (КИН). Оценка долговечности металлоконструкций с трещиноподобным дефектом связана с расчетом длительности роста трещины от начального зафиксированного размера до критического и зависит от размаха КИНа .
В основном для металлоконструкций экскаваторов используются стали ВСт3, 09Г2С и 10ХСНД. Для их сварных соединений были проведены эксперименты по определению хаpaктеристик статической и циклической трещиностойкости при воздействии отрицательных и положительных температур реального диапазона. В сварных соединениях исследовались три зоны: металл сварного шва, металл околошовной зоны и основной металл. Испытания при пониженных температурах производилась с применением методики [5].
Циклические испытания образцов проводилось совместно с Московским ЦНИИПроектстальконструкция на специально сконструированной разрывной машине циклического действия, позволяющей создавать частотные режимы нагружения в диапазоне от 0,01 до 1 Гц. Выбранные частоты наиболее близко отражают реальные условия и режимы работы металлоконструкций экскаваторов.
При работе экскаваторов на угольных разрезах Кузбасса в зимний период температура воздуха колeблется от 3130 до 2330 К, поэтому для циклических испытаний был выбран этот диапазон температур. В результате установлено, что скорость роста трещины в сварных соединениях существенно зависит от температуры окружающей среды. Для стали марки ВСт3 при циклическом нагружении со значениями размаха коэффициента интенсивности напряжений в пределах 20 ÷ 50 МПа и температурах в указанных пределах скорость роста трещины увеличивается в 1,3 ÷ 1,4 раза
Для расчета конструкций экскаваторов, была разработана компьютерная методика пошагового определения кинетики роста трещин, позволяющая устанавливать ресурс конструкций экскаваторов.
Разработанная методика прогноза долговечности конструкций экскаваторов позволяет оценивать остаточный ресурс машин с учетом горно-технологических факторов, основным из которых является диаметр среднего куска взорванной горной массы. На рис.3 приведены зависимости времени роста трещины в сварных швах металлоконструкций от диаметра среднего куска породы.
Рисунок 3. Время роста трещины в сварном шве от зафиксированного размера до критического в зависимости от грансостава пород;
1 - поверхностная трещина в ходовой тележке экскаватора ЭКГ-12,5/15 с начальным размером 0,03 м;
2 - сквозная трещина во фланцевом соединении ЭШ 13/50 с начальным размером 0,02 м
Из рис.3 видно, что для разных экскаваторов и металлоконструкций с увеличением степени дробления пород время роста трещины увеличивается.
Проведенные расчеты для отдельных случаев трещинообразования в металлоконструкциях экскаваторов показали возможность продления, до нескольких месяцев, их работы без постановки на ремонт. На основе выполненных исследований установлено, что при заданных грансоставе взорванных пород и размерах существующих трещин в металлоконструкциях можно оценивать остаточный ресурс конструкций и определять безопасный срок эксплуатации экскаваторов.
Список литературы
- Бирюков А.В. Статистические модели в процессах горного производства. - А.В. Бирюков, В.И. Кузнецов, А.С. Ташкинов. Кемерово: Кузбассвузиздат, 1996. - 228 с.
- Паначев И.А. Влияние агрессивных сред на хрупкую прочность и циклическую долговечность металлических конструкций. -И.А. Паначев, М.Ю. Насонов Сборн.научн.трудов Кузбасский государственный технический университет. Актуальные вопросы подземного и наземного строительства. Кемерово КузГТу. 1996. с.157-164.
- Броек Д. Основы механики разрушения. Пер. с анг. - М.; Высш. школа, 1980. - 368с.
- Панасюк В.В. Распределение напряжений около трещин в пластинах и оболочках. -В.В. Панасюк, М.П. Саврук, А.П. Дацишин. К., Наукова думка, 1976., 444 с.
- Воронецкий А.Е. Влияние низких температур на усталостный ресурс сварных соединений с исходными дефектами. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. кандидата техн. наук. М.: МИСИ им. Куйбышева. 1984. 22 с.
Статья в формате PDF
260 KB...
10 10 2026 3:27:44
Статья в формате PDF
94 KB...
09 10 2026 16:33:46
Аграрная реформа высветила многие проблемы, носящие хаpaктер долговременного действия на экономику России и, в частности, на ее агропромышленный комплекс, от успешного развития которого зависит продовольственная безопасность страны и жизненный уровень населения. К их числу относится и проблема земельных отношений.
...
08 10 2026 9:28:51
Статья в формате PDF
98 KB...
07 10 2026 16:20:34
Статья в формате PDF
126 KB...
05 10 2026 2:11:24
Статья в формате PDF
300 KB...
04 10 2026 13:53:17
Приводятся данные по содержаниям магнетита, ильменита, лейкоксена, циркона и аутигенных минералов – лимонита, пирита, марказита в неогеновых озерных отложениях. Рассматриваются некоторые особенности минерального и химического состава неогеновых глин, и содержания в них химических элементов. На основании минералогических и геохимических особенностей делается вывод, что осадконакопление происходило в глубоких теплых и бессточных солоноватых озерах в условиях щелочной восстановительной среды и сероводородного заражения. Постепенно растущая аридизация климата в неогене неоднократно прерывалась периодами повышенной увлажненности. При этом отложения кошагачской и туерыкской свит накапливались на трaнcгрессивном этапе развития неогеновых озер, а бекенской – на регрессивном.
