ВКР: Совершенствование конструкции и обоснование параметров стрел экскаваторов-драглайнов

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ............................................................................................... 2

• УСТРОЙСТВО СТРЕЛ ЭКСКАВАТОРОВ-ДРАГЛАЙНОВ И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ............................................ 4
1.1. Устройство стрел экскаваторов-драглайнов.................................................................... 4
1.2. Нагрузки, действующие на стрелу экскаватора-драглайна......................................... 10
1.3. Обзор методик расчета стрел экскаваторов-драглайнов.............................................. 14
1.3. Постановка задач исследований..................................................................................... 18

• РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА УСИЛИЙ НА СТРЕЛУ

ДРАГЛАЙНА.......................................................................................... 18
2.1. Определение нагрузок на стрелу драглайна от ковша................................................. 19
2.1.1. Расчетная схема............................................................................................................. 20
2.1.2. Математическая модель расчета усилий в канатах лебедки от силы тяжести ковша..... 21

2.1.4. Действие сил инерции, возникающих при движении ковша с ускорением.................... 24
2.2. Расчет максимальных усилий в канатах при входе в зону растяжки ковша.............. 27
2.3. Расчет ветровых нагрузок................................................................................................ 29
2.4. Расчет инерционных нагрузок на стрелу при повороте платформы........................... 30

• МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

СТРЕЛ ДРАГЛАЙНОВ........................................................................... 32
3.1. Выбор способа расчетов и инструментальных средств................................................ 32
3.2. Методика расчетов при применении АРМ WinStructure3D......................................... 33
3.2.1. Создание модели конструкции...................................................................................... 34

3.2.2. Создание модели закреплений....................................................................................... 39
3.2.3. Создание модели нагружения........................................................................................ 40

3.3. Задачи расчетов стрел драглайнов.................................................................................. 43
3.3.1. Расчет на прочность...................................................................................................... 44
3.3.2. Выбор формы сечений и расчет элементов стрелы на устойчивость............................ 45
3.3.3. Расчет на выносливость................................................................................................. 48

• ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СТРЕЛ ДРАГЛАЙНОВ...... 56
4.1. Исходные данные............................................................................................................. 56
4.2. Допустимое напряжение при расчетах на прочность................................................... 58
4.3. Модель конструкции........................................................................................................ 60
4.4. Исследование напряженно-деформированного состояния.......................................... 61
4.5. Расчет напряженно-деформированного состояния элементов стрелы....................... 71
4.5.1. Расчет напряжений траверсы головных блоков............................................................. 72

4.5.2. Расчет напряжений в пяте срелы................................................................................... 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................... 76
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................... 77

















1

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. При добыче полезных ископаемым открытым спо-собом значительную долю в себестоимости добычи составляют затраты от ра-боты экскаваторов-драглайнов. Даже незначительное повышение производи-тельности экскаватора позволит получить существенный экономический эф-фект.

Для перевалки вскрышных пород на требуемые расстояния по мере отра-боти в карьере полезного ископаемого увеличивают длину стрелы, что приво-дит к увеличению массы стрелы и всего экскаватора. Так, удлинение даже на 1 % стрелы драглайна, которая составляет 5…7 % от массы всей машины, увеличивает массу последней на 0,5-0,7 %.

Такое существенное влияние металлоконструкций стрелы на массу экска-ватора вызывает необходимость при проектировании выполнять поиск опти-мального конструктивного решения для снижения массы стрелы.

Сложность проектируемого объекта требует применения пакетов инже-нерного анализа (ANSIS, АРМ WinМachine и др.) и принять на основе анализа полученных результатов грамотные конструктивные решения. В основе ин-женерного анализа – это, в первую очередь, исследование напряженно-дефор-мированного состояния (НДС) моделей проектируемых