Разработка новой конструкции ковша одноковшового гидравлического экскаватора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Одноковшовый гидравлический экскаватор активно применяется в горнодобывающей промышленности, строительстве, коммунальном хозяйстве и других отраслях экономики. Производительность данных машин зависит от ряда факторов, основным из которых является объём ковша.

Из-за невозможности преодоления сил сопротивления копанию на экскаватор определённой категории невозможна установка ковша большего объёма.

Цель работы — разработка конструкции ковша экскаватора, формы и механики движения которого сокращают сопротивление копанию, что позволит устанавливать ковши большего объёма.

Материалы и методы. Построена модель ковша в программе Компас-3D, а для прочностного расчёта использовалось приложение APM FEM Компас-3D.

Результаты. Рассмотрены эскизы предлагаемых ковшей объёмом 0,25 м³. Проведён поиск оптимальных параметров деталей ковша для возможности его установки на серийный экскаватор и реализации им процесса копания. Приведено обоснование параметров деталей ковша. Для проверки работоспособности проведён прочностной расчёт спроектированной конструкции ковша. Это позволит повысить производительность экскаватора и расширить его функциональность.

Заключение. В результате исследования предложены изменения в конструкции серийного ковша, которые позволят устанавливать на экскаватор ковши увеличенного объёма без потери прочности и надёжности конструкции. Расчёт на прочность показал запас прочности конструкции 3,3, что говорит о работоспособности спроектированной конструкции предлагаемого ковша.

Об авторах

Григорий Геннадьевич Бурый

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: buryy1989@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-5008-9176
SPIN-код: 4216-0384

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Автомобильный транспорт»

Россия, Омск

Илья Константинович Потеряев

Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет

Email: poteryaev_ik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4350-2495
SPIN-код: 3684-9850

канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Эксплуатация нефтегазовой и строительной техники»

Россия, Омск

Список литературы

  1. Николаев В.А. Затраты энергии на резание грунта ковшами агрегата непрерывного действия для формирования подстилающего слоя автодороги // Вестник СибАДИ. 2020. № 6. C. 676–688. doi: 10.26518/2071-7296-2020-17-6-676-688
  2. Литвин О.И., Хорешок А.А., Дубинкин Д.М., и др. Анализ методик расчёта производительности карьерных гидравлических экскаваторов // Горная промышленность. 2022. № 5. C. 112–120. doi: 10.30686/1609-9192-2022-5-112-120
  3. Хорешок А.А., Дубинкин Д.М., Марков С.О., и др. Об изменении эффективной производительности экскаваторов при использовании карьерных самосвалов с различной вместимостью кузова // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 6 (148). C. 85–93. doi: 10.26730/1999-4125-2021-6-85-93
  4. Зеньков С.А., Дрюпин П.Ю., Высоцкий Е.С., и др. Повышение производительности экскаватора при разработке влажного грунта в условиях севера // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023. № 21. C. 92–97. doi: 10.26160/2658-3305-2023-21-92-97
  5. Журавлёв А.Г., Глебов И.А., Черепанов В.А. К вопросу повышения производительности и технической готовности мощных отечественных экскаваторов // Проблемы недропользования. 2023. № 4 (39). C. 76–88. doi: 10.25635/2313-1586.2023.04.076
  6. Патент РФ 218368 / 23.05.2023. Бюл. №15. Бурый Г.Г. Ковш экскаватора. EDN: ELYPHT
  7. Бурый Г.Г., Щербаков В.С., Потеряев И.К. Увеличение производительности одноковшового экскаватора через усовершенствование формы ковша // Вестник Брянского государственного технического университета. 2019. № 11 (84). С. 38–45. doi: 10.30987/1999-8775-2019-2019-11-38-45
  8. Николаев В.А. Анализ взаимодействия кромки лезвия консольного ножа с грунтом // Вестник СибАДИ. 2020. № 2. С. 172–181. doi: 10.26518/2071-7296-2020-17-2-172-181
  9. Старостина Ж.А., Морозов Р.В. Расчет конструкций методом конечных элементов с использованием приложения APM FEM: учебно-метод. пособие. М: МАДИ, 2022.
  10. Драгунов Ю.Г., Зубченко А.С., Каширский Ю.В., и др. Марочник сталей и сплавов. М.: Инновационное машиностроение, 2021.
  11. Лукашук О.А. Закономерности формирования режимных параметров главных механизмов карьерного экскаватора в процессе экскавации горных пород // Горное оборудование и электромеханика. 2019. № 3 (143). С. 14–17. doi: 10.26730/1816-4528-2019-3-14-17
  12. Тарасов М.А. Моделирование параметров функционирования выемочной машины с вибрационным воздействием на горные породы // Устойчивое развитие горных территорий. 2019. Т. 11. № 1 (39). С. 85–97. doi: 10.21177/1998-4502-2019-11-1-85-97
  13. Kujundžić T., Klanfar M., Korman T., Briševac Z. Influence of crushed rock properties on the productivity of a hydraulic excavator // Applied Sciences (Switzerland). 2021. Vol. 11, Т. 5. P. 1–15. doi: 10.3390/app11052345
  14. Choudhary B.S. Effect of blast induced rock fragmentation and muckpile angle on excavator performance in surface mines // Mining of Mineral Deposits. 2019. Vol. 13, N. 3. P. 119–126. doi: 10.33271/mining13.03.119
  15. Xu G., Yu Z., Lu N., Lyu G. High-gain observer-based sliding mode control for hydraulic excavators // Harbin Gongcheng Daxue Xuebao. 2021. Vol. 42, N. 6. P. 885–892. doi: 10.11990/jheu.201911056
  16. Житомирский Б.Л. К вопросу о повышении КПД рабочих процессов термомеханического воздействия на грунт при строительстве и эксплуатации трубопроводов // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. 2020. № 2 (299). C. 90–98. doi: 10.33285/2073-9028-2020-2(299)-90-98
  17. Житомирский Б.Л. Исследование влияния свойств грунта на производительность бурового термомеханического инструмента для применения при строительстве и эксплуатации нефтегазопроводов // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. 2020. № 1(298). C. 74–78. doi: 10.33285/2073-9028-2020-1(298)-74-78
  18. Васильев Г.Г., Леонович И.А., Сальников А.П. Об эффективности специальных технических условий в проектах строительства объектов трубопроводного транспорта // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. 2021. № 1 (302). C. 59–71. doi: 10.33285/2073-9028-2021-1(302)-59-71

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Измененная конструкция ковша: 1 — задняя стенка; 2 — боковые стенки; 3 и 5 — оси; 4 — проушины; 6 — зуб; 7 — бортики; 8 — паз; 9 и 10 — отверстия для осей; 11 и 12 — антифрикционные втулки; 13 и 14 — заглушки.

Скачать (241KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Модель спроектированного ковша.

Скачать (96KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Напряжения на спроектированной модели ковша.

Скачать (96KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Уточнённая конструкция предлагаемого ковша.

Скачать (252KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Уточнённая модель предлагаемого ковша.

Скачать (98KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Результаты прочностного расчёта уточнённой конструкции предлагаемого ковша: а — сила на стенке 2; b — сила на зубе 6.

Скачать (199KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).