Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование рациональных режимов работы эскаваторов-драглайнов

Диссертация: Исследование рациональных режимов работы эскаваторов-драглайнов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Поэтому выбор рациональных режимов работы экскаваторов-драглайнов с учетом их технического состояния и горно-геологических условий, прогнозирования ресурса основных узлов экскаватора после ремонта являются актуальной задачей. В свою очередь, эксплуатация экскаваторов-драглайнов без учета их технического состояния приводит к авариям, что влечёт за собой остановку всей технологической цепочки… Читать ещё >

Исследование рациональных режимов работы эскаваторов-драглайнов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Тенденции совершенствования добычи фосфоритовой руды в Ленинградской области
    • 1. 1. Анализ работы рудника
    • 1. 2. Анализ эффективности горных работ на руднике
  • АООТ «Фосфорит»
    • 1. 3. Конструкция экскаватора ЭШ 15/90 и анализ его поломок
    • 1. 4. Обзор теоретических исследований
    • 1. 5. Цель и задачи исследования
  • 2. Имитационное моделирование
    • 2. 1. Усилия, возникающие в тяговом и подъемном канатах при выполнении операций основного цикла
      • 2. 1. 1. Потери мощности в лебёдках
      • 2. 1. 2. Потери мощности на изгиб каната и на трение в блоках
      • 2. 1. 3. Потери мощности на барабане тяговой и подъёмной лебёдок
      • 2. 1. 4. Потери мощности в зубчатой передаче тяговой и подъемной лебёдок
      • 2. 1. 5. Потери мощности в редукторе тяговой и подъёмной лебёдок
    • 2. 2. Нагрузочный и скоростной режим работы главных электроприводов экскаватора-драглайна
    • 2. 3. Работа, выполняемая механизмами экскаватора-драглайна
    • 2. 4. Алгоритм имитационной модели
  • 3. Математическая модель электромеханической системы экскаватора-драглайна
    • 3. 1. Математическая модель механической части главных механизмов экскаватора-драглайна
    • 3. 2. Математическая модель электрической части главных механизмов экскаватора-драглайна
    • 3. 3. Структурная схема динамической модели
    • 3. 4. Исходные данные для расчета
    • 3. 5. Результаты моделирования
    • 3. 6. Выводы по результатам моделирования
  • 4. Экспериментальные исследования режимных параметров экскаватора ЭШ 15/
    • 4. 1. Методика проведения экспериментальных исследований
    • 4. 2. Место проведения экспериментальных исследований, приборы и оборудование
    • 4. 3. Результаты экспериментальных исследований
      • 4. 3. 1. Хронометражные исследования основного цикла экскавации горной массы
      • 4. 3. 2. Исследование электрических показателей основных приводов ЭШ 15/
    • 4. 4. Выводы по результатам экспериментальных исследований
  • 5. Методика оптимизации режимов работы экскаваторадраглайна типа ЭШ 15/
    • 5. 1. Выбор исходных данных
    • 5. 2. Имитационное моделирование
    • 5. 3. Результаты пошагового моделирования процесса экскавации горной породы экскаватором- драглайном
    • 5. 4. Выбор рационального варианта
  • ВЫВОДЫ

Совершенствование технологии и повышение производительности АООТ «Фосфорит», производящего минеральные удобрения, является важной, общегосударственной задачей.

Технология ведения горных работ на руднике АООТ «Фосфорит» предполагает использование в качестве вскрышных машин экскаваторы-драглайны.

Шагающие экскаваторы-драглайны нашли основное применение при бестранспортной системе разработки месторождений открытым способом. Обладая технологическими и экономическими преимуществами по сравнению с другими видами экскаваторов, они, в свою очередь, являются более металлоёмкими и технологически сложными машинами, и как следствие, дорогостоящими. Срок службы драглайнов составляет 18−25 лет. За это время происходит не только физический износ основного оборудования, но и его моральное старение. В настоящее время горнодобычные предприятия находятся в тяжелых экономических условиях и не в состоянии своевременно обновлять парк машин. Они вынуждены эксплуатировать машины, отработавшие свой срок службы.

