Bandskon för en stor gruvgrävare bär den övre vikten och arbetsbelastningen. Bandskon är en viktig del av bandanordningen; dess livslängd är kärnindexet för utrustningens prestanda. I detta dokument extraherar dynamiksimuleringen belastningsspektrumet för typiska arbetsförhållanden i arbetscykeln. Spänningsfördelningen av strukturen under inverkan av enhetskraft bestämdes genom finita elementanalys. Baserat på materialets finita elementanalys, belastningsspektrum och SN-kurva erhålls bandskons utmattningslivslängd, vilket ger en teoretisk grund för produktdesign och fältanvändning.
Bakgrund
Gruvskovel grävmaskiner är lämpliga för strippning och gruvdrift i storskaliga dagbrottskolgruvor, järnmalm och icke-järnmetallgruvor. Bandanordningen är en viktig del av gruvgrävmaskinen. Bandskon är kärnan i bandanordningen. Bandskons livslängd påverkar inte bara den övergripande prestandan för larvbandsanordningen utan är också av stor betydelse för lagerhanteringen hos gruvkunder. Därför genomförde Qiming Casting en utmattningslivsanalys på spårplattorna på stora gruvgrävmaskiner.
Översikt över utmattningslivsanalys
Den här artikeln använder ADAMS, NXNastran, NCode och annan programvara för att beräkna utmattningslivslängden för mekaniska gruvgrävmaskiners bandskor. Processen för analys av utmattningslivslängden visas i figur 1.
Grävmaskinens arbetsprocess inkluderar gång- och schaktförhållanden. Att sammanställa det strukturella lastspektrumet tar 3600s, varav 600s är gångtiden och 3000s är grävtiden. Gång- och grävtiden är var och en uppdelad i fem lika stora segment, och deras belastningsspektra extraheras från de dynamiska analysresultaten.
Materialanalys
Bandskorna i mekaniska gruvgrävmaskiner är gjorda av högmanganstål och deras egenskaper framgår av tabell 1. Materialets SN-kurva visas i figur 2.
| Tabell 1. Materialegenskaper hos stål med hög manganhalt | |||
| Material | Elasticitetsmodul (GPa) | Poissons förhållande | Densitet (kg/m3) |
| Manganstål | 206 | 0.288 | 7829 |
Lastspektrumanalys och beräkning
Figur 3 visar simuleringsmodellen av grävmaskinens gångtillstånd. Grävmaskinens massa är 1200t, drivaxelns hastighet är 17.2245s och simuleringstiden är 150s. Belastningsspektrumet sammanställs genom att dela upp promenaden i 5 sektioner som vardera varar 120 sekunder. Således är de roterande paren mellan de 5 bandskorna slumpmässigt valda för lastutdragning.
Som visas i figur 4, liknar simuleringsmodellen av grävningsarbetsförhållandet det gång-arbetsförhållande, där överföringen av grävkraften extraheras från reaktionskraften vid den roterande plattformen under grävningsoperationssimuleringen av arbetsanordningen ; drivaxelns hastighet är 0; simuleringstiden är 18 s. Vid utarbetandet av lastspektrumet är schaktningen uppdelad i 5 sektioner; varje sektion varar i 600 sekunder, så 40 roterande par mellan bandskorna väljs slumpmässigt ut för lastutdragning, och simuleringsresultaten på 15 sekunder fångas upp för varje sektion.
I ett par bandskor är tappens axiella riktning B-axeln, gravitationsriktningen är Y-axeln (Figur 5 visar den schematiska riktningen för bandskorna på ovansidan; gravitationsriktningen är alltid nedåt) och den horisontella riktningen är X-axeln.
Värdena på krafterna och momenten i Z-riktningen är mycket små jämfört med de i de två andra riktningarna. Därför beaktas inte kraften i Z-riktningen vid sammanställning av lastspektrum; endast krafterna i X- och Y-riktningarna beaktas. Dessutom bär bandskorna även drivkraften från de aktiva drivhjulen och grävmaskinens totala tryck. Det sammanställda belastningsspektrumet visas i figurerna 6 till 9.
Definitiv elementanalys
Finita elementanalys utförs för att bestämma spänningsfördelningen i strukturen under enhetskraft. I det här fallet appliceras enkla begränsningar på den binaurala sidan och enhetsbelastningen appliceras på monosidan. Spänningsfördelningen i spårplattan under enhetsbelastning visas i Fig. 10 till 13.
Analys av trötthetsliv
Fig. 14 visar utmattningsanalysprocessen. FEA- och lastspektrumresultaten introduceras och materialets SN-kurva är inställd för analys av utmattningslivslängd. Analysresultaten visas i Fig. 15, som visar att spårplattans designlivslängd är 27240h.
