В статье рассмотрена методика определения параметров подвески ковша экскаватора-драглайна, для которой разработана математическая мо-дель, алгоритм и программа для ЭВМ на алгоритмическом языке Visual Basic. Особенностью расчета параметров упряжи ковша экскаватора является присутствие гибких связей – канатов. Наличие канатов и достаточно сложная конструкция упряжи затрудняет процесс расчета па-раметров – невозможно получить математическую зависимость, которая обеспечила бы вычисление угла наклона ковша в зависимости от усилий в канатах подъема, тяги и от углов их наклона. В статье для расчета угла рассмотрен поисковый алгоритм, включающий три цикла для поиска положения осей соединения подъемных канатов с подъемной цепью, тяговых канатов с тяговой цепью, угла наклона ковша по условию равенства задан-ной длины разгрузочного каната и расчетного его значения, определенного по положениям ковша и указанных осей. Дополнительными условиями по-иска служат: прохождение вектора силы подъема по биссектрисе угла между подъемной цепью и тягой шкива разгрузочного каната, прохождение вектора силы тяги по биссектрисе угла между тяговой цепью и вет-вью разгрузочного каната. Приведены результаты расчета.
Идентификаторы и классификаторы
- УДК
- 622. Горное дело
С начала производства драглайнов заводами-производителями и научными коллективами выполняются исследования, направленные на совершенствование конструкции и повышение эффективности рабочего процесса этих экскаваторов. Известно большое число предложений по выбору драглайнов для конкретных условий эксплуатации и по управлению рабочим процессом [1-4], по со-вершенствованию общей конструкции экскаваторов, и его различных узлов [5-6], по повышению эффективности эксплуатации [7-8].
Список литературы
1. Цымбалюк Т. А., Ческидов В. И. Методика выбора модели драглайна для отработки вскрыш-ных пород на разрезах // Физико-технические про`блемы разработки полезных ископаемых. 2020. № 4. С. 59–69. DOI: 10.15372/FTPRPI20200407.
2. Певзнер Л. Д. [и др.] К проблеме автоматизированного управления шагающим экскаватором-драглайном // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2010. № 7. С. 285–291. EDN NCTXVB.
3. Cheskidov V. I., Norri V. K. Stripping with direct dumping in Kusbass open pit mines: the current state and prospects // Journal of Mining Science. 2016. Т. 52. № 4. С. 725–731.
4. Пенчук В. А., Круглов Д. А. Влияние дли-ны стрелы на производительность драглайна // Наземные транспортно-технологические комплексы и средства: Материалы Международной научно-технической конференции, Тюмень, 08 февраля 2021 года / Под общей редакцией Ш. М. Мерданова. Тюмень : Тюменский индустриальный универ-ситет, 2021. С. 159–162.
5. Подэрни Р. Ю. [и др.] Анализ современных конструкций экскаваторов-драглайнов мировых производителей // Научный вестник Московского государственного горного университета. 2012. № 8. С. 103–114. EDN PCHAMX.
6. Лагунова Ю. А., Комиссаров А. П., Шеста-ков В. С. Проектирование карьерных экскаваторов. М. : Инновационное машиностроение, 2017. 228 c.
7. Мислибаев И. Т., Махмудов А. М., Махмудов Ш. А. Теоретическое обобщение режимов функционирования и моделирование эксплуатационных показателей работы экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 1. С. 102 –110. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-102-110.
8. Sokolski M. (Ed.). Mining machines and earth-moving equipment: problems of design, research and maintenance. Springer International Publishing. 2020. 226 p. DOI: 10.1007/9783-030-25478-0.
9. Головнева Т. П., Шестаков В. С. Расчет нагрузок на стрелу драглайна при транспортировании ковша // Горное оборудование и электромеханика. 2009. № 4. С. 50–55.
10. Брозовский С. Ю., Шестаков В. С. Расчет усилий в канатах драглайна при входе ковша в зону растяжки. // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Сборник трудов XXI Международной научно-технической конференции, проведенной в рамках Уральской горнопромышленной декады. Под общей редакцией Ю. А. Лагуновой. Екатеринбург, 2023. С. 237–240.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Вибрационные машины применяются в различных отраслях промышленно-сти. При этом следует учитывать статические и динамические силы, вызываемые вибрацией. В процессе эксплуатации вибрационный грохот подвергается недогрузкам или перегрузкам. Недостатки конструкции или ее материала могут привести к зарождению и образованию усталостных трещин в корпусе.
Методика проведения исследования. Фазовый состав образца исследова-ли с помощью рентгеновского дифрактометра XRD 7000 (Shimadzu) c при-ставкой для рентгеноспектрального микроанализа XFlash Detector 630M (Bruker Nano GmbH), на электронном сканирующем микроскопе VEGA LMS фирмы TESCAN с приставкой для энергодисперсионного анализа Xplore30 фирмы OXFORD instruments. Элементный состав образцов проверяли на спектрофотометре универсальном рентгенофлуоресцентном Clever B-23 и лазерном спектрофотометре SkiAps Z-902 Laser-Z. Металлографическое исследование проводили на оптическом микроскопе Olympus BX61. Твер-дость по Виккерсу измеряли на твердомере ИТВ-30-АМ.