В свою очередь, эксплуатация экскаваторов-драглайнов без учета их технического состояния приводит к авариям, что влечёт за собой остановку всей технологической цепочки и приводит к значительным материальным потерям.

Известные теоретические исследования, направленные на повышение эффективности эксплуатации экскаваторов-драглайнов, в большей своей части посвящены автоматизации электрических систем и не учитывают взаимного влияния основных механизмов экскаватора. Как показал анализ, известные методы определения ресурса узлов горного оборудования нельзя в чистом виде применить к экскаваторам-драглайнам.

Поэтому выбор рациональных режимов работы экскаваторов-драглайнов с учетом их технического состояния и горно-геологических условий, прогнозирования ресурса основных узлов экскаватора после ремонта являются актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является повышение ресурса узлов и деталей за счет выбора рациональных режимных параметров экскаватора-драглайна и оптимизации процессов цикла экскавации горной массы.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Разработана математическая модель, описывающая работу электромеханической системы экскаватора-драглайна;

2. Разработана и исследована динамическая модель электромеханической системы драглайна на ЭВМ;

3. Разработан алгоритм имитационной модели процесса экскавации горной массы экскаватором-драглайном;

4. Разработана методика выбора рациональных эксплуатационных параметров экскаватора при его модернизации.

При проведении исследований были использованы анализ и обобщение известных научных работ по экскавации горной массы драглайнами, технологии отработки пород средней крепости и моделирование процессов работы экскаватора-драглайна, численное интегрирование, моделирование процессов на РС ЭВМ, а также экспериментальные исследования режимов работы экскаватора-драглайна в производственных условиях. Научная новизна результатов работы заключается в: -разработке математической модели электромеханического оборудования экскаватора-драглайна, позволяющей определять предельные значения токов двигателей подъёмной и тяговой лебедок в зависимости от качества взорванной массы, вида скоростной диаграммы, коэффициента жесткости канатов, что дает возможность корректно определять входные параметры при оптимизации производительности и определении ресурса основных узлов драглайна и разработке алгоритма имитационной модели процесса экскавации горной массы экскаватором-драглайном.

Достоверность научных положений, выводов и предложений подтверждается адекватностью расчетной динамической модели электромеханической системы драглайна реальному объекту исследования и представительным объемом экспериментальных данных с применением апробированного математического аппарата для его обработки.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложены:

— математическая модель взаимодействия ковша с породой, тяговым, подъёмным канатами и электромеханическими лебёдками;

— имитационная модель выбора рациональных режимных параметров для заданных горно-геологических условийпакет компьютерных программ, позволяющих реализовать имитационную и математическую модель.

Результаты диссертационной работы приняты к внедрению в АООТ «Фосфорит» .

128 ВЫВОДЫ.

Основные научные и практические выводы, полученные в результате проведённых исследований, заключаются в следующем:

1. Принятый на руднике АООТ Фосфорит порядок ведения горных работ, отработка с одного места стоянки драглайна двух уступов, приводит к повышенным динамическим нагрузкам в узлах экскаватора.

2. Установлено, что повышение срока службы узлов экскаватора возможно за счет оптимизации режимных параметров электромеханической системы.

3. Идеализированная математическая модель экскаватора-драглайна может быть представлена трехмассовой системой в виде взаимосвязанных Систем дифферинциальных уравнений, где заполнение ковша происходит по линейному закону, а усилия в канатах выражаются через коэффициент жесткости и перемещения.

4. Установлено, что прямоугольная тахограмма вызывает более чем полуторократное превышение пусковых токов электродвигателей основных механизмов, оптимальной скоростной диаграммой драглайна является трапециидальная тахограмма с продолжительностью цикла в пределах 60с.

5. Периодические колебания токов и моментов в электромеханической системе ЭШ 15/90, возникают при изменение жесткости канатов более чем в 20 раз.

6. Установлено, что мгновенное увеличение усилий в тяговых канатах, по амплитуде не превышающие максимальных значений при работе в номинальном режиме возникают при наличие негабаритов во взорванной массе.

