Введение к работе
- З -
Актуальность работы. Для удовлетворения потребностей народного хозяйства нашей страны в постоянно увеличивающихся объемах производства горных и земляных работ необходимо качественное изменение существующего парка землеройной техники и, в частности, основной его единицы - экскаваторного оборудования. Наиболее рациональным направлением решения указанной проблемы является увеличение единичной мощности зкскавационных машин, которое должно сопровождаться ростом производительности труда и снижением себестоимости продукции. Это относится и к гидравлическим экскаваторам, в настоящее время практически вытеснившим из отечественной строительной индустрии традиционные механические лопаты.
В.зарубежной промышленности два последних десятилетия характеризуются широким использованием мощных гидравлических экскаваторов. Высокие эксплуатационные характеристики и популярность этой техники у заказчиков свидетельствуют о ее конкурентоспособности с традиционными канатными лопатами. Ряд иностранных фирм стабильно ориентируется на производство данной продукции. .
В отечественной практике в этом вопросе имеется существенное отставание от зарубежного опыта Работы по созданию и промышленной апробации мощных карьерных гидравлических экскавато-ров, начатые в Советском Союзе в конце 70-х годов, продвинулись весьма незначительно и ощутимых результатов не приняли. Эксплуатация- трех опытных образцов, выпущенных за истекший период, выявила их низкую надежность. Одной из причин явилось отсутствие целого ряда научных положений, необходимых на стадии проектирования новой техники и доводки опытных образиоЕ. И> разработке " и посвящена настоящая работа.
Цель и задачи исследований. Целью работы является повышение эффективности мощных карьерных гидравлических экскаваторов. Для ее достижения решены следующие основные задачи: разработана методика определения нагруженности карьерного гидравлического экскаватора, разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров механизмов привода элементов рабочего оборудования и выработаны предложения по выбору рациональных режимов экскавации.
Научная новизна.
1. Разработан пакет прикладных программ по определению наг-
- 4 -руженности карьерного гидравлического экскаватора, ориентированный на интерактивный режим работы с конкретным пользователем.
-
Исследованы энергетические характеристики рабочего процесса карьерного гидравлического экскаватора и на этой основе разработаны рекомендации по устранению непроизводительных энергозатрат.
-
Исследовано нагружение гидроцилиндров рабочего оборудования, выявлена причинность негативных явлений и предложены мероприятия по их устранению.
-
На основании статистической обработки экспериментального материала предложены эмпирические зависимости для определения зоны копания карьерного гидравлического экскаватора при разработке обрушаемого забоя.
-
Определена взаимосвязь ориентации вектора силы сопротивления грунта копанию с податливостью рабочей жидкости и разрабатываемого грунта и уточнен диапазон вариации угла наклона этого вектора.
-
Разработаны рекомендации по выбору рациональных параметров механизмов привода элементов рабочего оборудования.
-
Разработаны рекомендации по выбору рациональных режимов экскавации, исследованы возможности автоматизации процессов и выявлено необходимое информационное обеспечение машиниста.
Практическая ценность работы. Разработана методика определения параметров нагруженности карьерных гидравлических экскаваторов, позволяющая на стадии проектирования экскаватора определять рациональную конструкцию его элементов с позиции их нагру-жения для обеспечения требуемой надежности. Реализация рекомендаций по выбору параметров механизмов привода элементов рабочего оборудования позволит снизить непроизводительные энергозатраты при копании и увеличить производительность карьерных гидравли-. ческих экскаваторов.
Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в ПО"Уралмаш" и ПО"Ижорский завод" и использованы при проектировании мощных карьерных гидравлических экскаваторов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседании кафедры "Строительные машины" МИСИ им. R R Куйбышева, а также на НТО ПО "Уралмаш" и ПО"Ижорский завод".
Публикации. По теме диссертации опубликованы три печатные
- 5 -работы и получено два положительных решения Госкомизобретений о признании заявки изобретением.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка использованных источников из 33 наименований и четырех приложений. Общий объем работы -250 с., в том числе: основной текст - 173 с. (приведены 18 рисунков и 13 таблиц), список использованных источников - 4 с. В приложениях (73 с.) приведены техническая характеристика экскаватора ЭГ-12А, краткое описание двух изобретений, разработанных с участием автора, и результаты апробационных расчетов по разработанной в диссертации программе расчета параметров нагруженнос-ти.
На защиту выносятся:
-
Методика определения нагруженности карьерного гидравлического экскаватора и алгоритмы программно-вычислительного комплекса, отличающиеся универсальностью их использования для прочностных расчетов, конструкторских и технологических проработок.
-
Реаультаты экспериментальных исследований энергетических характеристик рабочего процесса и нагруженности гидроцилиндров рабочего оборудования.
-
Экспериментальные данные по ориентации вектора силы сопротивления грунта копанию в различных режимах копания и теоретические положения по уточнению диапазона вариации угла наклона этого вектора к радиусу копания.
-
Рекомендации по выбору рациональных параметров механизмов привода элементов рабочего оборудования.