Результаты исследования. Проведен анализ структуры и механических свойств материала корпуса грохота. В образцах материала корпуса гро-хота ГИС-63 отмечается морфологически одинаковая структура металла из мелкозернистого феррита и структурно-свободного цементита. Количественная оценка микроструктуры показала, что средний размер ферритных зерен составляет 9,17‒12,13 мкм, а твердость ‒ 140-150 HV.
Вывод. На основе проведенного исследования следует, что исследуемая сталь характеризуется невысоким металлургическим качеством, а твер-дость соответствует требованиям нормативных документов для марки стали 09Г2С.
Управление современным экскаватором требует от машиниста быстрого реагирования на изменяющиеся условия, точного контроля над тремя ко-ординатами, предотвращения нештатных ситуаций и обеспечения эффективности работы. Этот процесс также требует значительной кон-центрации, высокой энергии и стресса, связанных с физическими усилиями. Актуальность автоматизации управления рабочим процессом экскаваторов подтверждает необходимость решения задач по повышению производительности и надежности машин, уменьшению зависимости от субъективных качеств машиниста. Предлагаемая система управления перемещениями ротора карьерного роторного экскаватора предназначена пре-имущественно для экскаваторов с выдвижной или телескопической стре-лой и ориентирована на использование в рамках программного и ручного управления. Разработанная система управления перемещением ротора карьерного роторного экскаватора представляет собой совокупность подсистем для программирования и управления. Она обеспечивает пере-мещение ротора по разным циклам и траекториям, позволяя реагировать на непредвиденные ситуации, система управления имеет возможность переключения из автоматического режима в ручной.
Рассмотрены предложения по повышению эффективности эксплуатации конусных дробилок. Показано, что эффективность эксплуатации конусных дробилок напрямую связана с физико-механическими свойствами дробимого материала, их влиянием на профиль камеры дробления конусных дроби-лок и влиянием зазора эксцентрикового узла. Настоящая работа посвящена проблеме необходимости проведения обязательных предпроектных ис-следований. Проведенный анализ показал возможность совершенствования рабочего процесса за счет исключения прессования материала в некоторых зонах камеры дробления, увеличения пропускной способности камер дробления, управления процессом дробления. В качестве выводов предложен ряд рекомендаций по совершенствованию рабочего процесса в конус-ных дробилках мелкого дробления. Рекомендации должны учитывать рас-положение дробилки в технологической цепочке дробильно-сортировочной фабрики, физико-механические свойства дробимых материалов (позволяющие регламентировать условия эксплуатации дробилок), оценку точности изготовления деталей и узлов дробилки, образующих камеру дробления, что обеспечивает расчетные параметры процесса дробления. Приведены результаты экспериментальных данных по определению физико-механических свойств и характеристик дробимости материалов Баженовского месторождения, Хустской руды и Междуреченского сланца. Показан пример спроектированной брони неподвижного конуса с повышен-ными технологическими показателями для конкретных условий эксплуатации. Даны рекомендации по конструктивному совершенствованию дробил-ки для реализации необходимых параметров режима эксплуатации и надежности машины.
Актуальность работы заключается в том, что при эксплуатации больше-грузных карьерных самосвалов остро стоит проблема усталостных раз-рушений в элементах рам, рамных (несущих) конструкциях. Технологические процессы восстановления или текущего ремонта рам весьма сложны, требуют высокой квалификации ремонтных рабочих и наличия специального оборудования. В отдельных случаях восстановление рам сопровождается значительными простоями, высокими материальными и трудовыми затратами. Возникла необходимость оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) всей конструкции и отдельных элементов рамы. Целью исследования является разработка измерительной системы для экспериментального исследования процессов деформации рамы (несущей системы) большегрузных карьерных автосамосвалов и дальнейшего совершенствования ее конструкции, а также оптимизации режимов движения. Разработана принципиальная схема тензометрической измерительной системы, для нее подобраны измерительная аппаратура и устройства. Определены места установки датчиков (тензорезисторов) – участки в зонах соединения поперечины и лонжеронов. Проведены монтаж и верификация всей тензометрической измерительной системы, произведены необходимые настройки, проверена работоспособность. Выполнены предварительные экспериментальные исследования при работе горной транспортной машины непосредственно в карьере. Получен значительный объем данных по величинам деформаций (нагрузок) в цифровом и графическом отображении. Проведена верификация измерительной си-стемы и всех ее элементов, произведены требуемые настройки. Испытания и предварительные экспериментальные тензометрические исследования подтвердили, что полученные результаты адекватны процессам де-формации рамной конструкции исследуемых транспортных машин и корреспондируются с изменением условий эксплуатации, а также режимами движения. Создана основа для проведения следующего этапа тензометрических исследований.
