Το ερπυστριοφόρο παπούτσι για μεγάλο εκσκαφέα εξόρυξης αντέχει το ανώτερο βάρος και το φορτίο εργασίας. Το παπούτσι ανίχνευσης είναι ένα σημαντικό μέρος της συσκευής ανίχνευσης. Η διάρκεια ζωής του είναι ο βασικός δείκτης της απόδοσης του εξοπλισμού. Σε αυτό το άρθρο, η προσομοίωση δυναμικής εξάγει το φάσμα φορτίου των τυπικών συνθηκών εργασίας στον κύκλο εργασίας. Η κατανομή των τάσεων της κατασκευής υπό την επίδραση μοναδιαίας δύναμης προσδιορίστηκε με ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων. Με βάση την ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων, το φάσμα φορτίου και την καμπύλη SN του υλικού, προκύπτει η διάρκεια κόπωσης του παπουτσιού ερπυστήρα, η οποία παρέχει μια θεωρητική βάση για το σχεδιασμό του προϊόντος και τη χρήση πεδίου.
Ιστορικό
Εκσκαφείς με φτυάρι εξόρυξης είναι κατάλληλα για εργασίες απογύμνωσης και εξόρυξης σε ανοιχτά ανθρακωρυχεία μεγάλης κλίμακας, ορυχεία σιδηρομεταλλεύματος και μη σιδηρούχων μετάλλων. Η συσκευή ανίχνευσης είναι ένα σημαντικό μέρος του εκσκαφέα εξόρυξης. Το παπούτσι ερπυστήρα είναι το βασικό μέρος της συσκευής ανίχνευσης. Η διάρκεια ζωής του παπουτσιού ανίχνευσης όχι μόνο επηρεάζει τη συνολική απόδοση της συσκευής ανίχνευσης, αλλά έχει επίσης μεγάλη σημασία για τη διαχείριση του αποθέματος των πελατών εξόρυξης. Ως εκ τούτου, η Qiming Casting διεξήγαγε μια ανάλυση ζωής κόπωσης στα μαξιλάρια τροχιάς μεγάλων εκσκαφέων εξόρυξης.
Επισκόπηση της ανάλυσης ζωής κόπωσης
Αυτό το άρθρο χρησιμοποιεί λογισμικό ADAMS, NXNastran, NCode και άλλο λογισμικό για τον υπολογισμό της διάρκειας κόπωσης των παπουτσιών τροχιάς των εκσκαφέων μηχανικής εξόρυξης. Η διαδικασία ανάλυσης ζωής κόπωσης φαίνεται στο σχήμα 1.
Η διαδικασία εργασίας του εκσκαφέα περιλαμβάνει συνθήκες πεζοπορίας και εκσκαφής. Η σύνταξη του φάσματος δομικού φορτίου διαρκεί 3600 δευτερόλεπτα, εκ των οποίων 600 είναι ο χρόνος βάδισης και 3000 δευτερόλεπτα ο χρόνος εκσκαφής. Ο χρόνος βάδισης και εκσκαφής χωρίζεται το καθένα σε πέντε ίσα τμήματα και τα φάσματα φορτίου εξάγονται από τα αποτελέσματα δυναμικής ανάλυσης.
Ανάλυση Υλικών
Τα παπούτσια τροχιάς στους μηχανικούς εκσκαφείς εξόρυξης είναι κατασκευασμένα από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο και οι ιδιότητές τους φαίνονται στον Πίνακα 1. Η καμπύλη SN του υλικού φαίνεται στο Σχήμα 2.
