автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Анализ, разработка конструкций и моделирование механизмов перемещения горных машин шагающего типа

доктора технических наук
Суслов, Николай Максимович
город
Екатеринбург
год
2005
специальность ВАК РФ
05.05.06
цена
450 рублей
Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Анализ, разработка конструкций и моделирование механизмов перемещения горных машин шагающего типа»

Автореферат диссертации по теме "Анализ, разработка конструкций и моделирование механизмов перемещения горных машин шагающего типа"

На правах рукописи

СУСЛОВ Николай Максимович

АНАЛИЗ, РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ И МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГОРНЫХ МАШИН ШАГАЮЩЕГО ТИПА

Специальность 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный консультант:

доктор технических наук, доцент Ляпцев Сергей Андреевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Махно Дмитрий Евсеевич; доктор технических наук, профессор Тимухин Сергей Андреевич; доктор физико-математических наук, профессор Красовский Андрей Николаевич

Ведущая организация - ОАО "Ураласбест"

Защита диссертации состоится омм^^рм 2005 г. в 10 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан ¿г^^гГ 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

М.Л. Хазин

аооб-4

13251

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие открытых горных работ характеризуется широким использованием драглайнов при выполнении вскрышных работ, реализующих наиболее эффективную бестранспортную технологию. В настоящее время около 40 % общего объема вскрышных работ на угольных разрезах страны выполняется этими машинами.

За истекшие годы развития экскаваторостроения отечественной промышленностью накоплен большой опыт проектирования и эксплуатации экскаваторов-драглайнов. Впервые решены многие сложные научно-технические и производственные проблемы; применены новые технические решения; разработан достаточно развитый ряд моделей драглайнов.

На разных этапах экскаваторостроения у создателей машин возникали свойственные тем периодам проблемы. Все механизмы и оборудование экскаватора объединены в единый агрегат, способный самостоятельно перемещаться. До 70-х годов на открытых горных работах в России и за рубежом эксплуатировались драглайны, оснащенные трехопорными механизмами шагания с механическим и гидравлическим приводами и опиранием на кромку базы при шагании. 70-е годы характеризовались ростом единичной мощности технологических агрегатов открытых горных работ. Масса наиболее крупных моделей драглайнов достигла 10... 12 тысяч тонн. Возникла необходимость выполнения гидрофицированного шагающего механизма с полным отрывом базы экскаватора.

Основной тенденцией совершенствования шагающих механизмов экскаваторов с увеличением их единичной мощности стала замена трехопор-ных шагающих механизмов четырехопорными, стремление уменьшить действующие на узлы механизма шагания и металлоконструкции экскаватора нагрузки и обеспечить их равномерное распределение на опоры и металлоконструкции.

Подвижные опоры шагающих механизмов выполняются в виде опор скольжения (экскаватор 4250>У фирмы "Бюсайрус-Ири") и в виде гидростатической опоры (экскаватор ЭШ-100.100 Уралмашзавода). * Отличительной особенностью работы гидростатического подшипника

в механизме шагания экскаватора является неопределенность опирания опорных башмаков на грунт. От величины прогиба опорных поверхностей » зависит распределение давления под ползуном и расход жидкости. Вместе с

тем гидростатическая опора позволяет обеспечить плавность хода и значительно сократить затраты энергии на перемещение экскаватора.

Выявление закономерностей влияния величины прогиба башмаков на . расход жидкости гидростатической опорой позволит обоснованно выбирать параметры гидростатического подшипника и привода механизма шагания, устанавливать рациональные режимы его работы.

В настоящее время горные предприятий, в России и за рубежом в основном оснащаются драглайнами сре " ванными

трехопорными механизмами шагания.

Разработка конструкций шагающих механизмов с гидроприводом, где число гидроаппаратов минимально, повышает надежность работы экскаватора в целом и снижает затраты на изготовление, ремонт и эксплуатацию.

При работе драглайна в климатических зонах с колебаниями температур воздуха вблизи нулевых значений происходит налипание и намерзание грунта на центральной части опорной базы экскаватора. Это явление практически делает невозможным перемещение машины до удаления грунта с опорной поверхности.

Существующие способы борьбы с этим явлением мало эффективны и небезопасны. Сказанное выше определяет актуальность постановки научной проблемы - разработка теоретических основ проектирования гидравлических шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов, обладающих повышенной надежностью и эффективностью работы.

Цель работы. Создание научных основ проектирования гидравлических шагающих механизмов, адекватных реальным условиям их работы, путем обобщения, развития и углубления теории проектирования и расчета узлов драглайнов и разработка конструктивных схем механизмов шагания и их приводов, повышающих эффективность использования экскаваторов-драглайнов.

Идея работы. Рассмотрение экскаватора-драглайна в процессе его перемещения как единой энергомеханической системы, характеризующейся взаимосвязанной совокупностью кинематических и динамических параметров, позволит выбирать рациональную структуру шагающего ходового оборудования, создавать экскаваторы-драглайны нового поколения.

Методы исследования. В комплексных исследованиях использованы:

анализ функциональных структур и конструктивных схем, обобщение опыта проектирования;

математическое моделирование процессов методами теоретической механики, теории механизмов и машин;

экспериментальная проверка в лабораторных и промышленных условиях результатов теоретических исследований с использованием теории подобия и размерностей.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Качественно новый, адекватный степени нагружения и деформирования опорных башмаков уровень в развитии методологии проектирования гидростатических опор механизмов шагания драглайнов с обеспечением устойчивой работы плоской гидростатической опоры при постоянном расходе рабочей жидкости.

2. Математическая модель для расчета параметров трехопорных механизмов шагания с гидроприводом, позволяющая при проектировании ходовых механизмов устанавливать рациональные значения их конструктивных и

режимных параметров с учетом особенностей конструктивного исполнения механизма.

3. Конструктивные схемы шагающих механизмов драглайнов с гидроприводом, включающим минимально возможное число гидроаппаратов и исполнительных механизмов, дающие возможность повысить надежность привода хода, снизить затраты на обслуживание и ремонт.

4. Использование выделяемого тепла гидроприводом при дросселировании жидкости для нагрева нижнего настила опорной рамы перед началом перемещения экскаватора позволяет решить проблему удаления примерзше-

\ го фунта к средней части опорной базы в периоды знакопеременных температур окружающего воздуха.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач, адекватностью математических моделей реальным процессам нагружения элементов шагающих механизмов, 90 % сходимостью результатов расчетов с эксплуатационными характеристиками работы гидравлических шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов.

Научная новизна диссертации состоит:

в разработке качественно новой методики проектирования гидростатической опоры шагающего механизма драглайна с обеспечением устойчивой работы опоры в процессе перемещения машины по неровной поверхности и по грунтам, имеющим различную плотность;

установлении взаимосвязей основных конструктивных и режимных параметров трехопорных гидрофицированных механизмов шагания;

разработке математических моделей гидравлических механизмов шагания с минимальным числом силовых гидроцилиндров, гидроаппаратов управления и регулирования;

обосновании использования тепла, выделяемого гидроприводом при нагреве жидкости перед началом шагания, для удаления примерзшего грунта к средней части опорной базы экскаватора.

Практическое значение и реализация результатов работы. Результаты выполненных исследований позволяют: при проектировании драглайнов выбирать рациональную конструктивную схему гидравлического механизма шагания и определять основные параметры механизма в соответствии с заданной расчетной схемой;

при эксплуатации экскаватора на липких грунтах исключить аварийные ситуации при шагании, обусловленные налипанием и примерзанием фунта к опорной поверхности и делающие невозможным его перемещение.

Результаты исследований использованы отделом горного машино-. строения НИИтяжмаш Уралмашзавода при проектировании шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов ЭШ-100.100, ЭШ-65.100, ЭШ-100.125, отделом стандартизации при разработке РТМ 24.072.18-80 "Метод расчета опорно-поворотных устройств экскаваторов-драглайнов".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили одобрение на научно-технической конференции "Повышение производительности и ресурса горнодобывающих и горно-транспортных машин" (г. Челябинск, 1977), на четвертой Всесоюзной конференции по статике и динамике пространственных конструкций (г. Киев, 1978), на ежегодных научно-технических конференциях в УГГТА (1975...2004), на ежегодном международном симпозиуме "Неделя горняка" (г. Москва, 2000...2004).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 54 работы, в том числе 30 авторских свидетельств и патентов. Вклад автора в публикации, выполненные в соавторстве, состоял в формировании основной идеи [1, 3, 7, 8, 9,...35], выборе метода исследований [49, 53, 54], анализе полученных результатов и подготовке на их основе методик и рекомендаций [4, 42, 46].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 161 наименования; содержит 224 страницы машинописного текста, 48 рисунков, 6 таблиц и 9 приложений.

Автор выражает искреннюю благодарность профессору МГТУ Канто-вичу Л.И., профессорам VI1 У Саитову В.И., Касьянову П.А. за консультации и помощь в работе над диссертацией, а также всем соавторам совместных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Развитие открытых горных работ связано с широким использованием экскаваторов-драглайнов, реализующих наиболее эффективную бестранспортную технологию ведения горных работ. В настоящее время 40 % объема вскрышных работ на угольных разрезах выполняется этими машинами.

Оснащение горных предприятий отечественным горно-транспортным оборудованием на шагающем ходу способствует повышению эффективности открытых горных работ как за счет способности машин передвигаться по грунтам с низкой несущей способностью, так и за счет высокой маневренности. Эти качества шагающего ходового оборудования в полной мере проявляются в конструкциях, параметры которых установлены на основе их глубокого теоретического обоснования.

В главе 1 выполнен анализ современного состояния и рассмотрены перспективы развития шагающего ходового оборудования с гидроприводом

Основой теории проектирования драглайнов во взаимосвязи с породой и параметрами открытых горных работ явились научные труды Н.В Мельникова, В.В. Ржевского, Ю.А. Ветрова, Н.Г. Домбровского, Д.П. Волкова, С.А. Панкратова, Р.Ю. Подэрни, Д.И. Федорова и др.

В создание шагающего ходового оборудования с гидроприводом большой вклад внесли конструкторы мощных драглайнов В.Р. Кубачек, Б.И. Сатовский, Х.А. Винокурский, В.Л. Раскин, Г.В. Кривошеев, Б.Г. Осипов,

Г.Х. Бойко, В.Н. Николаев, Б.С. Камышев, B.C. Кострицкий, М.А. Казарино-ва, Т.Е. Исаев, Л.П. Прахов, Г.Л. Лобов, В.Н. Попов.

В работах М.С. Балаховского, Ю.И, Бережного, Н.З. Гармаша, Э.А. Горбунова, Ю.А. Девяткина, Е.В. Кочетова, В.А. Оленева, Л.С. Скобелева, П.Е. Тотолина, В.П. Трескова и других ученых теоретические разработки получили дальнейшее развитие.

Проведенный анализ выполненных исследований механизмов шагания свидетельствует, что конструктивные схемы и параметры механизмов совершенствовались с ростом единичной мощности технологических агрегатов. Мировая тенденция роста энергетических и весовых параметров экскаваторов, наблюдавшаяся в 70-е годы, привела к тому, что ведущими фирмами стали выпускаться экскаваторы с массой более 10 тыс. тонн и вместимостью ковша более 100 м3. Было заявлено о создании машин с вместимостью ковша 300 м3. Для перемещения таких машин были предложены 4-опорные гидравлические механизмы шагания (рис.1) с полным отрывом базы при перемещении машины (ЭШ-100.100; 4250-W). Причем фирма "Бюсайрус-Ири" подвижные опоры на экскаваторе 4250-W выполнила в виде опор скольжения, а Уралмашзавод - в виде гидростатической опоры, обеспечивающей минимальное сопротивление перемещению экскаватора.

Отличительной особенностью применения гидростатического подшипника в механизме шагания является то, что в процессе шагания могут возникнуть различные случаи опирания на грунт, в том числе и опирание концами опорных башмаков, что приводит к их прогибам. Прогиб башмака создает в гидростатической опоре щель переменной величины, через которую происходит расход жидкости. Для расчета параметров насосной установки потребовалось установить зависимость расхода жидкости от параметров расходной щели с учетом условий опирания.

Опыт эксплуатации сверхмощных машин показал экономическую нецелесообразность их использования. Горному предприятию выгодно иметь набор разнообразной средней мощности и мощной техники, чем единичные сверхмощные агрегаты, требующие для их эффективного использования набор разнообразных вспомогательных машин.

В настоящее время для открытых горных работ отечественной промышленностью и зарубежными фирмами выпускаются экскаваторы с вместимостью ковша до 100 м3 и длиной стрелы 100 м, оборудованные 3-опорными механизмами шагания (с неполным отрывом базы при шагании).