В статье рассмотрена проблема эксплуатации шахтных подъемных сосу-дов с большой наработкой, превышающей назначенный срок службы обо-рудования. Описанные в статье случаи разрушения скипов шахтных подъемных установок показали не только механический износ такого оборудования, но и их усталостное повреждение. Это свидетельствует о воздействии динамических нагрузок. Ремонт такого оборудования недостаточно регламентирован и при низком его качестве возможно полное разрушение сосудов. В статье описаны примеры соответствующих инцидентов. Ком-плексный анализ работы оборудования бадьевого шахтного подъема поз-волил выявить влияние режима работы привода на износ оборудования. Авторами представлены результаты проведенных динамических испытаний, включающих в себя запись вертикальных ускорений бадьи при работе подъемной установки, и информация о токах двигателя и скорости подъема сосуда. Тахограмма подъема обуславливает возбуждение переходных процессов и колебаний сосуда на канате. С учетом сопровождаемого при этом взаимодействия с проводниками шахтного ствола подъемные сосуды испытывают динамические нагрузки. Авторами на примере бадьевой подъемной установки показано, что возможно достичь сохранения ис-правного технического состояния подъемных сосудов за счет оптимизации тахограммы и обеспечения плавного движения сосудов.
В процессе добычи твёрдых полезных ископаемых открытым способом ключевыми производственными операциями являются процессы разрушения и измельчения. Для повышения экономической эффективности горно-добывающих предприятий, использующих оборудование для дробления и измельчения, необходимо постоянно совершенствовать конструкцию и увеличивать срок службы основных компонентов. В работе представлена методика оценки эффективности использования оборудования для дробления, которая основана на анализе удельных затрат на дробление. Актуальность применения методов контроля эффективности оборудования для дробления возрастает в связи с увеличением объёмов переработки горных пород из-за снижения содержания полезного компонента в извлекаемой руде. В связи с этим была разработана методика, которая связывает физико-механические свойства разрушаемой горной породы с периодом замены расходных элементов дробилки. Разработка этой методики обусловлена необходимостью контроля эффективности использования техно-логического оборудования, в данном случае — оборудования для дробления. Внедрение методов оценки эффективности с использованием автоматизированных систем позволит снизить затраты на электроэнергию и расходные материалы, а также поддерживать стабильность размера ча-стиц. Экономико-математическая модель удельных затрат на дробление разработана с учётом опыта эксплуатации оборудования для дробления на различных горно-обогатительных комбинатах России. Разработанная методика позволяет с достаточной точностью оценить экономическую эффективность оборудования для дробления, используемого в рамках дро-бильно-сортировочных комплексов или обогатительных фабрик. При раз-работке методики авторы использовали теоретико-практический подход, учитывая реальную практику эксплуатации оборудования для дробления.
В статье рассмотрена методика определения усилий, действующих на элементы стрелы экскаватора-драглайна при положении ковша, как в зоне растяжки, так и в других точках рабочей зоны. Результаты расчета уси-лий используются для анализа напряженно-деформированного состояния стрелы. Исследования выполнены в системе APM WinMachine в модуле АРМ WinStructure3D. По данным проекта ЭШ-20.90 для трехгранной стрелы составлена модель конструкции, в которую включены все несущие элементы. Лестницы, площадки, поддерживающие ролики и освещение учтены силами тяжести, инерционными и центробежными силами от поворотного движения платформы. Результатами исследований силового и напряженно-деформированного состояния стрелы доказано, что с уче-том сил тяжести на верхний пояс стрелы не действует сжимающая нагрузка даже при максимальном приближении ковша к стреле, поэтому использовать предварительное напряжение вантами не требуется. Ис-ключение вант позволит упростить конструкцию стрелы и уменьшить сечение верхнего пояса. Результатами расчета напряжений показано, что имеются достаточные запасы прочности, выполненные расчеты при уменьшении толщины стенок труб несущих поясов на 1 мм показали, что условие прочности в сечениях обеспечивается, а масса стрелы уменьшает-ся на 7300 кг.
Издательство
- Издательство
- КУЗГТУ ИМ. Т.Ф. ГОРБАЧЕВА
- Регион
- Россия, Кемерово
- Почтовый адрес
- 650000, Кемеровская область - Кузбасс, г. Кемерово, ул. Весенняя, д.28
- Юр. адрес
- 650000, Кемеровская область - Кузбасс, г. Кемерово, ул. Весенняя, д.28
- ФИО
- Яковлев Алексей Николаевич (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- yakovlevan@kuzstu.ru
- Контактный телефон
- +7 (384) 2682314
- Сайт
- https://kuzstu.ru/