7. Изменение приведенных моментов инерции вращающихся масс в 2.15 раза и более, для ЭШ 15/90, влечет за собой возникновение высокочастотных колебаний, приводящих к неустойчивой работе электроприводов основных механизмов.

8. Результаты расчетов по имитационной модели представленные в виде нагрузочных диаграмм позволяют анализировать загруженность электродвигателей по операциям цикла с учетом величин пусковых токов, полученных при математическом моделировании.

9. Рекомендуется определять ресурс модернизированных узлов драглайна или основных его узлов при изменении горно-геологических условий с учетом ресурса базового варианта и соотношения выполненных работ при базовом и новом варианте. Ресурс канатов может быть повышен на 10% за счет применения облегченных конструкций ковша, упрощения схем запасовки, использования футеровок шкивов.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ю.П. Компьютеры и системы управления в горном деле за рубежом. М., Недра 1989. 264 с.
  2. Н.С. Детали машин, расчет и конструирование. М. 1969. 300 с.
  3. В. Д. Лесин К.К. Самарский Л. Ф. Выбор, навеска, эксплуатация и контроль состояния шахтных канатов. М. 1967. 225 с.
  4. Дж., Пирсон А. Измерение и анализ случайных процессов. М., Мир, 1974. 150 с.
  5. .С. Исследование и оценка надежности одноковшовых карьерных экскаваторов в условиях эксплуатации. М.: Недра, 1971. 250 с.
  6. В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М., Машиностроение, 1984. 230 с.
  7. БриндлиК. Измерительные преобразователи. М. 1991. 190 с.
  8. В.П. Инженерная методика определения максимальных динамических нагрузок в подъемном механизме карьерного экскаватора при переходных режимах Свердловск, 1972.120 с.
  9. Б. И. Ефимов В.Н. Морозов В. И. Ремонт шагающих экскаваторов. М. 1991. 347 с.
  10. АЛ. Подъемно-транспортные машины. М. 1975. 430 с.
  11. Д.П. Динамика и прочность одноковшовых экскаваторов. М.: Машиностроение, 1965. 463 с.
  12. Д.П., Каминская Д. А. Динамика электромеханических систем экскаваторов. М., Машиностроение 1971. 383 с.
  13. Ю.Я., Ключев В. И., Седаков Л. В. Наладка электроприводов экскаваторов. М.: Недра, 1975, 309 с.
  14. В.И., Титов B.C. Случайные нагрузки силовых электроприводов. М., Энергомашиздат 1983. Л 60 с.
  15. A.A., Кочетов E.B. Надежность шагающих драглайнов Горное оборудование (НИИинформтяжмаш) 1977, № 32, 40 с.
  16. A.A. Новые виды рабочего оборудования экскаваторов драглайнов / / Строительные и дорожные машины. -1993. -N 5. -с. 13−15.
  17. A.A., Кочетов Е. В., Игнатьев A.A. Пути повышения надежности мощных экскаваторов. Горное оборудование (ЦНИИТЭИтяжмаш) 1979, № 34, 46 с.
  18. Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения М., Мир, 1971.236 с.
  19. A.B., Красников Ю. Д., Хургин З. Я. Статистическая динамика горных машин. М., «Машиностроение», 1978. 165 с.
  20. A.B. и др. Развитые алгоритмы и функции контроля и управления мощным экскаватором драглайном / / Известия ВУЗов. Сер. Горный журнал. -1993. -N 12. -с. 97−106. — ISSN 0536−1028.
  21. В.Н., Шестаков В. М. Динамика систем электропривода. Л.: Энер-шиздат, 1983. 216 с.
  22. В. А. Шинянский A.B. Справочник по автоматизированному электроприводу. М. 1983.
  23. Т.В. Прогнозирование ресурса гидрооборудования механизированной крепи на стадии проектирования. Автореферат, М.: МГГИ 1995. 16 с.
  24. В. И. Драглайновый мост / / Горный информационно аналитический бюллетень. — 1993. -N 4. -с. 27−28.