Гидравлические механизмы шагания драглайнов Уралмашзавода (ЭШ-14.75; ЭШ-15.90; ЭШ-15.90А) обеспечивают плавность хода, низкое давление на грунт. Вместе с тем при работе механизма шагания тяговые ги- -роцилиндры дополнительно нагружают заднюю кромку базы, создают дополнительное сопротивление перемещению машины. При неправильном выборе места подвески подъемных гидроцилиндров и движении под уклон может произойти "клевок" экскаватора, что вызовет аварийные нагрузки на

стрелу.

Экскаваторы, оборудованные трехопорными механизмами шагания с гидроприводом (см. рис. 1, а), имеют относительно малые скорости передвижения и высокую энергоемкость. Объясняется это тем, что при активной работе подъемных гидроцилиндров экскаватор не перемещается. В этом периоде цикла работы механизма шагания происходит подъем машины, необходимый для обеспечения заданного шага экскаватора. Процесс сопровождается большими затратами энергии и времени без перемещения машины, это свидетельствует о несовершенстве конструкции механизма шагания и его привода.

Рис. 1. Схемы шагающих механизмов: а -трехопорная; б - четырехопорная;

1 - опорные башмаки, 2 - скользуны;

3 - подъемные гидроцилиндры; 4 - тяговые гидроцилинды

При работе экскаватора на глинистых грунтах в сезоны знакопеременных температур воздуха происходит налипание фунта к центральной части базы экскаватора. Это явление не отражается на работе экскаватора. Но при перемещении машины такой случай является аварийным. Удаление грунта с поверхности базы перед шаганием необходимо, а сам процесс небезопасен. Для удаления примерзшего грунта до сих пор не разработано эф-

фективных технических средств - проблема остается неразрешенной.

Анализ технических проектов шагающего ходового оборудования драглайнов с гидроприводом подтвердил отсутствие теоретических основ выбора и расчета рациональных схем и параметров гидравлических механизмов шагания драглайнов повышенной надежности.

Таким образом, в соответствии с поставленной проблемой и целью в работе решены следующие задачи:

моделирование плоской гидростатической опоры при ее нагружении; разработка конструктивных схем шагающих механизмов с гидроприводом, включающим минимально возможное число гидроаппаратов управления и силовых гидроцилиндров;

математическое моделирование разработанных конструктивных схем шагающих механизмов с гидроприводом;

обоснование возможности использования выделяемого гидроприводом хода тепла для нагрева нижнего настила базы экскаватора.

В главе 2 выполнен анализ теоретических и экспериментальных исследований расхода жидкости плоской гидростатической опорой при деформировании опорных поверхностей, адекватном степени их нагружения, и установлены закономерности формирования сопротивлений перемещению экскаватора.

Расчеты гидростатических опор применительно к условиям работы станков, турбин, телескопов, насосов, имеющих жесткое основание, широко изложены в литературе.

Отличительной особенностью применения гидростатического подшипника в механизме шагания экскаватора является то, что в процессе шагания по неровной поверхности грунта и по грунтам, имеющим различную плотность, возникают различные случаи опирания, в том числе и опирание концами опорных башмаков, что приводит к их значительным прогибам.

При разработке конструкций плоских гидростатических опор применительно к условиям работы экскаваторов и отвалообразователей первостепенное значение имеют вопросы определения их основных параметров с учетом деформации основания опорных башмаков.

Для определения расхода жидкости через щель переменной величины, образующейся в результате деформации гидростатической опоры под нагрузкой (рис. 2), в качестве исходного использовалось выражение для определения расхода жидкости при постоянной толщине масляной пленки для гидростатического подшипника с центральной круговой камерой:

(2 = лЬ3 р0 / (6ц 1п(Н/гк)), (1)

где И - толщина масляной пленки;

р„ - давление жидкости в камере подшипника; ц - динамическая вязкость жидкости; К - наружный радиус подшипника;

гк - радиус камеры подшипника.

Из расчетной схемы (см. рис. 2,а) видно, что при принятом значении нагрузки Р величина Ь = ((<р) и может быть определена из уравнения упругой

1 1 *

1 1 1 , 1 1 / 1 '

\ \ ^У/ я/ / ' /

X Ю.

я г,/2

б

а _ Ь ——И е -с

Рис. 2. Расчетная схема

Дифференциальное уравнение для определения расхода жидкости через бесконечно малый сектор п-го участка подшипника в цилиндрических

координатах У,г,фв этом случае имеет вид: <1(2 = 71[%)]3р((1ф/271) / (6ц 1п(11/г,)).

Сложность и необычность решаемых задач требовали экспериментальной проверки не только новых решений, но и общепринятых допущений в конкретных условиях. С этой целью была изготовлена модель плоской гидростатической опоры. Масштаб модели и ее основные параметры определены исходя из условия сохранения физического подобия процессов в модели и натуре.

При исследовании работы плоской гидростатической опоры на физической модели производили замеры: расхода масла через щель опоры при различном опирании, прогибов опоры, усилий трения, давлений жидкости в щели. Вязкость масла уточнялась в лаборатории. Температура масла замерялась до испытаний и в ходе испытаний с помощью лабораторных термометров в ванне гидростатического подшипника и в баке насосной установки.

Различные случаи опирания опорных башмаков имитировались перестановкой опор. Силы трения при продвижении опор определялись по давлению жидкости в полостях тягового гидроцилиндра.

Экспериментальные и аналитические исследования показали, что при решении дифференциального уравнения упругой линии опорного башмака необходимо учитывать влияние поперечных сил.

С учетом вышеизложенного решение уравнения (2) расхода жидкости имеет вид:

<2 = РоР3 [ (9тгАСГ)гк4/ 8) + (9лВС2г,4/16) -

- (97сВ2Б г.4/ 16) - (2АБ2 гк3) + (2С3 г„3/3) - (4БВСгк3) + (3)

+ (ЗтсВО2 гк2/ 4) - (ЗпСЪ гк2/4) + (ЗС02гк) - (тсБ/2)] / (192ц 1п(Шгк)Е3),

где Е - модуль упругости при растяжении (сжатии);

Р - нагрузка, передаваемая подшипником;

А = 1 /(31); В = 1/(21); С =-К/(0,210;

[(13/(241)) - (I2/(41) + (К/(0,2Р)))(1/2)] -

- [(1,3/(31)) - (12/(41) + (К/(0,2Р)))1,] = - Б,

1 - длина опорного башмака;

. Б - площадь поперечного сечения балки (башмака);

1 - момент инерции сечения башмака относительно оси У;

К - коэффициент, зависящий от формы, размеров сечения и направления оси У.

Учитывая, что р0 = 2Р ln(R/rK)[ji(R2 - г,2)]'1, уравнение (3) принимает

вид:

Q = Р4 [(9rtACD гк4/ 8) + (9яВС2 гк4/ 16) -

- (9ttB2D Гк 4/ 16) - (2AD2 rK5) + (2С3 гк3/3) - (4DBC г„3) + (4)

+ (3tiBD2 гк2/ 4) - (3rcC2D гк2/4) + (3CD2 г,) - (TtD3/2)] / /(96n(R2-rK2)|0.E3).

На рис. 2, б показана характерная форма щели, представляющая раз- i

вертку цилиндра радиуса гк, усеченного кривой у = fi(rK, (р) (кривая а, Ь, с, d), исходя из которой, расход жидкости через подшипник можно определять по формуле (1), принимая h = hcp,

где hcp = 0,5 (Iw + Ьпш,);

hmax = (P/(4E)) [(13/(12J)) +(K1/(0,2F))] - y'; (5)

hmm = (P/(4E)) [(l2y(4J)) +(Kb/(0,2F))- (123/(3J))] - y'; (6)

y' = (P/(4E)) ((12I,/(4J)) +(K1,/(0,2F))- (1,3/(3J))]. (7)

Работа направляющих плит опорных башмаков идентична работе направляющих механизмов подач станков, работающих обычно в режиме смешанного трения, область которого характеризуется большим разнообразием условий работы трущихся поверхностей в зависимости от доли сухого, граничного и жидкостного трения в процессе трения.

Для случая смешанного трения усилие перемещения экскаватора на скользящих опорах с гидравлической подушкой может быть определено-

Рт = 7tp0fCK[R32 - (1/(2 Ln(R,/R2))) (R,2 - R22)]. (8)

где fCK - коэффициент трения скольжения в режиме смешанного трения;

R2; Rj - радиусы камеры гидравлической подушки с учетом площадки поджима и без ее учета;

Ri - радиус камеры на выходе масла из щели.

Приведенные формулы позволяют определять расход жидкости через гидростатический подшипник с переменной толщиной масляной пленки, определяемой уравнением упругой линии балки (опорного башмака).

Полученные выражения для определения расхода жидкости и усилий перемещения экскаватора увязывают геометрические и силовые параметры механизма шагания и экскаватора в целом и позволяют обоснованно выбирать параметры механизма шагания и насосной установки для конкретной машины.

В главе 3 установлена взаимосвязь конструктивных и силовых параметров трехопорных гидравлических механизмов шагания экскаваторов-драглайнов.

Специфической особенностью работы трехопорных гидравлических механизмов шагания мощных драглайнов является наличие наряду с опорными башмаками третьей опоры - части опорной поверхности базы, скользящей по грунту при перемещении экскаватора, оказывающей непосредственное влияние на нагруженносгь элементов механизма шагания.

Трехопорный гидравлический механизм шагания (рис. 3) имеет два подъемных 3 и два тяговых 4 гидроцилиндра, шарнирно закрепленных на поворотной платформе экскаватора. Плунжеры каждого подъемного и тягового гидроцилиндров выходными концами опираются на траверсы 5, шарнирно соединенные с опорными башмаками 1. Это позволяет башмакам свободно поворачиваться и приспосабливаться к имеющимся неровностям поверхности грунта. Гидравлическая система управления приводом механизма шагания обеспечивает одновременную или поочередную работу подъемных

Рис. 3. Схема трехопорного механизма шагания с гидроприводом

1 - опорные башмаки; 2 - база; 3 - подъемные гидроцилиндры, 4 - тяговые гидроцилиндры; 5 - траверса

и тяговых гидроцилиндров.

Механизм шагания при анализе взаимосвязей его параметров может рассматриваться как система, происходящие в которой энергетические и силовые процессы связаны с преобразованием гидравлической энергии насосной установки, осуществляемом гидроцилиндрами подъема и тяговыми гидроцилиндрами.

Такой механизм шагания включает два независимых механизма -подъема и перемещения. Ввиду конструктивного разделения механизмов и последовательной схемы их работы упрощается управление процессом шагания, обеспечивается полное использование установленной мощности привода. Степень рациональности преобразования закона движения ведущих звеньев (штоков гидроцилиндров) и их нагружения зависит от соотношения между геометрическими параметрами звеньев и значений координат точек крепления гидроцилиндров.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования показали, что при передвижении экскаватора имеет место равномерное нагру-жение гидроцилиндров правой и левой сторон механизма. Максимально зафиксированное отклонение не превышает 5 %. Это позволяет при анализе рассматривать механизм шагания как плоскую систему.

Усилия на выходных звеньях гидроцилиндров подъема и тяги определяются для реализуемого на практике случая последовательной работы подъемных и тяговых гидроцилиндров механизма хода (рис. 3):

Р„=[0*- ВД+ ВД й 1ё^(х)][1+ с1ё271(х)]0'51{\-сЩ у,(х) (9)

Р^Цв*- Иу(х)] с1ё ^«ЫП+Св^х)]0'5 / (1-с1й у,(х) 18^(х)), (10)

где О* - сила тяжести экскаватора без опорных башмаков, Н.

Опирание базы на грунт при шагании происходит по части опорной поверхности - по площади кругового сегмента ппТс (рис. 4), величина которой зависит от деформации грунта под контактной поверхностью

Величина равнодействующей давления на грунт под кромкой базы определится:

где Сг - коэффициент упругости основания, Н/м3; г - радиус базы экскаватора, м.

Полагая, что часть грунта, которой передается давление задней кромкой базы, испытывает одинаковое напряжение по всей площади контакта, равное предельному напряжению для расчетного грунта, площадь контактирующей с фунтом поверхности определится:

Ку = [г2Ршах(3 втф - 8Ш3(Р - Зср совф)]/ [3(1- совф)]; Риал = С2Г 8ШСС( 1- СОвф),

(П)

(12)

Рк — К-у / гр>

(13)

где а„.гр - предел упругости грунта.

Согласно методу местных упругих деформаций, удельные давления под опорной поверхностью возрастают от нуля по линии пп' до р^ на краю базы по закону треугольника:

с! = тИу / (Р„С2 вта), (14)

где т - коэффициент, учитывающий увеличение давления на кромке базы по сравнению со средним;

Величину можно определить, приняв опирание базы в крайней точке кромки, а площадь опорного сегмента определится:

= с1[12(<1г - с12)05 + 8(2<1г)0'5] /15. (15)

Величиной, определяющей все геометрические и силовые параметры механизма шагания, является шаг экскаватора. В свою очередь, шаг экскава-. тора Ь зависит от координат центра масс машины, координат точек подвески подъемных гидроцилиндров и от величины рабочего хода плунжеров подъемных гидроцилиндров (рис. 5). Рост высоты подвески приводит к увеличению массы несущих металлоконструкций кузова, воспринимающих внешние

нагрузки от гидроцилиндров. Поэтому эта высота должна быть принята минимальной и определена рабочими параметрами гидроцилиндра подъема.

