Обґрунтування параметрів чотирьохопорних механізмів крокування одноківшових екскаваторів - Автореферат

Дослідження з використання й потреби екскаваторної техніки показали, що до 2015 року на карєрах України й країн СНД 90 % екскаваторів витратять свій ресурс. Тому завдання з обґрунтування параметрів чотирьохопорного крокуючого ходу є досить актуальним, а вирішення його дозволить знайти шляхи підвищення технічного рівня як механізмів пересування, так й екскаваторів у цілому. Дисертаційна робота виконана в рамках наукового напряму кафедри підйомно-транспортних машин Донбаської державної машинобудівної академії, яке перебувало в повній відповідності до «Концепції загальнодержавної цільової економічної програми розвитку промисловості на період до 2017 року» (розпорядження Кабінету Міністрів України від 9 липня 2008 р. розроблена математична модель крокуючого механізму, яка адекватно описує процес переміщення машини й враховує особливості конструкції ексцентрикового приводу, циклічний характер руху, властивості його елементів у структурі механічної системи «екскаватор - крокуючий рушій - зовнішнє середовище»; установлені раціональні параметри опорного периметра й ексцентрикового вала е=0,175м приводу чотирьохопорного крокуючого рушія, що забезпечує переміщення карєрного екскаватора на ґрунтах з різними фізико-механічними властивостями зі швидкістю, яка дозволяє оптимізувати динамічні навантаження на привід машини в цілому й тим самим підвищує технічний рівень машини.Як видно на цій схемі, крутний момент від двигуна 1 через муфти, редуктори 2, конічні шестірні й циліндричні зубчасті передачі 3 і 4 передається на вал з ексцентриситетом. При обґрунтуванні геометричних і масових параметрів фізичної моделі були використано три критерії подоби: кінематичний (?1), силовий (?2) і геометричний (?3): , , , (3) де g - прискорення вільного падіння, ; t - час циклу крокування, с; - швидкість переміщення екскаватора, ; S - навантаження в елементах приводу, Н; ? - питома вага елементів рушія, Н/м3; l - лінійні параметри, м; ? - тиск на ґрунт, 2. 3, б) відповідає кінематичній схемі приводу фізичної моделі і відображає взаємозвязок функціонально закінчених елементів механізму з врахуванням напрямку силового потоку (Р): від електродвигуна (Д1) - 1 до опорних башмаків через трансмісії (Р1, Р2), які включають послідовне зєднанні функціонально-закінчені елементи, - вала (УВ)-3 з муфтою - маховиком (ММ) - 2, редуктор (РД)-4, зубчастих передач (Т)-5, ексцентрика (КД)-6,7, опорні елементи (Л1, Л2)-8, сполученими з ексцентриком за допомогою циліндричних шарнірів (О1 - О4). При передачі крутного моменту М у точці А в точках В і D виникають сили, прикладені до опор (маси 2 і 3) Fy?, Fx? и Fy??, Fx??, які є такими, що становлять зусилля, яке формується при взаємодії ППМ2 і ППМ3 та опорних елементів з ґрунтовою основою відповідно до систем координат C2X""Y""Z"" і C3X"""Y"""Z""". 4) подана в загальному вигляді: (7) де - радіус-вектор точки В у системі координат ; - матриця направляючих косинусів в системі координат і в системі координат ;, , - радіус-вектори центрів мас ППМ 1, 2 і 3 в системі координат ;, , - матриці направляючих косинусів систем координат і жорстко повязаних з ППМ 1, 2 і 3 відповідно, у системі координат , жорстко повязаній з центром мас ходового візка; , , - радіус-вектори точок А і В і D у відповідних системах координат, жорстко повязаних з ППМ 1, 2 і 3 відповідно; - радіуси векторів точок В і D відносно точки А; ? - кут повороту ексцентрика; а - осьовий зсув точок В і D відносно А; b - радіальний зсув точок В і D відносно А, яке дорівнює ексцентриситету «е»; , - жорсткість шарніра в радіальному і осьовому напрямках; , - коефіцієнти демпфування в радіальному й осьовому напрямках; - швидкість шарніра; , , - швидкості центрів мас ППМ 1, 2 і 3 в системі координат ; , , - кутові швидкості ППМ 1, 2 і 3 в системах координат, , і відповідно; - реакція в шарнірі, прикладена до першої ППМ в системі координат ; , , - реакції в шарнірах, прикладені до ППМ 1, 2 і 3 в системі координат ; , , - моменти реакцій в шарнірі відносно точок С1, С2 і С3 , прикладені до ППМ 1, 2 і 3 в системах координат, , і відповідно.У дисертаційній роботі дане нове розвязання актуальної наукової задачі, яке полягає в обґрунтуванні структури й параметрів чотирьохопорних крокуючих механізмів одноківшових екскаваторів й інших гірничих машин. Аналіз літературних джерел, конструкцій і виробничий досвід експлуатації механізмів пересування одноківшових екскаваторів показали, що існуючі крокуючі й гусеничні рушії мають низку недоліків, до яких відносяться: їх значна металоємність і низька довговічність деталей, що вимагає значних витрат в експлуатації. Для даного механізму практично відсутні науково обґрунтовані методи розрахунку й дослідження впливу на величину силових і кінематичних параметрів конструктивних факторів, зовнішнього впливу й структури механізму, що обмежує можливість його подальшого застосування. Розроблена математична модель, яка описує процес пересування чотирьохопорного мех

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