...
02 10 2026 6:11:32
Статья в формате PDF
111 KB...
01 10 2026 17:40:18
Статья в формате PDF
117 KB...
30 09 2026 18:49:12
Статья в формате PDF
113 KB...
29 09 2026 3:35:50
В работе обосновано применение метода Дэвиса для оценки коэффициентов активности ионов, образующихся в кислотно-основной системе, при определении термодинамических констант диссоциации ароматических кислот в среде диметилформамида.
...
28 09 2026 19:20:54
Статья в формате PDF
303 KB...
27 09 2026 10:29:38
Статья в формате PDF
131 KB...
26 09 2026 19:46:55
Статья в формате PDF
123 KB...
25 09 2026 14:45:23
Статья в формате PDF
373 KB...
24 09 2026 14:56:51
Статья в формате PDF
265 KB...
23 09 2026 3:14:23
Статья в формате PDF
345 KB...
22 09 2026 20:58:10
Статья в формате PDF
396 KB...
20 09 2026 21:49:22
Статья в формате PDF
141 KB...
19 09 2026 4:37:23
Статья в формате PDF
165 KB...
16 09 2026 14:10:53
Статья в формате PDF
116 KB...
15 09 2026 9:26:24
Статья в формате PDF
236 KB...
14 09 2026 3:31:14
Статья в формате PDF
124 KB...
12 09 2026 14:27:31
Статья в формате PDF 281 KB...
11 09 2026 1:30:31
Проведен сравнительный спектральный анализ биоэлектрической активности головного мозга по данным электроэнцефалографии (ЭЭГ) и индукционной магнитоэнцефалографии (МЭГИ) пациентов с хронической формой ишемической нейрооптикопатии и глаукомой. Выявлен ряд особенностей, хаpaктеризующих наличие данных видов патологий у исследуемых, проявляющихся десинхронизацией работы полушарий, а так же повышением амплитуды спектральной оценки определенных частотных диапазонов МЭГИ и ЭЭГ. У пациентов с ишемической нейрооптикопатией выявлены признаки усиления тонуса адренорецепторов артериальных сосудов, а так же увеличение амплитуды медленных электрических потенциалов. Наличие глаукомы хаpaктеризовалось усилением тонус адренорецепторов гладкой мускулатуры, а так же ослаблением парасимпатического тонуса вегетативной нервной системы. Сравнительный анализ не показал статистически значимых отличий показателей МЭГИ и ЭЭГ.
...
10 09 2026 7:15:37
Статья в формате PDF
252 KB...
09 09 2026 3:13:44
Статья в формате PDF
99 KB...
07 09 2026 11:27:22
Под наблюдением автора было 262 больных острым холециститом. Обсуждаются вопросы адаптации больных к условиям операционного и послеоперационного периодов, которая зависит от окислительно-восстановительных процессов, обусловленных функционированием ферментативных систем, гипоксии тканей, снижения приспособительных реакций, особенно выраженных у лиц старше 50 лет. В контрольной группе (178) больных уже при поступлении в клинику намечалась тенденция к снижению РО2 в подкожно-жировой основе, а в момент операции оно было выраженным и устойчивым, которое держалось в течение 6 дней. Так же на всем протяжении послеоперационного периода у больных наблюдалось уменьшение кислородной емкости крови, концентрации SH-групп в плазме крови, только к моменту выписки эти показатели приближались к норме. Концентрация молочной и пировиноградной кислот крови тоже было повышенным. В исследуемой группе (84) больных, которые получали в комплексном лечении во время операции и послеоперационном периоде ганглиоблокаторы и гепарин, напряжение кислорода во время операции повышалось на 68%, повышение сохранялось 2-3 дня, а к концу 5 дня рО2 было в пределах нормы. Намечалась тенденция увеличения кислородной емкости крови и SH-групп в плазме. Не смотря на то, что при поступлении лактат и пируват были выше контроля, уже в первый день после операции эти показатели были ниже контрольных. Автор делает вывод о том, что применение в комплексном лечении ганглиоблокаторов и гепарина, позволяло улучшать кислородный баланс крови и ткани и, улучшать окислительновосстановительные процессы, адаптацию организма больного к стрессовым условиям, что способствовало снижению процента послеоперационных осложнений и летальности.
...
05 09 2026 7:48:49
Статья в формате PDF
99 KB...
02 09 2026 12:12:47
Статья в формате PDF
114 KB...
01 09 2026 5:16:50
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
