Введение к работе
Г'0ІР „И
От до л ;, -;-п.'і1"!'' і Актуальность. Одной из важнейших задач на современном этапе
развития народного хозяйства страны является расширение сырьевой базы предприятий строительной индустрии и повышение эффективности горнодобывающей промышленности. Поставленная задача может быть выполнена как за счет увеличения объемов производства, так и применения новейших технологий при разработке строительных материалов и добыче полезных ископаемых. Это определяет потребность промышленности в мощной карьерной технике.
Накопленный зарубежный и отечественный опыт производства и эксплуатации карьерных экскаваторов показывает возрастающую тенденцию развития этого вида техники по пути создания мощных гидравлических экскаваторов, которые обладают рядом технических и технологических преимуществ в сравнении с традиционными канатными мехлопатами. При этом расширенные технологические возможности, увеличенные усилия копания и меньшая масса гидравлических карьерных экскаваторов определяют специфику нагружения и работы основных узлов и металлоконструкций ходового оборудования, а также предъявляют повышенные требования к их надежности.
К сожалению, выпущенные в нашей стране первые модели гидроэкскаваторов ЭГ-12 (ЭГО-6), ЭГ-12А и ЭГ-20 не отвечали в полной мере предъявленным к ним требованиям, отличаясь низкой надежностью и увеличенной металлоемкостью в сравнении с зарубежными аналогами. Это прежде всего объясняется низким качеством изготовления, малым опытом проектирования таких машин, а также отсутствием расчетных методик, что заставило принять при конструировании завышенные коэффициенты запаса. Последнее обстоятельство определило направленность исследований, представленных в диссертации.
Работа представляет собой составную часть комплекса работ, направленных на решение проблемы 0.05.09. по разработке гидравлических экскаваторов нового технического уровня и освоению промышленного выпуска их унифицированного ряда для интенсификации работ (постановление ГЮГГ №555 от 30.10.85).
Цель работы. Целью работы является повышение надежности и снижение металлоемкости ходового оборудования карьерных гидравлических экскаваторов.
- 4 -Научная новизна. Научной новизной обладают следующие основные результаты работы
разработаны основные методические положения по формированию расчетной схемы для определения напряженно-деформироЕанного состояния металлоконструкций ходового оборудования методом конечных элементов (МКЭ);
апробирован расчет металлоконструкций ходового оборудования методом конечных элементов по разработанной расчетной схеме и на базе полученных результатов проведено исследование влияния внепмего нагружекия на напряженное состояние металлоконструкций и выработаны рекомендации по проведению расчетов аналогичных конструкций;
- исследовано влияние податливости поворотной платформы на
нагрукенность ходового оборудования и на этой основе доказана
возможность расчета его металлоконструкций по предложенной рас
четной схеме;
проведен анализ напряженного состояния металлоконструкций ходового оборудования и разработаны рекомендации по снижению их металлоемкости. Исследовано деформированное состояние металлоконструкций с позиции его влияния на работу основных узлов ходового оборудования;
впервые проведены экспериментальные исследования нагру-женности ходоеого оборудования карьерных гидравлических экскаваторов ЭГ-12А и ЗГ-20. Полученные результаты подтвердили правомерность разработанной в настоящей работе методики расчета.
Практическая ценность. Разработанная в работе методика расчета ходового оборудования позволяет получить максимальное напряженно-деформированное состояние металлоконструкций путем проведения лишь одного расчета методом конечных элементов с последующим определением наибольших значений напряжений и деформаций посредством перебора всех возможных вариантов внешнего нагрухе-ния. Это значительно сокращает время счета, уменьшает объем выходной информации и соответственно облегчает ее анализ, а также позволяет получить напряженно-деформированное состояние металлоконструкций ходового оборудования в случае использования сменного рабочего оборудования или изменения параметров гидропривода без дополнительных расчетов по методу конечных элементов.
Основные методические положения расчета на статическую
- 5 -прочность, разработанные в диссертации, легко поддаются программированию с возможностью использования вькодного файла данных программного комплекса реализующего МКЭ. Это дает возможность значительно облегчить и сократить процесс конструирования за счет автоматизации расчетных операций.
Предложенный в работе способ задания внешнего нагружения является универсальным и может быть использован при расчете различных металлоконструкций, испытывающих многофакторное нагруже-ние, требующее перебора множества вариантов.
Реализация работы. Разработанные в рамках диссертации рекомендации и предложения, а также методика прочностного расчета металлоконструкций используются в ПО"Уралмаш" при проектировании новых и модернизации существующих карьерных гидравлических экскаваторов.
Апробация. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на НТО секции горнорудного и доменного машиностроения ПО"Уралмаш" в 1987 и 1989гг, а также нашли отражение в 3 научно-исследовательских отчетах ОНИЛ мощных экскаваторов при МИСИ им. В. В. Куйбышева
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 положительных решения Госкомизобретений о признании заявки изобретением.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе, списка использованных источников из 51 наименования и двух приложений. Общий объем работы 186 с. ,в том числе: основной текст - 144 с. (приведены 44 рисунка и 20 таблиц),список использованных источников - 5 с. и приложения - 37с.