  25. Ивашев-Мусатов О. С. Теория вероятностей и математическая статистика. М. 1979. 255 с.
  26. В.Д. Стальной канат. Прочность и ресурс. Л. 1983
  27. Канаты стальные / / Основное горношахтное оборудование для угольной промышленности. М. — 1992. -с. 23−24.
  28. Ю. Л. Сменное оборудование драглайна к одноковшовому гидравлическому экскаватору / / Строительные и дорожные машины. -1993.-N6.-с. 5−6.
  29. В.В. Технические средства диагностирования. М. 1989. 325с.
  30. В.И. Ограничение динамических нагрузок электроприводов. М., Энергия 1971. 160с.
  31. В.П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени. М., «Машиностроение», 1977. 135 с.
  32. P.A. Диагностирование механического оборудования. JI., Судостроение, 1980. 80 с.
  33. М.Д. Эксплуатация горных машин и автоматизированных комплексов. Л., изд ЛГИ, 1986. 95 с.
  34. Колчин Н. И Механика машин. Л. 1971.470 с.
  35. Кох П. И. Надёжность механического оборудования карьеров. М., «Недра», 1978. 145 с.
  36. Ю.Д., Солод C.B., Хазанов Х. И. Повышение надёжности горных выемочных машин. М.: Недра, 1989. 215 с.
  37. В.П., Алексеев В. А. Оборудование объединения Новокраматорский машиностроительный завод " / / Горный журнал. 1993. № 7. -с. 41−46.
  38. C.B. Метод конечных элементов в задачах динамики механизмов и приводов. Санкт-Петербург 1992. 255 с.
  39. А. Ю., Комиссаров А. П. Конструктивные и технологические особенности драглайна с точной разгрузкой ковша / / Горный журнал. -1993.-N1,-с. 31−33.
  40. A.M. Система защиты стрелы от аварийных режимов. / / Горный журнал. -1992,-N 10. с. 110−113.
  41. М. В. Переслегин Н.Г. Автоматизированный электропривод в горной промышленности. М. 1969. 195 с.
  42. Д.Е., Шадрин А. И. Надёжность карьерных экскаваторов и станков шарошечного бурения в условиях Севера. М., «Недра», 1976. 125 с.
  43. И.Г. Исследование влияния усталостных свойств канатной проволоки различной прочностной характеристики и технологии изготовления на наработку стальных канатов. Днепропетровск 1978. 145 с.
  44. М.В., Мирошкин П. П. Совершенствование электроприводов экскаваторов. М.: Недра, 1987. 150 с.
  45. М.Б., Карякин А. Л. Расчёты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов. Свердловск 1987. 85 с.
  46. О применении драглайнов для подъема горной массы на глубоких карьерах / / Металлургическая и горнорудная промышленность. 1992. -Ы 1. — с. 47- 49.
  47. Ограничитель натяжения канатов ОНК 20РВ / / Основное горношахтное оборудование для угольной промышленности. — М. — 1992. -с. 16.
  48. Б. В. Березин В.В. Состояние и перспективы развития систем управления электроприводами и автоматизации экскаваторов Уралмаш завода. / / Горный журнал. -1992, — N 10. с. 102−106.
  49. В.П. Прочность и работоспособность стальных канатов. Харьков 1972. 185 с.
  50. В. Н. Перипачиенко Е.К. Результаты испытаний системы интерактивного автоматизированного управления транспортированием ковша экскаватора-драглайна. / / Горный журнал. -1992, — N 10. с. 97−102.
  51. Певзнер Л. Д, Кравцов В. А. Управление движением ковша экскаватора-мехлопаты. / / Горный журнал. -1992, — N 10. с. 91−94.
  52. Л.Д. Надёжность горного электрооборудования и технических средств шахтной автоматизации. М. 1983. 130 с.
  53. Е. К. Остриров В.Н. Опыт разработки и внедрения координатной системы защиты стрелы и блоков экскаватора. / / Горный журнал. -1992,-N10.-с. 94−97.
