Введение к работе
Акуалыюсть темы. Интенсификация открытого способа разработки месторождений полезных ископаемых в значительной степени определяется внедрением высокопроизводительных комплексов горнотранспортного оборудования.
Ведущим звеном в технологической цепи оборудования являются карьерные экскаваторы, технический уровень которых во многом обусловливает технико-экономические показатели функционирования горного предприятия в
целом.
Как показывает практика открытых горных работ, развитие конструкции карьерных экскаваторов идет по пути роста единичной мощности и массы машины. Экстенсивный рост параметров карьерных экскаваторов сопровождается увеличением грузоподъёмности транспортных средств (карьерных автосамосвалов) и требует выполнения значительного объёма горно-строительных работ для размещения крупногабаритного оборудования. В результате экономический эффект от применения мощных экскаваторов существенно снижается.
Наиболее радикальный способ повышения технического уровня выемоч-но-погрузочного оборудования заключается в принципиальном изменении характера взаимодействия рабочего органа с горной породой и схемы силового потока машины, т.е. способа передачи и восприятия рабочих нагрузок.
В связи с этим обоснование рациональных конструктивных схем рабочего оборудования карьерных экскаваторов с замыканием рабочих нагрузок, обеспечивающих повышение технического уровня экскаваторов, является актуальной научно-технической задачей.
Объект исследования - рабочее оборудование карьерного экскаватора.
Предмет исследования - способы передачи и восприятия рабочих нагрузок действующих на рабочее оборудование и в целом на экскаватор.
Цель работы - повышение технического уровня карьерных экскаваторов за счёт снижения нагруженности и металлоёмкости экскаватора.
Идея работы заключается в реализации внутреннего замыкания рабочих нагрузок в пределах рабочего органа.
Научные положения, выносимые на защиту:
1 Формирование рабочих нагрузок при экскавации горной породы на ра
бочем органе карьерного экскаватора определяется структурой рабочего органа
- при двухковшовом рабочем органе и оппозитном расположении ковшей ра
бочие нагрузки, действующие на режущих кромках ковшей, частично уравно
вешиваются. _
-
Рациональная схема нагружения рабочего органа с замыканием рабочих нагрузок обеспечивается за счет введения в конструкцию рабочего органа механизма замыкания.
-
Показателем степени совершенства конструктивной схемы рабочего оборудования карьерного экскаватора является относительная величина вместимости рабочего органа, отнесенная к длине пути его наполнения.
Научная новизна результатов исследований:
установлены теоретически и экспериментально закономерности рабочего процесса карьерного экскаватора с замыканием рабочих нагрузок;
обоснованы рациональные значения основных параметров рабочего оборудования из условия уравновешивания рабочих нагрузок;
разработана методика расчёта параметров рабочего оборудования с замыканием рабочих нагрузок.
Методы научных исследований. В ходе выполнения работы применялись методы, базирующиеся на принципах классической механики и теории подобия механических систем.
Достоверность научных положений, выводов и результатов исследований подтверждается корректным использованием методов теории подобия и математического моделирования; удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, относительное расхождение которых не превышает 10...15%.
Практическая значимость полученных результатов:
установлены основные технические характеристики рабочего оборудования с замыканием рабочих нагрузок;
получен патент на полезную модель;
разработана инженерная методика выбора параметров рабочего оборудования.
Реализация выводов и' рекомендаций работы. Результаты работы внедрены в ОАО «Ураласбест». Предложенный для ОАО «Ураласбест» вариант конструктивного решения рабочего оборудования карьерного экскаватора обеспечивает снижение нагруженности оборудования и массы машины.
Получен патент на полезную модель № 92033 «Рабочее оборудование экскаватора» от 10.03.2010, бюл. № 7.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы с 2009 по 2011 гг. докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах и семинарах, в том числе на симпозиумах «Неделя горняка - 2009...2011 гг.», МГГУ (г. Москва), международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека. Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» (г. Екатеринбург, 2008-2011 гг.). Публикации.
Основные научные результаты опубликованы в шести работах, в том числе в двух из Перечня ведущих'рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Министерства образования и науки РФ.
Личный вклад автора в публикации, выполненные в соавторстве: формирование основной идеи, выбор метода исследований, анализ полученных результатов и подготовка на их основе методик расчета и рекомендаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 139 наименований. Работа изложена на 128 страницах машинописного текста, в том числе содержит 39 рисунков, 21 таблицу и 3 приложения на 32 страницах.