Минимальная длина гидроцилиндра с втянутым плунжером (расстоянием между точками крепления) :

Рис. 5. Схема механизма шагания

Ь^гзЬ' + гЬп, (16)

где Ь' - расстояние между точками крепления гидроцилиндра при отсутствии возможности перемещения плунжера; Ьп - рабочий ход плунжера,

Ь„ = Ьр + Ъ, (17)

где Ьр - рабочий ход плунжера, обеспечивающий заданный шаг экскаватора; Ъ - высота подъема башмаков при работе экскаватора (7>0,5ЬП);

Ь' = 4с1п, (18)

где Л„ - диаметр плунжера подъемного гидроцилиндра,

(!„ = (1,6С*/(7ф))0'5,

где р - номинальное давление жидкости в гидросистеме.

При заданных параметрах подвески гидроцилиндров шаг экскаватора определится:

Ь = [ЗЬ2 - Ь(4Ь' + 87^+Ъа+4Ъ'7.+4Х2]0-5. (19)

Установлены взаимосвязи между геометрическими и силовыми параметрами механизма шагания:

Рпшв - 0,143С*(1-0,011Ь1)ЬзЦ)Л17(1-0,01аз)(1-0,058а5);

Р™ах = 0,209С*(1-0,025Ь3)Ь1-°-454(1-0)018а3) а,"0'744;

1 (20)

Р„д.т» = ОДОЗО*^^^-0-092^^^) аз"0'056;

Ртищах = 0,0040*(1-0,049Ьз)1>|"0,085 (1-0,248а5),

где РПщах> Рп.дв тах - максимально возможные и максимальные движущие усилия на плунжерах подъемных гидроцилиндров;

Р-гшах. Ртдотах - максимально возможные и максимальные движущие усилия на штоках тяговых гидроцилиндров.

Анализ функционирования рассмотренного механизма шагания позволил сделать следующие выводы:

при подъеме экскаватора подъемными цилиндрами поступательного перемещения экскаватора не происходит, однако в этом периоде цикла шагания затрачивается максимальная энергия;

при последовательной работе гидроцилиндров подъема и тяги реализуется низкая скорость перемещения экскаватора;

при существующем в механизмах шагания экскаваторов превышении высоты подвески тяговых гидроцилиндров над осью шарниров опорных башмаков задняя кромка базы дополнительно нагружается при передвижении экскаватора работой тяговых гидроцилиндров;

гидравлическая система управления имеет два автономных контура -для подъемных и тяговых гидроцилиндров, что существенно снижает надежность привода хода и усложняет управление механизмом хода экскаватора.

В главе 4 выполнено обоснование разработанных конструктивных схем шагающих механизмов драглайнов с гидроприводом, включающих минимальное число гидроаппаратов и исполнительных механизмов, повышающих надежность привода хода и снижающих энергозатраты на перемещение, экскаватора.

Выполненный анализ различных схем шагающего ходового оборудования с гидроприводом позволил обосновать основное направление его совершенствования, заключающееся в минимизации исполнительных механиз-

мов и упрощении схем управления гидроприводами.

Сформулированы основные принципы создания схем шагающих механизмов с гидроприводом:

число исполнительных механизмов системы гидропривода механизма шагания должно быть минимальным;

работа механизма шагания не должна создавать искусственных нагрузок на металлоконструкции экскаватора;

гидравлическая система правой и левой сторон шагающего механизма должна быть одноконтурной;

число гидроаппаратов гидравлической схемы управления должно быть минимальным.

На основе предложенных принципов разработан ряд технических решений по конструкциям шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов с гидроприводом:

схема трехопорного механизма шагания экскаватора с неполным отрывом базы при шагании (А. с. № 825806) с гидростатическими опорами (рис. 6);

гидравлический привод ходового оборудования шагающего экскаватора (А. с. № 1247478) с неполным отрывом базы при шагании с гидроаккумуляторами (рис. 7, а, б);

схема трехопорного механизма шагания с приводом от одного гидроцилиндра на каждую сторону (А. с. № 1239229) с неполным отрывом базы при шагании и гидропривод со встроенными дополнительными гидроцилиндрами (А. с. № 1460142) (рис. 8).

Основные отличия разработанных конструктивных схем механизмов шагания с гидроприводом от существующих заключаются в объединении функций подъема и перемещения машины и выполнении их одним гидроцилиндром правой и левой сторон механизма шагания, упрощении системы управления механизмом хода экскаватора.

Схемы шагающих механизмов с одним гидроцилиндром снимают ограничения на положение центра масс экскаватора по отношению к местам крепления элементов механизма хода, так как в этих схемах исключается так называемый "клевок" машины при возможном переходе вектора силы тяжести машины за шарнир опорного башмака. Это позволяет выполнить рациональную компоновку механизма шагания и в целом машины.

Однако в механизме шагания (см. рис. 6) энергия, запасенная при подъеме экскаватора, при его опускании в конце шага превращается в тепло путем дросселирования жидкости. Этот недостаток устранен в гидроприводе ходового оборудования (см. рис. 7) путем использования гидроаккумуляторов высокого и низкого давления.

Рис. 6. Схема трехопорного механизма шагания с неполным отрывом базы при шагании с гидростатическими опорами:

1 - кузов; 2 - гидроцилиндры подъема; 3 - скользящая опора; 4 - тяга; 5 - опорный башмак; 6 - тяговый цилиндр; 7 - тяга; 8 - упор; 9 - база

Вместе с тем в обеих схемах гидропривода перемещение экскаватора осуществляется дополнительными тяговыми гидроцилиндрами, что усложняет конструкцию механизма, снижает его надежность.

Схема механизма шагания (см. рис. 8) устраняет эти недостатки путем сокращения числа цилиндров на каждую сторону до минимума.

Выполнены кинематический и силовой анализы механизма. Основу расчета составляет аналитический метод замкнутого контура, при котором выбранная система векторов рассматривается как геометрический многоугольник с нулевой суммой. В зависимости от варианта работы механизма шагания, его кинематическая схема представляется в виде одного из известных кулисных механизмов, движение которого определяется давлением жидкости в гидроцилиндре. Эквивалентная кинематическая схема механизма' представлена на рис. 9.

//////у//;//;/;//;/;;;/;;;; м /// /// у;; ////////>///

Б-Б

Рис. 7. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора с гидроаккумуляторами:

а - гидросхема привода, б - конструктивная схема механизма шагания

1 - подъемный гидроцилиндр; 2 - тяговый гидроцилиндр; 3 - дополнительный гидроцилиндр; 4 - полый плунжер; 5 - шток дополнительного гидроцилиндра; 6 - днище подъемного гидроцилиндра, 7 - насосная установка; 8 - обратный клапан; 9 - разгрузочный клапан; 10,11,12 - гидрораспределители; 13- гидроаккумулятор высокого давления, 14, 15 - гидрозамки; 16-венткяь, 17-разъединитель, 18 - трубопроводы; 19 - гидроаккумулятор низкого давления; 20 - распределитель; 21 - башмаки; 22 - гидроаккумулятор высокого давления: 23 - распределитель; 24 - коробчатая конструкция; 25 - направляющие; 26 - ось; 27,28 - проушины

встроенными дополнительными гидроцилиндрами ((A.c. № 1460142)

а - схема механизма шагания, б - гидросхема привода

1 - башмак; 2 - платформа; 3 - силовой гидроцилиндр; 4, 5 - распорные рычаги; б -плунжер, 7, 8, 9 - шарниры, 10 - упор; 11 - ограничитель, 12 - упор; 13 - дополнительный гидроцилиндр, 14 - поршневая полость дополнительного гидроцилиндра; 15 - канал подвода жидкости; 16 - задняя крышка; 17 - насос; 18, 21 - гидрораспределители, 19 -гидроцилиндр перемещения захватов 20

Исследование перемещения корпуса экскаватора при неподвижных опорных башмаках начинается с описания движения контура, содержащего распорные рычаги 4 и 5, где в качестве неизвестных величин рассматриваются их углы наклона (см. рис. 9).

Далее рассматривается контур, содержащий шток 6, корпус гидроцилиндра и заднюю кромку базы, которая волочится по грунту. Здесь неизвестными величинами являются угол наклона гидроцилиндра и перемещение кромки базы.

Первый замкнутый контур АВ + ВО + ОА = 0. (21)

_ Второй замкнутый контур

АВ + ВД + ДА = 0. (22)

Проектируя эти векторные уравнения на оси коорди-

77" ^ЩШща

Ае

S д

Рис. 9 Эквивалентная кинематическая схема

(23)

<

нат, получим

-Si cosai + ВО cos(P-a2) - ОА соэаз = 0 S[ sinat + ВО sin(P-a2) - ОА sma3 = 0 -S iCosa( + BD cosa? - S = 0 Si sinai - BD sindí + he = 0.

Геометрические размеры, а значит, и углы a и Р являются заданными, их можно варьировать при кинематических и силовых расчетах. Углы наклона звеньев аь а2, а3 и расстояние S определяются из системы уравнений (23).

Задаваясь перемещением штока относительно корпуса гидроцилиндра, можно установить все соответствующие значения неизвестных величин:

Л

ct[ =arcsin— -5; S=BDcosa2-Stcosai; Го

аг = (3 - arceos [(St2 + ВО2 - ОА2) / (2 ВО' S,)] + а,, BOsm(p-a2)+S1

(24)

a3=arctg

BOcos(P-a2)-S!

Угловые скорости звеньев механизма можно определить непосредственным дифференцированием по времени уравнений (24). Вместе с тем очевидно, что после дифференцирования уравнений (23) в результате получается

система линейных уравнений относительно а, ,0С2 ,<Х3 ,S

-S1cosal +Slsina1oc-BOsin(P-a2)(-a2)+OAsina3a3 =0; • • • •

Sisina1+S1cosa1ai+BOcos(p-a2X_a2)-OAcosa3a3=0 • • • •

-S1cosa1+S1sina1at-BDsina2a2-S=0'

L S, sina1 cosat a, -BDcosa2 a2 =0.

Данные уравнения можно представить в виде уравнений относительно аналогов скоростей:

S1sina1

Sicosaj

Sjsinaj

щ

+BOsin(P-a2)|

Ч) f \

щ

со2

vT

+OAsina3 / Л co3

lVb

-BOcos(P-a2)

/ \ (02 -OAcosa3 / \ ü)3

IvTJ

=cosa!, =-sina(,

(26)

^ l-BDsina2

0)2

Sicosaj

V

vV!

-BDcosa2

co2

=-sina,.

Уравнения (26) содержат 3 неизвестных аналога скоростей

®l

V,

* со-. ^ТГ'

* ЙЬ

3 Vt

(27)

Для указанных аналогов скоростей можно записать систему линейных неоднородных уравнений:

815та1а^+В08т(р-а2)й)2+0А8тазй4=со5а1, * * *

• З^ово^о)! -ВОсо8(р-а2)ш2-ОАсо8а3а)з=-8та1) Б^ова!«)* -ВОС050С2(02 +0а>з ^втс^. Полученные уравнения записываем в матричной форме:

'а b с^ d е f d g 0

/ *л щ

(0^

4%

f d/s, ^

-a/S[ -a/Sb

(28)

где а = 5i sinai; b = ВО sin(P - ссг); c = OAsina3;

d = Si cosat; e = - ВО cos(P - a2); f = - OA cosa3; g = - BD cosoc2.

Главный определитель этой системы уравнений Д0 =с^с+Ь£с!-<1ес-^а. Дополнительные определители: Д!=—(аес-адс-аЬ€-^д),

Д^^+а2^,

Д3=^-[-е(а2 +с12)+ё(а2 +с!2)]=81(е-е).

Решение системы: * Д) » Д2 I Дч Д0 Д0 Д0 Аналогично составлены уравнения для определения ускорений точек и угловых ускорений звеньев механизма шагания. Из уравнений (26) дифференцированием находим:

2

( -З^оз^+З^тоцс^+З^ша^+З^ово^оС! +51зта1а1" .2

-ВО«« (Р-а2 )(+аг) ~ ВОзш (Р- а2 )(-а2)+ .2

+ОАсоваз аз +ОАзша3 аз =0;

2

•• • • • ф т ••

81зта1+81С08а1а1+51С05а1а1-818та1а1 +81с05сс(а1-.2

-В08ш(Р-а2Х+а2)+В0с08(Э-а2)(-а2)+ .2

+ОАзша3аз -ОАсо5а3аз=0;

2

-Э^оБа!+Э1 эта, а!+51соза1а1 +8151па1а1~ - ВОсоза2 а2 ~ ВОбш а2 аг ~ 5=0;

2

818та1+$1со5а1а1+81^50! а^Б^та^! ч^совс^а^ V .2

+ВВ5та2а2-ВОсо5а2а2=0.