  54. Ю.М. и др. Результаты шахтных испытаний устройства удержания тягового каната в мульдовых частях выработок / / Экономика угольной промышленности. 1995. -N 1. — С. 16−17.
  55. JI.E. Землеройные машины непрерывного действия. М. 1965. 360 с.
  56. М.С. Применение драглайнов при ведении горных работ на месторождениях Горловского бассейна / / Уголь. 1995. — N 7. — с.11−12.-ISSN 0041 — 5790.
  57. Подэрни Горные машины и автоматизированные комплексы для открытых работ. М.: Недра, 1979. 455 с.
  58. В.В. Динамика электроприводов с обратными связями. Ленинградский горный институт Л., 1980. 30 с.
  59. П.Л. Электропривод и электроснабжение горных машин. М. 1968. 270 с.
  60. A.A. Прикладные методы теории случайных функций. М., Наука, 1968
  61. Седаков Опыт диагностирования оборудования карьерных экскаваторов СССР и за рубежом. М. 1988. 56 с.
  62. С.Т. Стальные канаты. Киев 1974. 265 с.
  63. A.C. Динамика электромеханических систем электроприводов карьерных экскаваторов. Ленинград 1989. 30 с.
  64. A.C., Соловьев B.C. Электропривод одноковшовых экскаваторов. Ленинградский горный институт Л., 1978. 30 с.
  65. C.B. Типовая модель режима нагружения горных машин. / / Горный журнал. -1985, — N 3. с. 60−63.
  66. C.B., Шахова К. И. Повышение долговечности горных машин. М., Машиностроение, 1979. 210 с.
  67. Стальные канаты. Киев 1964. 235 с.
  68. А. Г., Кошкин А. П. Экспериментальное определение вязкоупру-гих свойств подъемного каната / / Тезисы докладов 28 научно технической конференции ПГТУ по результатам научно — исследовательских работ 1991 — 1994 гг. — Пермь. — 1995. -с. 93 — 94.
  69. Ю.Д. Грузоподъёмные машины и механизмы. СПб.: СПбГГИ, 1995, 86 с.
  70. Технологические параметры мехлопат и драглайнов / / Томаков П. И., Наумов И. К. Технология, механизация и организация открытых работ. -1992. -ГЛ.3.3. -с. 106−114.
  71. Е.М., Щербань И. Е. Ремонт карьерных экскаваторов. М.: Недра, 1992. 356 с.
  72. М.Н. Прогнозирование входной нагрузки на рабочем оборудовании экскавационных машин. М. 1986. 96 с.
  73. В.Н. Теория долговечности и надёжности машин. Минск, Наука и техника, 1969. 180 с.
  74. Г. Д. и др. Опыт эксплуатации скиповых подъемных канатов калийных рудников / / Тезисы докладов 28 научно технической конференции ПГТУ по результатам научно — исследовательских работ 1991 -1994 гг. — Пермь .-1995. — с. 88 — 89.
  75. Е.И., Хазанов Х. И. Прогноз долговечности деталей трансмиссий очистных комбайнов по результатам ускоренных ресурсных испытаний. Горные машины и автоматика, 1981, № 5, № 8 10.
  76. Д.И. Рабочие органы землеройных машин. М. 1990. 375 с.
  77. С.Г. Ограничение нагрузок электромеханических систем экскаваторов по критерию ресурсоемкости функционирования. М. 1989. 175 с.
  78. A.B. ДушинаЕ.М. Электрические измерения. Л. 1980. 120 с.
  79. А.А., Лукьяненко В. И., Китин Л. В. Надёжность сложных систем. М., «Машиностроение», 1976. 140 с.
  80. В.Ф. Динамические нагрузки в подьемых канатах и стрелах драглайнов. Свердловск 1961. 86 с.
  81. Чулков Расчет приводов карьерных машин. М.: Недра, 1987. 165 с.
  82. С.В. Расчет и создание ковша активного действия. Новосибирск ИГД 1989. 90 с.
  83. М.И. Справочник механика открытых работ. М., 1987. 290 с.
  84. Derby George Safer procedures for removing dragline wire rope terminations. U.S. 1. 1984.-c. 54 60.
  85. Hind E.C. Wire rope transmission losses. London 1964. 300 c.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!