Πίνακας 1. Ιδιότητες υλικού χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο | |||
Υλικό | Μέτρο ελαστικότητας (GPa) | Αναλογία Poisson | Πυκνότητα (kg/m3) |
Χάλυβας μαγγανίου | 206 | 0.288 | 7829 |
Ανάλυση και υπολογισμός φάσματος φορτίου
Το σχήμα 3 δείχνει το μοντέλο προσομοίωσης της κατάστασης βάδισης του εκσκαφέα. Η μάζα του εκσκαφέα είναι 1200t, η ταχύτητα του άξονα κίνησης είναι 17.2245s και ο χρόνος προσομοίωσης είναι 150s. Το φάσμα φορτίου συντάσσεται διαιρώντας το περπάτημα σε 5 τμήματα, το καθένα από τα οποία διαρκεί 120 δευτερόλεπτα. Έτσι, τα περιστρεφόμενα ζεύγη μεταξύ των παπουτσιών 5 τροχιάς επιλέγονται τυχαία για εξαγωγή φορτίου.
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, το μοντέλο προσομοίωσης της συνθήκης εργασίας εκσκαφής είναι παρόμοιο με την κατάσταση βάδισης-εργασίας, στην οποία η μετάδοση της δύναμης εκσκαφής εξάγεται από τη δύναμη αντίδρασης στην περιστρεφόμενη πλατφόρμα κατά την προσομοίωση λειτουργίας εκσκαφής της συσκευής εργασίας ; η ταχύτητα του κινητήριου άξονα είναι 0. ο χρόνος προσομοίωσης είναι 18 δευτερόλεπτα. Κατά την προετοιμασία του φάσματος φορτίου, η εκσκαφή χωρίζεται σε 5 τμήματα. κάθε τμήμα διαρκεί 600 δευτερόλεπτα, επομένως 40 περιστρεφόμενα ζεύγη μεταξύ των παπουτσιών πίστας επιλέγονται τυχαία για εξαγωγή φορτίου και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης 15 δευτερολέπτων παρεμποδίζονται για κάθε τμήμα.
Σε ένα ζευγάρι παπουτσιών τροχιάς, η αξονική κατεύθυνση του πείρου είναι ο άξονας Β, η κατεύθυνση βαρύτητας είναι ο άξονας Υ (Σχήμα 5 δείχνει τη σχηματική κατεύθυνση των παπουτσιών τροχιάς στην επάνω πλευρά, η κατεύθυνση βαρύτητας είναι πάντα προς τα κάτω) και η οριζόντια κατεύθυνση είναι ο άξονας Χ.
Οι τιμές των δυνάμεων και των ροπών στην κατεύθυνση Z είναι πολύ μικρές σε σύγκριση με αυτές στις άλλες δύο κατευθύνσεις. Επομένως, η δύναμη στην κατεύθυνση Z δεν λαμβάνεται υπόψη κατά τη σύνταξη του φάσματος φορτίου. λαμβάνονται υπόψη μόνο οι δυνάμεις στις διευθύνσεις Χ και Υ. Επιπλέον, τα παπούτσια τροχιάς φέρουν επίσης την κινητήρια δύναμη των ενεργών κινητήριων τροχών και τη συνολική πίεση του εκσκαφέα. Το μεταγλωττισμένο φάσμα φορτίου φαίνεται στα Σχήματα 6 έως 9.
Ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων
Πραγματοποιείται ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων για τον προσδιορισμό της κατανομής τάσεων στην κατασκευή υπό μοναδιαία δύναμη. Σε αυτήν την περίπτωση, απλοί περιορισμοί εφαρμόζονται στη διφωνική πλευρά και το φορτίο μονάδας εφαρμόζεται στη μονοφωνική πλευρά. Η κατανομή της τάσης στην πλάκα τροχιάς υπό μοναδιαίο φορτίο φαίνεται στα Σχ. 10 έως 13.
Ανάλυση ζωής κόπωσης
Το Σχ. 14 δείχνει τη διαδικασία ανάλυσης κόπωσης. Εισάγονται τα αποτελέσματα του FEA και του φάσματος φορτίου και η καμπύλη SN του υλικού ρυθμίζεται για ανάλυση ζωής κόπωσης. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης φαίνονται στο Σχ. 15, το οποίο δείχνει ότι η διάρκεια σχεδιασμού της πλάκας τροχιάς είναι 27240 ώρες.