(29)

В этих уравнениях выделяем линейную часть, не вводя аналоги ускорений:

'Sisina1E1+BOsin(ß-a2)e2+OAsina3e3 = =cosa1-2sinoc1V1(üi -S^osaioof +BOcos(ß-a2)co2-OAcosoc3ü)f;

Slcosa1e1-BOcos(ß-a2)e2 ~OAcosa3e3 = =-sina1-2cosa1V1cú1+S1sina1co1 +BOsin(ß-a2)(D2-OAsina3<»5,

(30)

Sj sincc^ -BDsin ot2e2 - aD =

i i

- a t cosaj - 2sina1V1(ü1 -St cosa^ + BDcos a2co2;

S] cosa^! -BDcosa2e2 -0e3 =

? 2

^-a^inai -icosa^jdoi +S1sina1cof -BDsin а2ш2 ■

В системе (30) неизвестными величинами являются ускорения е,, г% е3, которые определяются аналогично решению системы (27).

Силовой анализ механизма шагания проводился методами теоретической механики. В качестве объекта исследования для принятой кинематической схемы рассматривалось звено BOD (рис. 10).

Уравнения равновесия рассматриваемого объекта имеют вид:

1МА =МИН -F¿AO+(F¿0-mg)(AOcosa3 +00)+?^ +

+ N[AOcosa3 +ODcos(a+a2)]-F¿0AOsina3 =0; ^^

■ £Fz=(N-mg+Feo )cosa[ + (F^+Feo )sir>ai --F¿cos(a1+a3)+(Fo-S)sin(a1+a3)=0)

£FX =-Fpcosa1+(F¿-S)cosa3 + F¿sma3 +(FTp + F¿o)=0.

Главный вектор сил инерции представлен суммой четырех составляющих: да)

Рцн + Peo + Peo-

где Fq,F¿,Fco,Fco "составляющие силы инерции механизма, соответствующие векторам ускорения центра масс машины.

Сила инерции F„„ = mac и направлена противоположно вектору ускорения центра масс С.

Ускорение центра масс может быть представлено в соответствии с формулами плоскопараллельного движения в следующем виде:

- -п , _т , . -т аС=аО+аО+аСО+аСО-

где ао=а>зАО, ао=е3АО, а£0=(02СО, а£0=е2СО.

Рис. 10. Схема сил, действующих на механизм

Разработанный алгоритм позволяет произвести серию вычислений по подбору наиболее рациональных вариантов сочетания геометрических размеров отдельных элементов механизма шагания, а также выбору соответствующих параметров гидромеханической системы, обеспечивающей его работу.

Приведенные уравнения составили основу расчетных формул для кинематического и силового анализа механизма шагания экскаватора на компьютере при использовании в качестве исходных данных числовых значений, соответствующих шагающему экскаватору ЭШ-15.90. Результаты расчета параметров приведены в таблице.

Анализ результатов показывает, что максимальное усилие, передаваемое на поршень гидроцилиндра, составляет 0,38 МН, что при номинальном давлении 17,5 МПа для ЭШ-15.90А соответствует площади поршня 0,021 м2, а его диаметр следует выбирать равным 0,16 м.

В случае выполнения гидроцилиндра со встроенным дополнительным гидроцилиндром размеры основного гидроцилиндра будут еще меньше, что позволит при той же насосной установке повысить скорость перемещения машины. В существующей конструкции механизма шагания подъемный гидроцилиндр имеет внутренний диаметр 0,82 м, а тяговый - 0,60 м.

Результаты расчета параметров механизма шагания

5, си а2 су Б 0)1 £02 £0з 61 £2 Ез ао N

м град м Ю'рад/с м/с Ю'град'с2 м/с2 МН

4,0 1,01 9,94 78,65 7,82 1,43 0,13 0,79 -0,52 -5,45 -0,64 -0,96 0,09 0,36 038

4,2 1,73 10,22 80,49 7,61 1Д4 0,11 0,81 -0,51 •4,34 -0,58 -0,51 0,06 0,34 0,34

4,4 2,27 10,44 82,36 7,40 0,87 0,09 0,82 -0,50 -3,45 -0,56 -0,11 0,04 0,32 0,30

4,6 2,65 10,63 84,27 7,20 0,59 0,07 0,84 -0,50 -2,71 -0,56 0,22 0,02 0,29 0,27

4,8 2,87 10,76 86,22 7,00 0,31 0,05 0,86 -0,50 -2,08 -0,58 0,49 0,01 0,27 0,22

5,0 2,95 10,85 88,22 6,79 0,02 0,02 0,88 -0,50 -1,53 -0,63 0,65 0,01 0,24 0,17

5,2 2,89 10,87 90,28 6,59 -0,29 0 0,91 -0,51 -1,01 -0,69 0,66 0,02 0,21 0,10

5,4 2,69 10,83 92,41 6,39 4),62 -0,03 0,94 -0,51 -0,49 -0,76 0,46 0,03 0,17 0,03

5,6 2,36 10,72 94,62 6,19 -0,97 -0,06 0,98 -0,51 0,12 -0,79 -0,06 0,06 0,12 -0,05

5,8 1,90 10,53 96,92 6,00 -1,36 -0,10 1,02 -0,50 0,89 -0,74 -1,05 0,12 0,07 -0,15

6,0 1,29 10,25 99,31 5,81 -1,78 -0,14 1,06 -0,49 1,96 -0,54 -2,73 0,20 0,01 -0,28

В предложенной конструктивной схеме шагающего механизма можно уменьшить номинальное давление в цилиндре до 12,5 МПа, что будет соответствовать диаметру цилиндра 0,2 м вместо 0,82 м (ЭШ-15.90) с одновременным сокращением числа гидроцилиндров механизма хода.

Металлоемкость гидроцилиндра будет меньше, чем у существующего подъемного гидроцилиндра экскаватора ЭШ-15.90. Вместе с тем уменьшение рабочего давления в цилиндре будет способствовать повышению надежности механизма в целом и увеличению ресурса работы гидропривода механизма хода.

Таким образом, разработанные схемы шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов отличаются максимальной степенью новизны и высоким техническим уровнем:

обеспечивается увеличение скорости перемещения экскаватора за счет рациональной работы гидроцилиндров;

обеспечивается повышение ресурса гидравлического оборудования, работающего при низких потребных давлениях в гидросистеме за счет размещения в плунжере подъемного гидроцилиндра дополнительного гидроцилиндра;

обеспечивается снижение энергоемкости процесса перемещения экскаватора за счет исключения переподъема машины при каждом шаге и использования гидроаккумуляторов.

В главе 5 выполнено теоретическое обоснование решения проблемы удаления примерзшего к средней части базы экскаватора грунта с помощью тепла, выделяемого гидроприводом при дросселировании жидкости.

Опыт работы шагающих экскаваторов и роторных комплексов на карьерах России свидетельствует, что производительность этих машин в определенных условиях резко падает. Причиной падения производительности является, в частности, интенсивное налипание экскавируемого грунта на внутренние поверхности ковшей экскаваторов.

В ковшах драглайнов налипший слой грунта сосредоточивается главным образом в центре задней стенки ковша, уменьшая его полезную вместимость и производительность экскаватора. Очистка ковша от налипшего грунта приводит к вынужденным простоям экскаватора.

Техническая производительность драглайна с учетом времени очистки ковша от налипшего грунта определится

п

1

где Е - вместимость ковша драглайна;

ЕН1 - объем налипшего слоя грунта в ковше при ьм цикле; ^ - время цикла;

nT - техническое число циклов; Кн - коэффициент наполнения ковша; t0 - время удаления намерзшего грунта; Кр - коэффициент разрыхления горной массы.

Все существующие механические способы удаления налипшего слоя повышают производительность драглайна, но полностью устранить налипание не позволяют. Анализ литературных источников свидетельствует, что наиболее эффективным средством борьбы с налипанием грунта является использование облицовок внутренней поверхности ковша полимерными материалами.

Вместе с тем налипание грунта происходит не только на поверхности элементов рабочего оборудования драглайна, но и на его опорные поверхности. При эксплуатации драглайна в климатических зонах, характеризующихся колебаниями температуры воздуха вблизи нулевых значений, наблюдается налипание и намерзание грунта на опорную поверхность базы драглайна. В процессе черпания грунта и его транспортирования в ковше экскаватора возникают большие удельные давления на грунт по периметру опорной базы, деформирующие грунт и не позволяющие образовываться устойчивому примерзшему слою грунта в этой зоне опорной поверхности базы экскаватора. Намерзание грунта наблюдается в центральной части опорной поверхности. Намерзший грунт не мешает нормальной работе экскаватора'. Проблемы возникают при шагании экскаватора. Даже небольшие объемы налипшего и примерзшего грунта при шагании экскаватора вызывают деформацию опорных поверхностей и несущих конструкций базы. В отдельных случаях при больших объемах намерзшего грунта шагание становится практически невозможным. Использование облицовок опорной поверхности полимерным материалом с целью борьбы с налипанием является неэффективным в связи с высоким темпом изнашивания материала и практически невозможностью его замены.

Механический способ удаления грунта в данном случае очень трудоемок и крайне опасен. Выполненные исследования показали эффективность удаления грунта за счет использования тепловой энергии. Такой способ особенно целесообразен на экскаваторах, оснащенных гидрофицированными механизмами шагания. В этом случае емкостью жидкости гидросистемы привода хода являются камеры опорной базы (A.c. № 1232757), расположенные в ее центральной части (рис. 11).

Перед началом шагания производится нагрев рабочей жидкости гидропривода до ее установившейся температуры путем дросселирования через предохранительный клапан. Жидкость нагревает контактирующий с ней нижний настил базы экскаватора, что приводит к ослаблению связи грунта с базой, и при волочении базы в процессе шагания грунт отрывается от базы.

(35)

Рис. 11. Схема устройства для обогрева нижнего настила рамы драглайна-

ЦаПФ12,~ НИЖНИЙ НЗСГИЛ РЭМЫ; 3 - камеРЬ1' 4 - верхний на-TJZ': ~ °C"M уСтановка «PmoM механизма шагания-б - гидрораспределитель; 7 - дроссель регулируемый; 8 - трубопровод

9-гидрошарнир;10-поворотная платформа руоопроводы,

Объемные гидравлические системы горных машин работают обычно при температуре 30...60 °С. Нагрев рабочей жидкости гидропривода прГс ходит вследствие дросселирования жидкости в различных элементах тдро-

г;—с—гад—•п—• -р-

E = CtQp(1 - ТО,

где Ст - коэффициент теплопередачи; Q - подача насоса; р - давление жидкости в гидросистеме; Л - общий КПД гидропривода. Это количество тепла отводится в окружающую среду через повеох-ностъ гидропривода Fxo. При расчете замкнутых Л в повело"!Тт включается площадь всех элементов гидропривода, т.е. трубопроводов ш-сосов, моторов, распределителей. «проводов, на

ПР„ „ „ДЛЯ 0ТКРЫТЫХ схем предполагается, что отвод тепла происходит чеРез поверхность масляного бака, являющуюся определяющей втеплообмене

net,™ Т К°ГДа 33 ВР6МЯ Раб°™ ^Ропривода установившаяся температура жидкости не достигается, текущее значение температуры Г за время t работы гидросистемы при дросселировании жидкости че^ез предохранительный клапан определится: Р Р

тж=кР/(к,рТ0)]

где !Чпр - приводная мощность насосов; К, - коэффициент теплопередачи;

Сс= (СмМ„ + С,МЖ)/МГЖ - средняя удельная теплоемкость материалов гидропривода и рабочей жидкости;

См - удельная теплоемкость металлических элементов; Сж - удельная теплоемкость рабочей жидкости;

Мгж — Мм + Мж - масса элементов гидропривода и рабочей жидкости, передающих тепло;

Т„ - максимальная температура окружающего воздуха.

1-ехр

Г К1рто ^ ^--с^г.ж.

+т„

(36)

Для плоской стенки коэффициент теплопередачи определится:

—+—

аж ^-м ав

где аж - коэффициент теплоотдачи жидкость - стенка;

8СТ - средняя толщина стенки теплоотдачи;

Хи - коэффициент теплопроводности стенок емкости жидкости;

осв - коэффициент теплопроводности стенка - воздух.

Выполнен расчет времени нагрева жидкости до установившейся температуры 50 °С при переводе всей энергии в тепло для параметров гидропривода хода экскаватора ЭШ-15.90 (рис. 12).

При температуре окружающего вохдуха Т„ = - 10 "С нагрев жидкости до 20 °С происходит за 10 мин. Такая температура жидкости достаточна для нагревания настила опорной рамы, обеспечивающего отрыв примерзшего грунта при волочении базы по грунту в процессе шагания.

