Введение к работе
На большинстве крупных карьеров в России и за рубежом основным видом средств технологического транспорта являются авто-самосвалы особо большой грузоподъемности. .Эксплуатация большегрузных карьерных автосамосвалов осложняется двумя серьезными проблемами - высокой себестоимостью перевозок и отрицательным воздействием на экологическую обстановку в карьерах.
Затрата на транспортирование горной массы автосамосвалами в значительной мере, определяются показателями их надежности.- Специфика эксплуатации автосамосвалсв обусловлена сложными климатическими, дорожными условиями, большой собственной массой машин, физико-механическими свойствами перевозимого груза и значительными динамическими нагрузками при экскаваторной погрузке и движении по карьерным дорогам. Все это существенно ограничивает ресурс как отдельных узлов, так и автосамосЕалоз в целом.
В настоящее время ресурс карьерных автосамосвалов большой грузоподъемности составляет 170.0-230.0 тыс.км пробега. При этой машины простаивают в ремонте обычно больше времени, чем находятся на линии: коэффициент их технического использования равен 0.35-0.54.
Для повышения показателей надежности автосамосвалов необходимо установить их зависимость от факторов, определяющих эти показатели: условий эксплуатации, конструктивных особенностей, уровня технического обслуживания и ремонта. Полученные закономерности позволят управлять надежностью машин при их эксплуатации и создании новых моделей. Поэтому достоверное прогнозирование показателей безотказности и долговечности узлов и конструкций позволит повысить эффективность использования автосамосвалов, снизить затраты на их эксплуатацию, увеличить конкурентоспособность создаваемых машин.
Целью работы является определение влияния динамических нагрузок на надежность узлов и конструкций карьерных автосамосвалов и разработка способов повышения их ресурса.
Поставленная цель достигается решением следующих задач:
1.Разработка модели нагружения несущих конструкций карьерного автосамосвала.
2.Расчет ресурсных показателей узлов автосамосвала, применительно к конкретным условиям эксплуатации.
3.Разработка методики прогнозирований ресурсних показателей с учетом основных эксплуатационных факторов.
Идея работы заключается в том, что прогнозировать ресурс несущих конструкций карьерных автосамосвадов с достаточной степенью точности возможно с помощью комплексного показауеля динамических процессов, протекающих при движении автосамосвала по карьерным дорогам.
Для решения поставленных задач применялись следующие методы исследований:
методы классической механики (теория колебаний);
теория планирования экспериментов;
анализ и обобщение экспериментальных и статистических данных;
теория усталостной прочности*.
математическое моделирование процесса движения автосачос-вала на ЭВМ.
Научная новизна заключается а следующем:
внесены дополнения в математическую модель, позволяющие исследовать динамику процгсса движения карьерного автосамосвала;
разработаны методы расчета ресурса несушда металлоконструкций и шин применительно к определенным условиям эксплуатации;
получена модель нагружения рамы и шин автосамосвала Бе-лАЗ-7519(7Б12);
разработана методика прогнозирования ресурса несущих конструкций автосамосвала в зависимости от массы перевозимого груза, скорости движения, ровности дорожного полотна, радиуса кривых и продольного уклона дороги.
- 5 - "
Достоверность научных положений, выводов к рекомендаций подтверждается большим объемом экспериментальных исследований, использованием высокоточной измерительно-регистрирующей аппаратуры w достаточной сходимостью экспериментальных и теоретических данных (в пределах 15 %).
-
Зависимости между нагрузочными режимами действующими на на несущие металлоконструкции и шины карьерного автосамосвала при движении по карьерным дорогам и их ресурсом.
-
Метод прогнозирования ресурсных показателей несущих конструкций и узлов карьерных автосамссвалов основанный на полученной кривой повреждаемости (рис.3) и функциональных зависимостях (12,13,14).
Установлено влияние изменяемых эксплуатационных факторов на ресурс рамы и шин с помощью разработанной модели нагружения. Полученные зависимости позволяют прогнозировать ресурсные показатели в процессе эксплуатации машин, использовать их при расчете требуемого количества машин, ремонтных мощностей; сни также 'могут быть чспсльзозань; при создании новых моделей автосамссвалов для конкретных условий эксплуатации. Установлены зависимости, необходимые для определения рационального уровня ровности карьерных дорог применительно к конкретным карьерам.
По результатам исследований выполнено нормирование скоростей движения автосамосвалов грузоподъемностью 110-120 т в зависимости от дорожных условий по критерию наибольшей долговечности несущих металлоконструкций и кин.
Результаты исследований внедрены на предприятиях, .эксплуатирующих карьерные автосамосвалы особо большой грузоподъемности: на руднике "Центральный" АС "Апатит*1, Удачяииском и Айхальском ГОК АК ".Алмазы России-Саха".
Основные положения работы докладывались на' конференциях молодых ученых Санкт-Петербургского государственного горного института (1992-1S95 гг.); на 2-ой кеждукародной конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1994 г.); на 6 Всероссийской научно-методической конференции "Безопасность жизнедеятельности 'человек" (Новочеркасск, 1994 г.); на Международном симпозиуме "Горное дело з Арктике" (Санкт-Петербург, 1994 iv); на Международном семинаре "Проблемы и перспективы горной техники" ( Москва, 1994 г.), на заседании научно-технического совета АО "Апатит".
По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Диссертация состоит из введения, пятиглав и заключения. Изложена на 141 странице машинописного текста, содержит 30 рисунков, 23 таблицы, список литературы из 109 наименований и 3 приложения.