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.
Идентификаторы и классификаторы
Во многих отраслях промышленности часто необходимо иметь сырье, содержащее определенный состав частиц, поскольку такое разделение сыпучего сырья на отдельные фракции увеличивает эффективность его применения. Поэтому просеивание является незаменимым единичным процессом разделения материалов в различных производственных процессах [1, 2].
Список литературы
1. Jahani M., Farzanegan A., Noaparast M. In-vestigation of screening performance of banana screens using LIGGGHTS DEM solver // Powder Technology. 2015. Vol. 283. P. 32‒47. DOI: 10.1016/J.POWTEC.2015.05.016.
2. Wang Z., Liu C., Wu J., Jiang H., Song B., Zhao Y. A novel high-strength large vibrating screen with duplex statically indeterminate mesh beam struc-ture // Journal of Vibroengineering. 2017. Vol. 19. No. 8. Pp. 5719–5734. DOI: 10.21595/jve.2017.18319.
3. Григорьев М. С. Особенности грохота ГИЛ-32 и его применение в горной промышленно-сти // Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. № 4. С. 429‒431.
4. Тутов С. С. Особенности горнодобывающего оборудования на примере грохота // Достижения науки и образования. 2020. № 14 (68). С. 22‒23.
5. Franco R., Flores P. A., Peinado A. A. C. Fa-tigue failure analysis of vibrating screen spring by means of finite element simulation: a case study // XIV International Conference on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications COMPLAS 2017. Рр. 766‒775.
6. Linhares T., Vimieiro C. Analysis of the dy-namic forces acting on a vibrating screen and its sup-port structure using a scale model // Measurement. 2021. Vol. 176. № 3. 109179. DOI: 10.1016/j.measurement.2021.109179.
7. Kim A., Doudkin M., Vavilov A., Guryanov G. New vibroscreen with additional feed elements // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2017. Vol. 17. № 4. Pp. 786‒794. DOI: 10.1016/j.acme.2017.02.009.
8. Ляшенко В. И., Дятчин В. З., Франчук В. П. Совершенствование вибрационных питателей-грохотов для горно-металлургической промышлен-ности // Известия вузов. Черная Металлургия. 2018. Т. 61. № 6. С. 470‒477. DOI: 10.17073/0368-0797-2018-6-470-477.
9. Ramatsetse B., Mpofu K., Makinde O. A. Failure and sensitivity analysis of a reconfigurable vi-brating screen using finite element analysis // Case
Studies in Engineering Failure Analysis. 2017. Vol. 9. Pp. 40–51. DOI: 10.1016/j.csefa.2017.04.001.
10. Hou Y., Fang P., Zeng L. Finite element anal-ysis of dual-frequency vibrating screen // Adv. Mater. Res. 2012. Vol. 479–481. Pp. 2124–8. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.479-481.2124.
11. Zhao Y. M., Liu C. S., He X. M., Zhang C. Y., Wang Y. B., Ren Z. T. Dynamic design theory and application of large vibrating screen // Procedia Earth and Planetary Science. 2009. Vol. 1. Issue 1. 2009. Pp. 776–784.
12. Ramatsetse B., Mpofu K., Daniyan I., Makinde O. Assessment of Reconfigurable Vibrating Screen Technology for the Mining Industries // The Human-Data-Technology Nexus. FAIM 2022. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springerэ Cham. DOI: 10.1007/978-3-031-18326-3_8.
13. Wang Z., Peng L., Zhang C., Qi L., Liu C., Zhao Y. Research on impact characteristics of screen-ing coals on vibrating screen based on discrete-finite element method // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects. 2019. Vol. 42. No. 16. Pp. 1–14. DOI: 10.1080/15567036.2019.1604905.
14. Nie Z. Dynamic Characteristic Analysis of Vibration Screen Based on Joint Face Analysis // Jour-nal of Physics: Conference Series 2085 (2021) 012013. IOP Publishing. doi: 10.1088/1742-6596/2085/1/012013
15. Орлов П. Н. Краткий справочник металли-ста. М. : ЁЁ Медиа, 2012. 960 с. 16.
Lambrighs K., Verpoest I., Verlinden B., Wevers M. Influence of non-metallic inclusions on the fatigue properties of heavily cold drawn steel wires // Procedia Engineering. 2010. Vol. 2. Iss. 1. Pp. 173–181.
17. Repin A.A., Alekseev S.E., Teplykh A.M., Popelyukh A.I. Influence of nonmetallic inclusions on endurance of percussive machines // Journal of Mining Science. 2011. Vol. 47. № 6. Pp. 798–806.
18. Kondratenko A. S., Timonin V. V., Kar-pov V. N., Popelyukh A. I. Ways to improve rotary-percussive drilling efficiency // Горный журнал. 2018. № 5. Pp. 63–68.
19. Попелюх А. И., Веселов С. В., Мункуе-ва Д. Д., Тимонин В. В., Карпов В. Н. Влияние не-металлических включений на сопротивление стали разрушению при многократном динамическом сжа-тии // Обработка металлов (технология, оборудова-ние, инструменты). 2017. № 2 (75). С. 67–78.
Выпуск
Другие статьи выпуска
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 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.
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/