Нагрев рабочей жидкости гидропривода до установившейся температуры позволяет создать положительную температуру на поверхности базы, контактирующей с грунтом. При шагании экскаватора первый шаг осуществляется при минимальном гарантированном подъеме базы, что обеспечит при дальнейшем поступательном его движении сдвиг и отрыв освободившегося грунта под базой, исключит аварийный режим работы механизма и все операции, связанные с этим режимом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основе обобщения, развития и углубления теории расчета экскаваторов-драглайнов решена крупная научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение и заключающаяся в создании научных основ проектирования гидравлических шагающих механизмов, соответствующих заданным параметрам машины, что позволяет создавать драглайны нового технического уровня.

На основе выполненных в работе исследований разработаны технические решения шагающих механизмов с гидроприводом на уровне патентов.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Эффективность использования экскаваторов-драглайнов во многом определяется показателями работы ходового оборудования, обеспечивающего технологическое и транспортное перемещение машины.

2. Предложены новые конструктивные решения шагающих механизмов с гидроприводом, обеспечивающие перемещение машины с полным и частичным отрывом базы при шагании, формирующие новую концепцию

развития шагающего ходового оборудования и экскаваторов-драглайнов в целом на более высоком техническом уровне.

3. Для перемещения мощных драглайнов (массой более 10000 т) предложена схема четырехопорного гидравлического механизма шагания с полным отрывом базы и перемещением с помощью плоских гидростатических опор.

4. На основании выполненных теоретических исследований и экспериментальных исследований на физической модели разработана методика расчета расхода рабочей жидкости через щель переменной величины гидростатической опоры, описываемой уравнением упругой линии опорного башмака.

5. Выявлены взаимозависимости между конструктивными и силовыми параметрами трехопорных гидравлических механизмов шагания, позволяющие выбирать их рациональные параметры при проектировании и устанавливать рациональные режимы работы механизма шагания.

6. Проведены кинематический и силовой анализы механизма шагания экскаватора с приводом от двух гидроцилиндров. Гидравлическая схема включает минимальное число аппаратов управления и регулирования, чем обеспечивается повышенная надежность привода и сокращаются потери энергии в гидроприводе. Установлены конструктивные и режимные параметры механизма, обеспечивающие рациональный шаг экскаватора.

7. Выполнено аналитическое исследование работы трехопорного гидравлического механизма шагания с перемещением экскаватора с помощью двух плоских гидростатических опор, позволяющих за счет увеличения длины шага сократить время цикла и увеличить скорость перемещения экскаватора.

8. Предложен и обоснован способ удаления примерзшего к опорной поверхности базы экскаватора грунта за счет тепловыделения при дросселировании рабочей жидкости гидроприводом механизма шагания перед началом перемещения машины.

9. Сформулированы технологические и конструктивные принципы создания перспективных технических решений гидравлических шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов на более высоком техническом уровне:

четырехопорный механизм шагания с полным отрывом базы и перемещением с помощью плоских гидростатических опор;

трехопорный механизм шагания с приводом от двух гидроцилиндров;

трехопорный механизм шагания с двумя плоскими гидростатическими опорами.

Результаты исследований использованы отделом горного машиностроения НИИтяжмаш Уралмашзавода при проектировании шагающих механизмов драглайнов, отделом стандартизации при разработке РТМ 24.072.18-80 "Метод расчета опорно-поворотных устройств экскаваторов-драглайнов".

Результаты работы использованы в учебном процессе и нашли свое отражение при подготовке бакалавров и магистров по направлению 551800 «Технологические машины и оборудование, специалистов по специальности 170100 «Горные машины и оборудование».

Основные печатные работы по теме диссертации

I. Суслов Н.М., Попов В.Н. Определение расхода масла через гидростатический подшипник шагающего экскаватора ЭШ-80.100 // Изв. вузов. Горный журнал. - 1973. - № 1. - С. 69-72.

2 Суслов Н.М. Взаимосвязанность усилий в цилиндрах шагающего механизма драглайна при передвижении // Изв. вузов. Горный журнал. -1975.-№7.-С. 105-109.

3. Суслов Н.М., Казаринова М.А. Аналитический метод определения основных параметров гидравлических шагающих механизмов мощных драглайнов // Изв. вузов. Горный журнал. - 1975. - № 9. - С. 91-95.

4. Суслов Н.М , Попов В.Н. Шагающее ходовое оборудование горнотранспортных машин // Механизация горных работ: Сб. - Вып. 1.- Кемерово, 1977.-С. 201-206.

5. Суслов Н.М. Взаимосвязь конструктивных и силовых параметров трехопорных гидравлических механизмов шагания // Изв. вузов. Горный журнал. - 1977. - № 9. - С. 97-98.

6. Суслов Н.М. Поступательное движение башмаков над поверхностью шагания за счет одновременного перемещения плунжеров подъемных и штоков тяговых цилиндров // Проблемы повышения эффективности производства в условиях ГОКов черной металлургии: Сб. - Вып. 1. - Свердловск: УПИ, 1977.-С. 61-65.

7. Кубачек В.Р., Суслов Н.М. Рациональная величина шага трехопорных гидравлических механизмов шагания // Проблемы повышения эффективности производства в условиях ГОКов черной металлургии: Сб. - Вып. 1. - Свердловск: УПИ, 1977. - С. 103-110.

8. Суслов Н.М., Касьянов П.А., Тонкушин А И. Определение нагрузок на опорную базу и поворотную платформу драглайна при шагании // Статика и динамика машин: Сб. - Киев, 1978. - С. 82-84.

9. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Рутковская И.И., Андреев Е.В. Устройство для передвижения землеройных машин: А. с. № 663793, 1979, Б.И. № 19.

10. Суслов Н.М. Область рационального применения трехопорных гидравлических шагающих механизмов // Механизация горных работ: Сб. - Кемерово, 1977. - С. 77-80.

II. Суслов Н.М., Касьянов П.А., Саканцев М.В. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. № 810914,1981, Б.И. № 9.

12. Суслов Н.М., Касьянов П.А. Механизм шагания экскаватора:

A.c. № 825806, 1981, Б.И. № 16.

13 Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Закаменных Ю.Г., Тонкушин А.И. Землеройная машина: А. с. № 846673,1981, Б.И. № 26.

14. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм поворота экскаватора: А. с. № 883279, 1981, Б.И. № 43.

15. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Сайтов В.И., Масленников В.А Опорная рама для горных машин: А. с. № 899803, 1982, Б.И. № 3.

16. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Сайтов В.И. Устройство для перемещения землеройных машин: А. с. № 1046438, 1983, Б.И. № 37.

17. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Сайтов В И. Устройство для перемещения землеройных машин: А. с. № 1063948, 1983, Б.И. № 48.

18. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Касьянов П.А. Шагающее устройство землеройной машины: А. с. № 1121365,1984, Б.И. № 40.

19. Суслов Н.М., Кубачек В.Р., Касьянов П.А., Шестаков B.C. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. № 1121366, 1984, Б.И. № 40.

20. Суслов Н.М. и др. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. № 1118750,1984, Б.И. № 38.

21. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Сайтов В.И. Устройство для передвижения землеройной машины: А. с. № 1232757,1986, Б.И. № 19.

22. Суслов Н.М., Шестаков B.C. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. № 1234541,1986, Б.И. № 20.

23. Суслов Н.М. и др. Механизм шагания: А. с. № 1239229, 1986, Б.И.

№ 23.

24. Суслов Н.М., Касьянов П.А., Шестаков B.C. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. № 1247478,1986, Б.И. № 28.

25. Суслов Н.М. Принципы выбора основных параметров трехопор-ных гидравлических шагающих механизмов экскаватора. - Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш № 1716-ТМ86, 28.10.86. - 14 с.

26 Суслов Н.М. Исследование гидравлического шагающего механизма экскаватора в условиях эксплуатации и на модели. - Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш № 1716-ТМ86, 28.10.86. - 16 с.

27. Суслов Н М. Эффективность ходового оборудования шагающего экскаватора. - Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш № 2016-ТМ87, 28.10.87. - 16 с.

28. Суслов Н.М. Увеличение коэффициента полезного использования энергии механизма шагания экскаватора // Механизация горных работ: Сб. -Кемерово, 1988.-С. 164-166.

29. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм перемещения шагающего экскаватора: А. с. № 1331970, 1987, Б.И. № 31.

30. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Шагающее ходовое оборудование: А. с. № 1342986,1987, Б.И. № 37.

31. Суслов НМ, Комиссаров А.П., Шестаков B.C. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. № 1341340, 1987,

Б.И. № 36.

32. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм перемещения шагающего экскаватора: A.c. № 1364671, 1988, Б.И. № 1.

33. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Шагающее ходовое оборудование: А. с. № 1384692,1988, Б.И. № 12.

34. Суслов Н.М., Горбунов A.B. Шагающее ходовое оборудование: А. с. № 1434043, 1988, Б.И. № 40.

35. Суслов Н.М., Бойко Г.Х., Кострицкий В.В., Строганов И.И. Механизм шагания: А. с. № 1430473,1988, Б.И. № 38.

36. Суслов Н.М., Сайтов О.Н. Шагающее ходовое оборудование: А. с. № 1447999,1988, Б.И. № 48.

37. Суслов Н.М. Гидропривод шагающего ходового оборудования: А. с. № 1460142,1989, Б.И. № 7.

38. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм перемещения шагающего экскаватора: А. с. № 1465509, 1989, Б.И. № 10.

39. Суслов Н.М. Ходовое оборудование шагающего экскаватора: А. с. № 1467142,1989, Б.И. №11.

40. Суслов Н.М. Шагающий экскаватор: А. с. № 1454918, 1989, Б.И. № 4.

41. Суслов Н.М., Нэргуй Г. Ходовое оборудование шагающего экскаватора: A.c. № 1470878,1989, Б.И. № 30.

42. Суслов Н.М., Сайтов В.И., Комиссаров А.П. Повышение эффективности работы шагающих экскаваторов в условиях знакопеременных температур II Ускорение социально-экономического развития Урала. Новые материалы, техника, энерго-, ресурсосберегающие и безотходные технологии: Труды всесоюзной научно-практической конференции. - Свердловск, 1989.-

43. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Сайтов В.И. Способ удаления намерзшего грунта с опорной поверхности базы шагающего экскаватора // Механизация горных работ: Сб. - Кемерово, 1990. - С. 164-166.

44. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Тургель Д.К. Механизм перемещения горной машины: А. с. № 1740661,1992, Б.И. № 22.

45. Суслов Н.М., Ганболд Т. Механизм перемещения шагающего экскаватора: Патент № 2014111,1994, Б.И. № 10.

46. Суслов Н.М., Кострицкий B.C. Создание и эксплуатация шагающего ходового оборудования с гидроприводом // Совершенствование методов проектирования горных машин, нефтегазопромыслового и дробильно-размольного оборудования: Сб. - Екатеринбург: ОАО "Уралмаш", 1997. -

47. Суслов Н.М. Повышение эффективности шагающего ходового оборудования экскаватора И Горный информационно-аналитический бюлле-

тень. - М.: МГГУ, 2000. - № 4. - С. 85-86.

48. Суслов Н.М. Гидрофикация обор штения

С. 18-20.

С. 16-19.

технического уровня горных машин // Известия VI I I А. - Екатеринбург. -2000. - № 9. - С. 34-39.

49. Комиссаров А.П., Суслов Н.М. Параметрическая оптимизация рычажно-гидравлических механизмов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд. МГГУ, 2002. - № 3. - С. 206-208.

50. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Выбор параметров рычажно-гидравлических механизмов горных машин II Горные машины и автоматика, 2002. -№ 11.-С.23-25.

51. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Оценка технического уровня горных машин // Известия вузов. Горный журнал. - 2002. - № 5. - С. 30-33.

52. Суслов Н.М. Сокращение простоев драглайна за счет повышения надежности работы механизма шагания // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд. МГГУ, 2003. - № 3. - С. 126-127.

53. Ляпцев С.А., Суслов Н.М. Анализ кинематических параметров механизма шагания экскаватора // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: Сборник докладов П международной научно-технической конференции. Чтения памяти В.Р. Кубачека. - Екатеринбург: УГТТА. - 2004. - С. 57-61.

54. Суслов Н.М., Ляпцев С.А. Кинематический и силовой анализ механизма шагания экскаватора // Горные машины и автоматика. - 2004. - № 7. -С. 9-11.

Подписано в печать 02.04.05 Печать на ризографе. Бумага писчая. Формат 60x84 1/16 Печ. л. 2.0

Тираж 100 экз. Заказ № №3/_

Издательство УГГУ

620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30

I. I

f

I t I

Î I

i

I

f

(

!

I*

i

I

\ H

р 1 4 9 6 6

РНБ Русский фонд

2006-4 13851

<

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Суслов, Николай Максимович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Этапы развития конструкций ходовых механизмов экскаваторов.

1.2. Конструктивные схемы шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов и анализ тенденций развития параметров механизмов.

1.3. Эксплуатационная характеристика существующих шагающих механизмов одноковшовых экскаваторов.

1.4. Анализ научных исследований гидравлических шагающих механизмов мощных экскаваторов-драглайнов.

Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ПЛОСКОЙ ГИДРОСТАТИЧЕСКОЙ ОПОРЫ ПРИ ЕЕ НАГРУЖЕНИИ.

2.1. Существующие конструктивные исполнения подвижных опор механизмов шагания экскаваторов и отвалообразователей.

2.2. Определение расхода жидкости гидростатической опорой механизма шагния.

2.3. Оценка влияния поперечных сил на величину зазора в гидростатической опоре.

2.4. Определение сопротивлений при передвижении экскаватора на плоских гидростатических опорах.

Выводы.

3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРЕХОПОРНЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ШАГАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ-ДРАГЛАЙНОВ

3.1. Особенности рабочего процесса трехопорных гидравличе-ф ских шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов.

3.2. Силовой анализ механизма шагания при передвижении экскаватора. ф 3.3. Силовой анализ механизма шагания при перемещении опорных башмаков.

3.3.1. Вынос опорных башмаков.

3.3.2. Опускание опорных башмаков.

3.3.3. Вынос опорных башмаков при шагании.

3.3.4. Опускание опорных башмаков при шагании.

3.4. Условия рационального перемещения опорных башмаков.

3.5. Определение основных конструктивных и режимных параметров механизма шагания.

3.5.1. Определение основных размеров систем опорных поверхностей.

3.5.2. Определение конструктивных параметров трехопорного гидравлического механизма шагания.

Выводы.

4. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ СОЗДАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ШАГАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ ЭКСКАВАТОРОВ-ДРАГЛАЙНОВ.

4.1. Обоснование технологических и конструктивных принципов проектирования гидравлических шагающих механизмов экскаваторов.

4.2. Разработка перспективных схем шагающих механизмов экскаваторов с гидроприводом.

4.3. Обоснование параметров трехопорного гидравлического механизма шагания экскаватора с одноцилиндровым приводом сторон

V, Выводы.

5. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ УДАЛЕНИЯ ПРИМЕРЗШЕГО ГРУНТА

• К БАЗЕ ЭКСКАВАТОРА.

5.1. Условия возникновения налипания и примерзания грунта к опорной поверхности экскаватора.

5.2. Существующие способы борьбы с налипанием и намерзанием грунта.

5.3. Использование тепловой энергии гидропривода механизма шагания для решения проблемы удаления примерзшего грунта.

Выводы.

Введение 2005 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Суслов, Николай Максимович

Актуальность работы. Развитие открытых горных работ характеризуется широким использованием драглайнов при выполнении вскрышных работ, реализующих наиболее эффективную бестранспортную технологию. В настоящее время около 40 % общего объема вскрышных работ на угольных разрезах страны выполняется этими машинами.

За истекшие годы развития экскаваторостроения отечественной промышленностью накоплен большой опыт проектирования и эксплуатации экскаваторов-драглайнов. Впервые решены многие сложные научно-технические и производственные проблемы; применены новые технические решения; разработан достаточно развитый ряд моделей драглайнов III.

На разных этапах экскаваторостроения у создателей машин возникали свойственные тем периодам проблемы. Все механизмы и оборудование экскаватора объединены в единый агрегат, способный самостоятельно перемещаться. До 70-х годов на открытых горных работах в России и за рубежом эксплуатировались драглайны, оснащенные трехопорными механизмами шагания с механическим и гидравлическим приводами и опиранием на кромку базы при шагании. Семидесятые годы характеризовались ростом единичной мощности технологических агрегатов открытых горных работ. Масса наиболее крупных моделей драглайнов достигла 10. 12 тысяч тонн. Возникла необходимость выполнения гидрофицированного шагающего механизма с полным отрывом базы экскаватора.

Основной тенденцией совершенствования шагающих механизмов экскаваторов с увеличением их единичной мощности стала замена трехопор-ных шагающих механизмов четырехопорными, стремление уменьшить действующие на узлы механизма шагания и металлоконструкции экскаватора нагрузки и обеспечить их равномерное распределение на опоры и металлоконструкции.

Подвижные опоры шагающих механизмов выполняются в виде опор скольжения (экскаватор 4250W фирмы Бюсайрус-Ири) и в виде гидростатической опоры (экскаватор ЭШ-100.100 Уралмашзавода).

Отличительной особенностью работы гидростатического подшипника в механизме шагания экскаватора является неопределенность опирания опорных башмаков на грунт. От величины прогиба опорных поверхностей зависит распределение давления под ползуном и расход жидкости. Вместе с тем, гидростатическая опора позволяет обеспечить плавность хода и значительно сократить затраты энергии на перемещение экскаватора.

Выявление закономерностей влияния величины прогиба башмаков на расход жидкости гидростатической опорой позволит обоснованно выбирать параметры гидростатического подшипника и привода механизма шагания, устанавливать рациональные режимы его работы.

В настоящее время горные предприятия в России и за рубежом в основном оснащаются драглайнами средней мощности, т.е. оборудованными трехопорными механизмами шагания.

Разработка конструкций шагающих механизмов с гидроприводом, где число гидроаппаратов минимально, повышает надежность работы экскаватора в целом и снижает затраты на изготовление, ремонт и эксплуатацию /2/.

При работе драглайна в климатических зонах с колебаниями температур воздуха вблизи нулевых значений происходит налипание и намерзание грунта на центральной части опорной базы экскаватора. Это явление практически делает невозможным перемещение машины до удаления грунта с опорной поверхности.

Существующие способы борьбы с этим явлением мало эффективны и небезопасны. Сказанное выше определяет актуальность постановки научной проблемы - разработка теоретических основ проектирования гидравлических шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов, обладающих повышенной надежностью и эффективностью работы.

Цель работы. Создание научных основ проектирования гидравлических шагающих механизмов, адекватных реальным условиям их работы, путем обобщения, развития и углубления теории проектирования и расчета узлов драглайнов и разработка конструктивных схем механизмов шагания и их приводов, повышающих эффективность использования экскаваторов-драглайнов.

Идея работы. Рассмотрение экскаватора-драглайна в процессе его перемещения как единой энергомеханической системы, характеризующейся взаимосвязанной совокупностью кинематических и динамических параметров, позволит выбирать рациональную структуру шагающего ходового оборудования, создавать экскаваторы-драглайны нового поколения.

Методы исследования. В комплексных исследованиях использованы: анализ функциональных структур и конструктивных схем, обобщение опыта проектирования; математическое моделирование процессов методами теоретической механики, теории механизмов и машин; экспериментальная проверка в лабораторных и промышленных условиях результатов теоретических исследований с использованием теории подобия и размерностей.

Основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Качественно новый, адекватный степени нагружения и деформирования опорных башмаков уровень в развитии методологии проектирования гидростатических опор механизмов шагания драглайнов с обеспечением устойчивой работы плоской гидростатической опоры при постоянном расходе рабочей жидкости.

2. Математическая модель для расчета параметров трехопорных механизмов шагания с гидроприводом, позволяющая при проектировании ходовых механизмов устанавливать рациональные значения их конструктивных и режимных параметров с учетом особенностей конструктивного исполнения механизма.

3. Конструктивные схемы шагающих механизмов драглайнов с гидроприводом, включающие минимально возможное число гидроаппаратов и исполнительных механизмов, дающие возможность повысить надежность привода хода, снизить затраты на обслуживание и ремонт.

4. Использование выделяемого тепла гидроприводом при дросселировании жидкости для нагрева нижнего настила опорной рамы перед началом перемещения экскаватора позволяет решить проблему удаления примерзшего грунта к средней части опорной базы в периоды знакопеременных температур окружающего воздуха.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач, адекватностью математических моделей реальным процессам нагружения элементов шагающих механизмов, 90 % сходимостью результатов расчетов с эксплуатационными характеристиками работы гидравлических шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов.

Научная новизна диссертации состоит: в разработке качественно новой методики проектирования гидростатической опоры шагающего механизма драглайна с обеспечением устойчивой работы опоры в процессе перемещения машины по неровной поверхности и по грунтам, имеющим различную плотность; в установлении взаимосвязей основных конструктивных и режимных параметров трехопорных гидрофицированных механизмов шагания; в разработке математических моделей гидравлических механизмов шагания с минимальным числом силовых гидроцилиндров, гидроаппаратов управления и регулирования; в обосновании использования тепла, выделяемого гидроприводом при нагреве жидкости перед началом шагания, для удаления примерзшего грунта к средней части опорной базы экскаватора.

Практическое значение и реализация результатов работы.

Результаты выполненных исследований позволяют: при проектировании драглайнов выбирать рациональную конструк-W тивную схему гидравлического механизма шагания и определять основные параметры механизма в соответствии с заданной расчетной схемой; при эксплуатации экскаватора на липких грунтах исключить аварийные ситуации при шагании, обусловленные налипанием и примерзанием грунта к опорной поверхности и делающие невозможным его перемещение.

Результаты исследований использованы отделом горного машиностроения НИИтяжмаш Уралмашзавода при проектировании шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов ЭШ-100.100, ЭШ-65.100, ЭШ-100.125, ^ отделом стандартизации при разработке РТМ 24.072.18-80 "Метод расчета опорно-поворотных устройств экскаваторов-драглайнов".

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и получили одобрение на научно-технической конференции "Повышение производительности и ресурса горнодобывающих и горно-транспортных машин" (г. Челябинск, 1977), на четвертой Всесоюзной конференции по статике и динамике пространственных конструкций (г. Киев, 1978), на ежегодных научно-технических конференциях в УГГГА (1975.2004), на ежегодном международном симпозиуме "Неделя горняка" (г. Москва, 2000.2004).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 54 ра-Щ боты, в том числе 30 авторских свидетельств и патентов. Вклад автора в публикации, выполненные в соавторстве, состоял в формировании основной идеи, выборе метода исследований, анализе полученных результатов и подготовке на их основе методик и рекомендаций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 161 наименования; содержит 224 страницы машинописного текста, 48 рисунков, 6 таблиц и 9 приложений.

Заключение диссертация на тему "Анализ, разработка конструкций и моделирование механизмов перемещения горных машин шагающего типа"

Результаты работы использованы в учебном процессе и нашли свое отражение при подготовке бакалавров и магистров по направлению 551800 «Технологические машины и оборудование», специалистов по специальности 170100 «Горные машины и оборудование» в Уральском государственном горном университете.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, на основании обобщения, развития и углубления теории расчета экскаваторов-драглайнов решена научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение и заключающаяся в создании научных основ проектирования гидравлических шагающих механизмов, соответствующих заданным параметрам машины, что позволяет создавать драглайны нового технического уровня.

На основе выполненных в работе исследований разработаны технические решения шагающих механизмов с гидроприводом на уровне патентов.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Эффективность использования экскаваторов-драглайнов во многом определяется показателями работы ходового оборудования, обеспечивающего технологическое и транспортное перемещение машины.

2. Предложены новые конструктивные решения шагающих механизмов с гидроприводом, обеспечивающих перемещение машины с полным и частичным отрывом базы при шагании, формирующие новую концепцию развития шагающего ходового оборудования и экскаваторов-драглайнов на более высоком техническом уровне.

3. Для перемещения мощных драглайнов (массой более 10000 т) предложена схема четырехопорного гидравлического механизма шагания с полным отрывом базы и перемещением с помощью плоских гидростатических опор, обеспечивающих минимальную потерю энергии при шагани.

4. На основании выполненных теоретических исследований и экспериментальных исследований на физической модели разработана методика расчета расхода рабочей жидкости через щель переменной величины гидростатической опоры, описываемой уравнением упругой линии опорного башмака.

5. Выявлены взаимозависимости между конструктивными и силовыми параметрами трехопорных гидравлических механизмов шагания, позволяющие выбирать их рациональные параметры при проектировании и устанавливать рациональные режимы работы механизма шагания.

6. Проведены кинематический и силовой анализы механизма шагания экскаватора с приводом от двух гидроцилиндров. Гидравлическая схема включает минимальное число аппаратов управления и регулирования, чем обеспечивается повышенная надежность привода и сокращаются потери энергии в гидроприводе. Установлены конструктивные и режимные параметры механизма, обеспечивающие рациональный шаг экскаватора.

7. Выполнено аналитическое исследование работы трехопорного гидравлического механизма шагания с перемещением экскаватора с помощью двух плоских гидростатических опор, позволяющих за счет увеличения длины шага сократить время цикла и увеличить скорость перемещения экскаватора.

8. Предложен и обоснован способ удаления примерзшего к опорной поверхности базы экскаватора грунта за счет тепловыделения при дросселировании рабочей жидкости гидроприводом механизма шагания перед началом перемещения машины.

9. Сформулированы технологические и конструктивные принципы создания перспективных технических решений гидравлических шагающих механизмов экскаваторов-драглайнов на более высоком техническом уровне: четырехопорный механизм шагания с полным отрывом базы и перемещением с помощью плоских гидростатических опор; трехопорный механизм шагания с приводом от двух гидроцилиндров; трехопорный механизм шагания с двумя плоскими гидростатическими опорами.

