يتحمل الحذاء الزاحف لحفارة التعدين الكبيرة الوزن العلوي وحمل العمل. يعتبر حذاء الزاحف جزءًا مهمًا من جهاز الزاحف؛ حياتها هي المؤشر الأساسي لأداء المعدات. في هذا البحث، تستخرج محاكاة الديناميكيات طيف الحمل لظروف العمل النموذجية في دورة العمل. تم تحديد توزيع الإجهاد للهيكل تحت تأثير قوة الوحدة من خلال تحليل العناصر المحدودة. استنادًا إلى تحليل العناصر المحدودة، وطيف الحمل، ومنحنى SN للمادة، يتم الحصول على عمر الكلال للحذاء الزاحف، والذي يوفر أساسًا نظريًا لتصميم المنتج والاستخدام الميداني.
خلفيّة
حفارات التعدين مناسبة لعمليات التجريد والتعدين في مناجم الفحم المفتوحة واسعة النطاق وخام الحديد ومناجم المعادن غير الحديدية. يعد الجهاز الزاحف جزءًا مهمًا من حفارة التعدين. حذاء الزاحف هو الجزء الأساسي من جهاز الزاحف. إن العمر الافتراضي لأداة الزاحف لا يؤثر فقط على الأداء العام لجهاز الزاحف ولكنه أيضًا ذو أهمية كبيرة لإدارة المخزون لعملاء التعدين. لذلك، قامت شركة Qiming Casting بإجراء تحليل لعمر الكلال على منصات الجنزير لحفارات التعدين الكبيرة.
نظرة عامة على تحليل حياة التعب
تستخدم هذه المقالة برامج ADAMS، وNXNastran، وNCode، وغيرها من البرامج لحساب عمر الكلال لأحذية الجنزير لحفارات التعدين الميكانيكية. تظهر عملية تحليل عمر التعب في الشكل 1.
تتضمن عملية عمل الحفار ظروف المشي والحفر. يستغرق تجميع نطاق الحمل الهيكلي 3600 ثانية، منها 600 ثانية هو وقت المشي و3000 ثانية هو وقت الحفر. تم تقسيم زمن المشي والحفر إلى خمسة أجزاء متساوية، وتم استخراج أطياف حملها من نتائج التحليل الديناميكي.
تحليل المواد
إن أحذية الجنزير في حفارات التعدين الميكانيكية مصنوعة من الفولاذ عالي المنغنيز، وتظهر خصائصها في الجدول 1. ويظهر منحنى SN للمادة في الشكل 2.
الجدول 1. خصائص المواد من الفولاذ عالي المنغنيز | |||
الخامة | معامل المرونة (GPa) | نسبة بواسون | الكثافة (كجم / م 3) |
المنغنيز الصلب | 206 | 0.288 | 7829 |
تحميل تحليل الطيف والحساب
ويبين الشكل 3 نموذج المحاكاة لحالة سير الحفار. تبلغ كتلة الحفار 1200 طن، وسرعة عمود القيادة 17.2245 ثانية، ووقت المحاكاة 150 ثانية. يتم تجميع نطاق الحمل من خلال تقسيم المشي إلى 5 أقسام، مدة كل منها 120 ثانية. وبالتالي، يتم اختيار الأزواج الدوارة بين مداسات الجنزير الخمسة بشكل عشوائي لاستخراج الحمل.
كما هو موضح في الشكل 4، فإن نموذج المحاكاة لحالة عمل الحفر يشبه حالة المشي والعمل، حيث يتم استخراج نقل قوة الحفر من قوة التفاعل في المنصة الدوارة أثناء محاكاة عملية الحفر لجهاز العمل ; سرعة عمود القيادة هي 0؛ وقت المحاكاة هو 18 ثانية. عند إعداد طيف الحمل، يتم تقسيم الحفر إلى 5 أقسام؛ يستمر كل قسم 600 ثانية، لذلك يتم اختيار 40 زوجًا دوارًا بين مداسات الجنزير بشكل عشوائي لاستخراج الحمل، ويتم اعتراض نتائج المحاكاة لمدة 15 ثانية لكل قسم.
في زوج من مداسات الجنزير، يكون الاتجاه المحوري للدبوس هو المحور B، واتجاه الجاذبية هو المحور Y (يوضح الشكل 5 الاتجاه التخطيطي لمداسات الجنزير على الجانب العلوي؛ ويكون اتجاه الجاذبية دائمًا لأسفل)، و الاتجاه الأفقي هو المحور X.
إن قيم القوى والعزوم في الاتجاه Z صغيرة جدًا مقارنة بتلك الموجودة في الاتجاهين الآخرين. ولذلك، لا تؤخذ القوة في الاتجاه Z في الاعتبار عند تجميع طيف الحمل؛ يتم أخذ القوى في الاتجاهين X وY فقط بعين الاعتبار. بالإضافة إلى ذلك، تتحمل أحذية الجنزير أيضًا القوة الدافعة لعجلات القيادة النشطة والضغط الإجمالي للحفار. يظهر طيف الحمل المجمع في الأشكال من 6 إلى 9.
تحليل العناصر المحدودة
يتم إجراء تحليل العناصر المحدودة لتحديد توزيع الإجهاد في الهيكل تحت قوة الوحدة. في هذه الحالة، يتم تطبيق قيود بسيطة على الجانب بكلتا الأذنين، ويتم تطبيق حمل الوحدة على الجانب أحادي الأذن. يظهر الشكل توزيع الضغط في لوحة المسار تحت حمل الوحدة. 10 إلى 13.
تحليل حياة التعب
يوضح الشكل 14 عملية تحليل التعب. يتم تقديم نتائج FEA وطيف الحمل، ويتم تعيين منحنى SN للمادة لتحليل عمر الكلال. تظهر نتائج التحليل في الشكل 15، والذي يوضح أن العمر التصميمي للوحة المسار يبلغ 27240 ساعة.