СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ

Паначев И.А. Насонов М.Ю. Антонов К.В. Статья в формате PDF 141 KB

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  233К, 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

  1. Бирюков А.В. Статистические модели в процессах горного производства. - А.В. Бирюков, В.И. Кузнецов, А.С. Ташкинов. Кемерово: Кузбассвузиздат, 1996. - 228 с.
  2. 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.
  3. Броек Д. Основы механики разрушения. Пер. с анг. - М.; Высш. школа, 1980. - 368с.
  4. 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.
  5. 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.


ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ Статья в формате PDF 193 KB...

12 04 2026 23:23:48

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ Статья в формате PDF 277 KB...

11 04 2026 1:44:45

О ФИЗИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ЛИМФАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

О ФИЗИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ ЛИМФАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Лимфатическая система с момента закладки является частью единой сердечно-сосудистой системы и образуется в эмбриогенезе путем выключения части первичных вен и их притоков с эндотелиальными стенками из кровотока. Неравномерный рост первичного лимфатического русла с эндотелиальными стенками, в т.ч. путем его частичной магистрализации и редукции, лежит в основе морфогенеза вариабельной дефинитивной лимфатической системы у плодов в прямой связи с закладкой лимфатических узлов. ...

02 04 2026 2:39:43

ПРОБЛЕМА МОТИВАЦИИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ В ПОДГОТОВКЕ ШКОЛЬНЫХ УЧИТЕЛЕЙ

ПРОБЛЕМА МОТИВАЦИИ И ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ В ПОДГОТОВКЕ ШКОЛЬНЫХ УЧИТЕЛЕЙ В работе приводится анализ мотивации выбора профессии педагога на основе изучения профессиональной ориентации в группе студентов факультета дополнительных профессий СГПИ. ...

31 03 2026 2:29:21

ИСТОРИЯ РОССИЙСКОГО ТУРИЗМА (учебное пособие)

ИСТОРИЯ РОССИЙСКОГО ТУРИЗМА (учебное пособие) Статья в формате PDF 113 KB...

29 03 2026 20:35:37

ЛЕГКИЕ ГОРОДА

ЛЕГКИЕ ГОРОДА Статья в формате PDF 289 KB...

26 03 2026 9:41:55

К КИНЕТИКЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА, РАЗМНОЖЕНИЯ И ГИБЕЛИ МИКРООРГАНИЗМОВ

К КИНЕТИКЕ ПРОЦЕССОВ РОСТА, РАЗМНОЖЕНИЯ И ГИБЕЛИ МИКРООРГАНИЗМОВ Рассмотрен вариант синхронного деления клеток. Предложены кинетические уравнения, описывающие рост, размножение и гибель микроорганизмов с учетом как естественной cмepтности, так и внутривидовой борьбы. Рассматривается квазистационарный метод решения уравнения для определения плотности функции распределения микроорганизмов по возрастам. Предложен явный вид коэффициента диффузии в прострaнcтве масс. Получено аналитическое решение в квазистационарном приближении для плотности функции распределения микроорганизмов по возрастам для случая, когда рост клетки пропорционален ее массе (объему). ...

25 03 2026 22:30:24

МОЛОДЕЖЬ В СОЦИАЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ОБЩЕСТВА

МОЛОДЕЖЬ В СОЦИАЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ОБЩЕСТВА Статья в формате PDF 126 KB...

19 03 2026 17:38:51

КОЛЕБАНИЯ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

КОЛЕБАНИЯ УПРУГО-ПЛАСТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ Статья в формате PDF 147 KB...

18 03 2026 22:57:15

Медико-экологическая оценка состояния здоровья населения г. Сатпаев по данным обращаемости

Медико-экологическая оценка состояния здоровья населения г. Сатпаев по данным обращаемости Проведен анализ динамики заболеваемости по отдельным возрастным группам населения г. Сатпаев. Результаты показали, что общим явлением для всех возрастных групп было значительное учащение после аварии болезней органов дыхания, а у взрослых и подростков – болезней мочепoлoвoй системы. Заболеваемость детского населения в 2007 г. возросла по сравнению с 2006 г. в 1,3 раза, различия достоверны с высоким уровнем вероятности такого утверждения (26782,3 ± 333,4‰ против 34393,1 ± 359,8‰, t = 15,3, p < 0,001). Анализ ситуаций, показал, что психо-эмоциональный стресс, вызывающий обострение многих хронических и появление новых нозологических форм заболеваний, тесно связан с психо-эмоциональным состоянием типа высшей нервной деятельности человека. ...

16 03 2026 13:54:28

СПАМ-ФИЛЬТРЫ И БЛОКИРАТОРЫ

СПАМ-ФИЛЬТРЫ И БЛОКИРАТОРЫ Статья в формате PDF 276 KB...

04 03 2026 23:36:43

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 ::