Результаты исследований использованы отделом горного машиностроения НИИтяжмаш Уралмашзавода при проектировании шагающих механизмов драглайнов, отделом стандартизации при разработке РТМ 24.072.18-80 "Метод расчета опорно-поворотных устройств экскаваторов-драглайнов".

Библиография Суслов, Николай Максимович, диссертация по теме Горные машины

1. Мордухович И.Л. Исследование параметров рабочего процесса шагающих драглайнов. М.: Наука, 1984. - 143 с.

2. Прогрессивные методы ремонта оборудования на открытых горных разработках / Вильчик Г.В., Шехет Я.М., Капустин Б.В., Бабурин В.А., Ко-шеленко П.И. (НИИОГР): обзор. / ЦНИЭИуголь. М.: 1978. - 36 с.

3. Amerikanische Maschine Zum Ausgraben der Erde., Erfinder: Ottis. -Dingier4s Polytechn.I.- 1843.- Bd. 88. s. 423.

4. Надальяк П.А. Одноковшовые экскаваторы: Очерк развития одноковшовых экскаваторов для открытых горных работ. М.: АНСССР, 1960. -71 с.

5. Домбровский Н.Г., Панкратов С.А. Землеройные машины. М.: Госстройиздат, 1961.-651 с.

6. Патент № 226874 (США). Экскаватор-драглайн / R.R. Osgood, 6.11.1879.

7. Гриднев В.А. Тенденция развития и опыт применения мощных шагающих драглайнов за рубежом: Экспресс-информ. / М.: ЦНИЭИуголь. -1980.-29 с.

8. Касьянов П.А., Суслов Н.М. Механизм шагания экскаватора: А. с. 825806.- 1981.-№ 16.

9. Суслов Н.М., Сайтов В.И., Комиссаров А.П. Устройство для передвижения землеройной машины: А. с. 1232757. 1986. - № 19.

10. Г.Х. Бойко и др. Механизм шагания: А. с. 1239229. 1986. - № 23.

11. Суслов Н.М., Шестаков В.И., Касьянов П.А. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. 1247478. 1986. - № 28.

12. Суслов Н.М., Шестаков B.C. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. 1341340. 1987. - № 36.

13. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Шагающее ходовое оборудование: А. с. 1384692. 1988. - № 12.

14. Суслов Н.М. Шагающий экскаватор: А. с. 1454918. 1989. - № 4.

15. Суслов Н.М. Ходовое оборудование шагающего экскаватора: А. с. 1467142.- 1989. -№ 11.

16. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Тургель Д.К. Механизм перемещения горной машины: А. с. 1740661. 1992. - № 22.

17. Касьянов П.А., Суслов Н.М., Саканцев М.Я. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. 810914. 1981. - № 9.

18. Сайтов В.И., Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Устройство для перемещения землеройных машин: А. с. 1046438. 1983. - № 37.

19. Суслов Н.М., Касьянов П.А., Комиссаров А.П. Шагающее устройство землеройной машины: А. с. 1121365. 1984. - № 40.

20. П.А. Касьянов и др. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. 1118750. 1984. - № 38.

21. В.Р. Кубачек и др. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. 1121366. 1984. - № 40.

22. Суслов Н.М., Шестаков B.C. Гидропривод ходового оборудования шагающего экскаватора: А. с. 1234541. 1986. - № 20.

23. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм перемещения шагающего экскаватора: А. с. 1331970. 1987. - № 31.

24. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Шагающее ходовое оборудование: А. с. 1342986.- 1987. -№37.

25. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм перемещения шагающего экскаватора: А. с. 1364671. 1988. - № 1.

26. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм перемещения шагающего экскаватора: А. с. 1465509. 1989. - № 10.

27. Ганболд Т., Суслов Н.М. Шагающее ходовое оборудование: Патент 2014111. 1994. - № 10.

28. Ю.Г. Закаменных и др. Землеройная машина: А. с. 846673. 1981.

29. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Механизм поворота экскаватора: А. с. 883279.- 1981.-№43.

30. Суслов Н.М., Сайтов В.И., Комиссаров А.П. Устройство для передвижения землеройных машин: А. с. 1063948. 1983. - № 48.

31. Н.М. Суслов и др. Механизм шагания: А. с. 1430473. 1988. - №38.

32. Суслов Н.М., Горбунов А.В. Шагающее ходовое оборудование экскаватора: А. с. 1434043. 1988. - № 40.

33. Суслов Н.М., Сайтов О.Н. Шагающее ходовое оборудование: А. с. 1447999. -1988. -№48.

34. Суслов Н.М. Гидропривод шагающего ходового оборудования экскаватора: А. с. 1460142. 1989. - № 7.

35. Н.М. Суслов и др. Устройство для передвижения землеройных машин: А.с. 663793. 1979. - № 19.

36. В.И. Сайтов и др. Опорная рама для горных машин: А. с. 899803. -1982.-№3.

37. Суслов Н.М., Нэргуй Г. Ходовое оборудование шагающего экскаватора: А. с. 1470878. 1989. - № 10.

38. Американская техника и промышленность: Сборник рекламных материалов. Вып. IX. - Горная промышленность. - М.: Внешторгреклама, 1978.-204 с.

39. Подэрни Р.Ю. Шагающие драглайны на открытых разработках США / Угольное и горнорудное машиностроение. М.: НЙИинформтяжмаш. - 1980.-70 с.

40. Александер Л.П., Бритарев А.А., Розевский А.А. Добыча угля открытым способом в США. М.: ЦНИЭИугля, 1968. - 70 с.

41. Гриднев В.А. Тенденция развития и опыт применения мощных шагающих драглайнов за рубежом: Экспресс-информ. / М.: ЦНИЭИуголь, 1980.-29 с.

42. Reilly J.D., Kochanowsky B.J., Berg Е.Р. The latest development in the United States of Amerika coal Stripping equipment and operations // Sth Jnter-nat. Mining Congr. 1967. - Moscow (Preprint). - № 33.

43. Baron G.B. Walking mechanism and control therefore 3.512.597, patented 19 may 1970.

44. Т.Е. Исаев и др. Шагающий механизм для мощных экскаваторов и других землеройных машин: А. с. 219455. 1968. - № 7 .

45. Гармаш Н.З., Бережной Ю.И. Конструкция, основы теории и расчета шагающего ходового оборудования горнотранспортных машин. М.: Недра, 1971.-144 с.

46. Сатовский Б.И., Раскин В.Л. Перспективы развития мощных шагающих экскаваторов. Электропривод одноковшовых экскаваторов. К первой научно-технической конференции по проблемам электропривода одноковшовых экскаваторов. Свердловск. - 1972. - С. 17-21.

47. Подэрни Р.Ю. Шагающие драглайны на открытых разработках США / Угольное и горнорудное машиностроение. М.: НИИинформтяжмаш. -1968.-70 С.

48. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам.- 3-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1982. - 424 с.

49. Воронцов-Вельяминов Н.П., Крайцберг М.И. Мощные шагающие экскаваторы. М.: Углетехиздат, 1954. - 439 с.

50. Подэрни Р.Ю. Тенденции конструктивного развития и задачи производства одноковшовых экскаваторов. М.: Научные труды МГИ, 1969. -С. 75-81.

51. Основные направления создания новой техники и потребность в оборудовании для открытых разработок СССР до 2000 года (краткое изложение) / Науч. ред. Мельников Н.В. М.: Институт физики земли им. О.Ю. Шмидта, 1973. - 75 с.

52. Мельников Н.В., Симкин Б.А., Реентович Э.И. Тенденции мирового развития открытого способа добычи полезных ископаемых // Повышение эффективности открытых разработок. -М.: Наука, 1976. С. 5-17.

53. П.М. Алабужев и др. К выбору параметров сверхмощных механических лопат // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1966. - № 2. - С. 28-33.

54. Виницкий К.Е. Методы прогнозирования нового карьерного оборудования для поточной технологии на открытых разработках. М.: Наука, 1972.-С. 63-69.

55. Домбровский Н.Г. Основные задачи экскаваторостроения // Исследование экскаваторов: Сб. трудов кафедры строительные машины МИСИ им. В.В. Куйбышев. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1968. - С. 5-13.

56. Гужовский В.В., Покроцкий И.И., Яцкий А.В. Совершенствование конструкций роторных экскаваторов // Добыча угля открытым способом. -М.: ЦНИЭИуголь, 1981. Вып. 6. - 44 с.

57. А.Э. Розенплентер и др. Экономическая эффективность новой техники на карьерах. М.: Недра, 1976. - 183 с.

58. Ferensch I.C. Development of the dragline excavator. Eng. News-Rec., 1930.-Apr. 3.

59. Башта T.M. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1971. - 671 с.

60. М.М. Пучков и др. К вопросу технико-технологического переоснащения открытых горных разработок. М.: Открытые горные работы. -2000.-№3.-С. 25-28.

61. Юнгмейстер Д.А., Лукашов К.А., Пивнев В.А. Совершенствование карьерной техники: Необходимость, осуществимость, направления // Горные машины и автоматика. 2002. - № 6. - С. 9-11.

62. Красников А.С. Совершенствование экскаваторных работ // Будущее открытых горных разработок. ЦНИЭИуголь. - 1972. - С. 5-11.

63. Журин Г.М., Кошевой Н.С. Опыт перебазирования экскаваторов ЭШ-14.75 и ЭВГ-15 собственным ходом // Добыча угля открытым способом: Реф. сб. 1967. - № 6. - С. 17-21.

64. Горбунов Э.А. Исследование реакций грунта на опорную раму шагающего экскаватора // Добыча угля открытым способом. 1971. - № 2(62).-С. 10-11.

65. Гура Г.С. О приближенном расчете коэффициента трения скольжения твердых тел по грунту // Вестник машиностроения. 1963. - № 7. - С. 13-17.

66. Бахтин П.У. Коэффициент трения стали о почву // Сельхозмашина. 1953. -№ i.c. 23-27.

67. Вадюнина Л.Ф. Динамика коэффициента трения «металл-почва» в зависимости от влажности и культурного состояния почв // Уч. записки МГУ. 1940.-Вып. 44.-205 с.

68. Барикян М.Н. Исследование реакции грунта на опорную базу от-валообразователя 01ПР-5000/95 // Добыча угля открытым способом: ЦНИЭИуголь. 1971. - № 6. - С. 81-83.

69. Ветров Ю.А. Коэффициент трения стали по грунтам // Сб. научных трудов КИСИ: ГостехиздатУкраины. -1956.-С. 37-41.

70. Загоруйко Л.П., Кравцов И.С., Вовк В.Т. Измерение реакций грунта на опорные поверхности шагающих экскаваторов // Горные машины и автоматика. 1975. - № 5. - С. 13-17.

71. Суранов В.М. О коэффициенте трения стали по мокрой и сухой породе // Горный журнал. 1963. - № 6. - С. 23-27.

72. Рутковская И.И. Метод измерения давлений грунта под опорными поверхностями экскаваторов и отвалообразователей // Механизация открытых горных работ: Межвуз. науч. тем. сб. Свердловск: СГИ. - 1975. - Вып. 1.-С. 39-43.

73. Балаховский М.С., Горбунов Э.А. Определение реакций грунта на опорную раму шагающего экскаватора ЭШ-15.90 // Исследование экскаваторов: Сб. трудов кафедры строительные и дорожные машины. М.: МИСИ им. В.В.Куйбышева. - 1968. - № 59. - С. 10-14.

74. Машковский А.А. Тяговый расчет механизма передвижения шагающих экскаваторов // Изв. вузов. Горный журнал. 1970.- № 7. - С. 104107.

75. Петере Е.Р. Основы теории одноковшовых экскаваторов. М.: Машгиз, 1955.-260 с.

76. Вексин И.Н. Расчет гидравлического тормоза шагающего экскаватора ЭШ-10.75. Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова, 1959 .- № 80. - С. 1823.

77. Тресков В.П. Исследование нагрузок на поворотную платформу драглайна ЭШ-15.90 при передвижении // Добыча угля открытым способом. М.: ЦНИЭИуголь. - 1971. - № 5. - С.42-45.

78. Кубачек В.Р., Рутковская И.И. О работе опорных рам шагающих экскаваторов на крепком грунте // Изв. вузов. Горный журнал. 1970. - № 6. -С. 81-83.

79. Панкратов С.А. Конструкция и основы расчета главных узлов экскаваторов и кранов. М.: Машгиз, 1962. - 542 с.

80. Добряков Е.С. Определение усилий в механизме шагания // Труды третьей молодежной научно-технической конференции НИИтяжмаш. 1970. -С. 47-53.

81. Добряков Е.С. Экспериментальные исследования механизма шагания // Труды третьей молодежной научно-технической конференции НИИтяжмаш. 1970. - С. 94-101.

82. Фрейнкман И.Е., Ильгисонис В.К. Землеройные машины. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение.- 1972. - 320 с.

