Наукові методи ідентифікації процесів коливань і вдосконалення віброзахисту обладнання кар"єрних екскаваторів - Автореферат

Під дією інтенсивних вібраційних навантажень, що перевищують граничнодопустимі величини, віброчутливе обладнання часто виходить з ладу, знижується продуктивність екскаваторів унаслідок простоїв (до 750 годин за рік на один екскаватор) на ремонти і заміну цього обладнання, а серед машиністів екскаваторів спостерігаються випадки захворювань вібраційною хворобою. Таким чином, встановлення закономірностей формування вібраційних процесів залежно від умов екскаваторного забою, розвиток наукових основ моделювання та ідентифікація спектральних характеристик з урахуванням резонансних явищ головних вузлів машини, вдосконалення методів віброзахисту, підвищення надійності та рівня якості екскаваторів за рахунок зниження вібраційних навантажень обладнання є актуальною науковою проблемою, що відповідає вимогам сучасності. Мета і завдання дослідження полягають у підвищенні ефективності роботи карєрних екскаваторів шляхом зниження вібраційних навантажень на основі моделювання та ідентифікації спектральних характеристик машини, вибору раціональних параметрів робочого устаткування, а також вдосконалення методів інфразвукової вібраційної ізоляції віброчутливого обладнання. Вдосконалення методів віброзахисту обладнання екскаваторів шляхом розробки відсутніх раніше методів ідентифікації процесів коливань для реальних умов взаємодії робочого органу із забоєм, розрахунок спектральних характеристик машини з вибором раціональних параметрів резонансних коливань робочого устаткування, наукове обґрунтування структури і параметрів спеціальних віброізоляторів, здатних ефективно гасити вібраційні навантаження карєрних екскаваторів. Спектр інфразвукових вузькосмугових резонансних коливань поворотної платформи екскаватора формується співвідношенням інерційних параметрів основних мас машини і робочого устаткування на пружно демпфуючих звязках канатної підвіски цього устаткування і підошви екскаваторного забою під дією зусиль реакції зовнішнього середовища екскаваторного забою: загальної маси всієї машини в діапазоні частот 1ч2,5 Гц, моментом інерції і маси рукояті з ковшем в діапазоні 3ч4 і 5ч7 Гц відповідно, моментом інерції верхньої секції стріли в діапазоні 10ч12 Гц.У результаті виконаних досліджень статистичних параметрів випадкового процесу з використанням сучасних методів цифрового аналізу вібраційного процесу та розроблених алгоритмів і програм, статистичної обробки експериментальних даних одержано основні статистичні характеристики випадкової вібрації карєрного екскаватора: кореляційна функція, спектральна густина потужності, інтегральна спектральна функція процесу. г) частотна деталізація розподілу спектральної густини вібраційного прискорення поворотної платформи екскаватора повною мірою забезпечується при ефективній ширині смуги аналізу 2,5 Гц ? ?fe ? 5 Гц з відносним довірчим інтервалом о ? 10 ± 0,5%. За наслідками дослідження коливань віброчутливого обладнання екскаватора і робочого місця машиніста встановлено, що: - інтенсивність вібраційного навантаження коливань, яке передається всім дослідженим обєктам (спектральна густина потужності вібрації) по трьох осях (х - поздовжньо поворотній платформі, у - поперечно платформі, z - вертикальна) розподілена в діапазоні вібраційних навантажень (0,05ч5,0)Ч10-3 м2/(с4.Гц); Крім того, виконана оцінка інтенсивності вібраційних навантажень на відповідність діючим нормативам дозволила встановити, що максимальні вібраційні прискорення, що діють на обладнання, перевищують гранично допустимі значення в 1,4 раза, а верхня межа частот вібрацій, що впливають на обладнання, - в 3,5-7 разів перевищує максимально допустиму величину - 35 Гц, що регламентується ГОСТ 17516-72. Однією з передумов до теоретичного моделювання коливань екскаватора і вибору математичного апарату є те, що ця машина складається з ряду великих, зєднаних між собою, взаєморухомих і нерухомих вузлів: поворотної платформи, на якій розміщено двоногу стійку стріли, кузов, силові та перетворювальні агрегати, електричні шафи керування екскаватором тощо.Встановлені якісні і кількісні залежності вібрації екскаваторів за різних гірничотехнічних умов експлуатації дозволили встановити, що основна енергія вібраційного процесу і його спектральний зміст при роботі екскаватора в скельних забоях із середньозваженими діаметрами грудкуватості 100 ? dcp ?1200 мм і коефіцієнтами розпушування породи 1,05 ? кр ?1,6 формуються імпульсно ударними взаємодіями “ківш-порода”, при яких кількість ударних імпульсів, їх величина за вібраційним прискоренням і інтегральна спектральна функція вібраційного процесу тісно корельовані між собою, вони лінійно зростають зі збільшенням грудкуватості та експоненціально зменшуються зі збільшенням коефіцієнта розпушування породи. Встановлені залежності впливу вібрації на параметри експлуатаційної надійності роботи електрообладнання екскаваторів показали, що енергія імпульсно-ударних дій, яка передається віброчутливому обладнанню, адекватна інтегральній спектральній функції вібраційного прискорення I(Df) і в діапазоні част

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