83. Хрисанов М.И., Соколовский И.Б. Некоторые вопросы исследования работы ходового механизма шагающего экскаватора ЭШ-14.75 // Труды Уральского политехнического института им. С.М. Кирова. 1961. - Вып. 104.-С. 164-173.

84. Хрисанов М.И. О расположении и параметрах ходового механизма шагающего экскаватора гидравлического принципа действия // Труды Уральского политехнического института им. С.М. Кирова. 1961. - Вып. 104.-С. 157-163.

85. Хрисанов М.И., Шабашев А.П. Исследование ходового механизма экскаватора ЭШ-14.75 в условиях эксплуатации // Труды Уральского политехнического института им. С.М. Кирова. 1958. - Вып. 165. - С. 150-159.

86. Хрисанов М.И. Влияние на работу гидравлического ходового механизма экскаватора различного уровня постановки опорных башмаков на грунт // Труды Уральского политехнического института им. С.М. Кирова. -1961.-Вып. 104.-С. 150-156.

87. Хрисанов М.И. Недостатки кинематической схемы ходового механизма шагающего экскаватора ЭШ-14.75 // Труды Уральского политехнического института им. С.М. Кирова. 1961. - Вып. 104. - С. 142-149.

88. Гомозов И.М., Тотолин П.Е. Исследование работы и методика расчета шагающего механизма экскаватора ЭШ-14.75 // Строительное и дорожное машиностроение. 1959. - № П.- С. 12-18.

89. Стодола А. Паровые и газовые турбины. Берлин. - 1924. - 423 с.

90. Yerard P. La Palier Fluide Rev Umv des Mines. - 1954. - 123 c.

91. Гордеев А.Ф., Соколов Ю.Н. Гидростатические шпиндельные подшипники // Станки и инструмент. 1966. - № 7. - С. 19-23.

92. Левит Г.А., Лурье В.Г. Области применения направляющих с различными видами трения // Станки и инструмент. 1966. - № 1. - С. 27-31.

93. Емельянов Г.С. Конструкции гидростатических подушек // Вестник машиностроения. 1967. - № 1. - С. 46-52.

94. Дьяченко С.К., Кудрявцев Г.П. Расчет кольцевых гидростатических подпятников и определение их оптимальных параметров. Научный совет по трению и смазкам АН СССР // Теория трения и износа. М.: Наука. -1965.-С. 53-58.

95. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. -М.: Машиностроение, 1982.-423 с.

96. Левит Г.А. Основы конструирования и расчета элементов машин из условия обеспечения жидкостного трения. М.: Машиностроение. - 1969. -215 с.

97. Левит Г.А., Лурье Б.Г. Расчет гидростатических незамкнутых направляющих // Станки и инструмент. 1963. - № 10. - С. 80-84.

98. Левит Г.А., Лурье Б.Г. Исследование и расчет направляющих с гидроразгрузкой // Станки и инструмент. 1965. - № 5. - С. 63-69.

99. Черноусов Н.П. Гидростатические подшипники ЛД. НТП. -1963.-240 с.

100. Попов В.Н., Суслов Н.М. Определение расхода масла через гидростатический подшипник шагающего экскаватора ЭШ-80.100 // Изв. вузов. Горный журнал. 1973. - С. 69-72.

101. Попов В.Н. Учет поперечных сил при расчете на жесткость лыж шагающих экскаваторов // Изв. вузов. Горный журнал. 1972. - № 6. -С. 109-112.

102. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Гостехиздат. -1969.-425 с.

103. Винокурский Х.А. Стальные конструкции в тяжелом машиностроении. Свердловск. - М.: Машгиз. - 1960. - 212 с.

104. Гохвельд Д.А., Ермаков П.И. Жесткость деталей машин и конструкций в упругой и упруго-пластической областях. М.: Машиностроение. -1969.-203 с.

105. Пономарев С.Д, Федосьев В.И., Малинин И.И. Расчеты на прочность в машиностроении. М.: Машгиз. - 1956. - Т. 1. - 351 с.

106. Справочник машиностроителя. М.: Машгиз. - 1962. - Т.З.540 с.

107. Писаренко Г.С., Агеев В.А., Твитка A.JI. Попков В.Г., Уманский Э.С. Сопротивление материалов. Киев: ГИТЛ, 1968. - 485 с.

108. Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. М.: Машиностроение. - 1964. - 213 с.

109. Один И.М. Инженерные задачи расчета крановых металлических конструкций. -М.: Машиностроение. 1972.- 196 с.

110. Справочник по кранам / Под ред. А.И. Дукельского. М.: Машгиз. - 1971. - Т. 1.-426 с.

111. Полтава Л.И., Чудновский В.Ю., Машковский В.А. Экспериментальные исследования процесса шагания экскаваторов и отвалообразователей // Изв. вузов. Горный журнал. 1965. - № 10. - С. 108-112.

112. Машковский В.А., Полтава Л.И. Определение допустимой скорости посадки драглайна на грунт при шагании // Горная механика и автоматика. 1972. - № 21. - С. 20-24.

113. Суслов Н.М. Взаимосвязанность усилий в цилиндрах шагающего механизма драглайна при передвижении // Изв. вузов. Горный журнал. -1975,-№7.-С. 105-109.

114. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа. - 1968.258 с.

115. Кубачек В.Р., Комиссаров А.П. К определению взаимозависимостей параметров драглайнов // Изв. вузов. Горный журнал. 1972. - № 7. -С. 90-94.

116. Суслов Н.М. Взаимосвязанность конструктивных и силовых параметров трехопорных гидравлических механизмов шагания // Изв. вузов. Горный журнал. 1977 . - № 9. - С. 97-98.

117. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник. -М.: Машиностроение, 1983. -301 с.

118. Гольдин Ю.М., Щавелева Т.Г., Беляева Н.Н. Расчет предельных давлений и усилий унифицированного ряда одноступенчатых гидроцилиндров // Труды ВНИИстройдормаша. 1989. - Вып. 115. - С. 82-88.

119. Кубачек В .Р., Суслов Н.М. Рациональная величина шага трехопорных гидравлических механизмов шагания // Проблемы повышения эффективности производства в условиях ГОКов черной металлургии: Сб. -Вып. 1. Свердловск: УПИ, 1977. - С. 103-110.

120. Суслов Н.М., Казаринова М.А. Аналитический метод определения основных параметров гидравлических шагающих механизмов мощных драглайнов // Изв. вузов. Горный журнал. 1975. - № 9. - С. 91-95.

121. Суслов Н.М. Принципы выбора основных параметров трехопорных гидравлических шагающих механизмов экскаватора. Деп. в ЦНИИТЭИ-тяжмаш № 1716-ТМ86, 28.10.86. 14 с.

122. Суслов Н.М. Исследование гидравлического шагающего механизма экскаватора в условиях эксплуатации и на модели. Деп. в ЦНИИТЭИ-тяжмаш № 1716-ТМ86, 28.10.86. 16 с.

123. Суслов Н.М. Эффективность ходового оборудования шагающего экскаватора. Деп. в ЦНИИТЭИтяжмаш № 2016-ТМ87, 28.10.87. 16 с.

124. Комиссаров А.П., Суслов Н.М. Параметрическая оптимизация рычажно-гидравлических механизмов // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 2002. - № 3. - С. 206-208.

125. Суслов Н.М., Касьянов П.А., Тонкушин А.И. Определение нагрузок на опорную базу и поворотную платформу драглайна при шагании // Статика и динамика машин: Сб. Киев, 1978. - С. 82-84.

126. Адуевский B.C., Ишлинский И.Ф., Образцов В.И. Научные основы прогрессивной техники и технологии. М.: Машиностроение. - 1985. -374 с.

127. Суслов Н.М., Попов В.Н. Шагающее ходовое оборудование горно-транспортных машин // Механизация горных работ: Сб. Вып. 1.- Кемерово, 1977. - С. 201-206.

128. Суслов Н.М. Повышение эффективности шагающего ходового оборудования экскаватора // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: МГГУ, 2000. - № 4. - С. 85-86.

129. Суслов Н.М. Увеличение коэффициента полезного использования энергии механизма шагания экскаватора // Механизация горных работ: Сб. Кемерово, 1988. - С. 164-166.

130. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Оценка технического уровня горных машин // Известия вузов. Горный журнал. 2002. - № 5. - С. 30-33.

131. Суслов Н.М. Область рационального применения трехопорных гидравлических шагающих механизмов // Механизация горных работ: Сб. -Кемерово, 1977. С. 77-80.

132. Сатовский Б.И. О создании новой техники для открытых разработок // Уголь. 1970. - № 3. - С. 12-15.

133. Загоруйко Л.П. Повышение проходимости горно-транспортных машин путем уплотнения отвалов // Уголь. 1978. - № 1. - С. 61-63.

134. Загоруйко Л.П. О некоторых принципах оценки проходимости тяжелых горно-транспортных машин / Технология открытых горных работ: Сб. науч. трудов. Киев: УкрНИИпроект. - 1976. - С. 58-62.

135. Загоруйко Л.П., Шуберт Е.З. Обеспечение проходимости тяжелых горно-транспортных машин (обзор). М.: ЦНИЭИуголь.- 1974. - 42 с.

136. Загоруйко Л.П. Повышение эффективности использования тяжелых горно-транспортных машин на открытых разработках. Киев: УкрНИИНТИ. - 1980. - 76 с.

137. Заднепровский Р.П. Повышение производительности строительных и дорожных машин при разработке влажных грунтов и материалов. М.: ЦНИИТЭстроймаш. - 1984. - С. 15-18.

138. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ. Учебное пособие в 2 т. Т. 1. - 4-е изд., стер. - М.: МГГУ. - 2000. - 422 с.

139. Загоруйко Л.П., Вовк В.Т. Перегон тяжелых экскаваторов в сложных горно-геологических условиях // Сб. научн. трудов. Киев: УкрНИИпроект. - 1987. - С. 90-97.

140. Балаховская М.В. К оценке конструкции движителя одноковшового экскаватора // Труды ВНИИстройдормаш. 1983. - Вып. 97. - С. 71-75.

141. Суслов Н.М. Гидрофикация оборудования резерв повышения технического уровня горных машин // Известия УГГГА. - Екатеринбург. -2000. - № 9. - С. 34-39.

142. Залко А.И. Проблема оценки качества землеройно-транспортных машин // Совершенствование конструкции и систем управления строительных машин: Труды ВНИИстройдормаш. 1990. - Вып. 117. - С. 22-30.

143. Сайдаминов И.А. Принципы повышения надежности гидравлических систем // Материалы международной научно-практич. Конференции, посвященной 80-летию А.С. Сулейманова. Душанбе, 1998. - С. 51-52.

144. Сайдаминов И.А. Факторы, влияющие на надежность гидравлических систем горно-строительных машин // Труды ТТУ. Душанбе, 1999. -С. 44-46.

145. Мельников Н.Н., Набокава Т.М. К вопросу определения рабочих параметров шагающих драглайнов по весу // Уголь. 1970. - № 7. - С. 19-23.

146. Новые решения в технике и технологии добычи угля открытым способом / Под ред. акад. Н.В. Мельникова и проф., д-ра техн. наук К.Е. Ви-ницкого. М.: Недра, 1976. - 424 с.

147. Беляков Ю.И., Владимиров В.М. Совершенствование экскаваторных работ на карьерах. М.: Недра, 1974. - 304 с.

148. Скринский Е.К. Экономическая эффективность новых конструкций. -М.: Машгиз, 1959. 150 с.

149. Суслов Н.М., Комиссаров А.П. Выбор параметров рычажно-гидравлических механизмов горных машин // Горные машины и автоматика, 2002.-№ И.-С. 23-25.

150. Суслов Н.М., Ляпцев С.А. Кинематический и силовой анализ механизма шагания экскаватора // Горные машины и автоматика. 2004. - № 7. -С. 9-11.

151. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988.-455 с.

152. Ляпцев С.А., Анкудинов Д.Т. Некоторые особенности структуры и кинематики рабочего оборудования карьерных экскаваторов // Изв. вузов. Горный журнал. 2004. - № 4. - С. 145-150.

153. В.Г. Кузнецов и др. Повышение производительности роторных комплексов и драглайнов за счет уменьшения налипания грунта // Горное оборудование (обзор). М.: ЦНИИТЭИтяжмаш. - 1991. - Сер. 2. - Вып. 1. -36 с.

154. Суслов Н.М. Сокращение простоев драглайна за счет повышения надежности работы механизма шагания // Горный информационно-аналитический бюллетень. М.: Изд. МГГУ, 2003. - № 3. - С. 126-127.

155. Суслов Н.М., Комиссаров А.П., Сайтов В.И. Способ удаления намерзшего грунта с опорной поверхности базы шагающего экскаватора // Механизация горных работ: Сб. Кемерово, 1990. - С. 164-166.

156. Ковалевский В.Ф., Железняков Н.Т., Бейлин Ю.Е. Справочник по гидроприводам горных машин. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Недра, 1973 .504 с.

157. Аврутин Р.Д. Справочник по гидроприводам металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1965. - 268 с.