автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Повышение надежности базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов в условиях Севера

На правах рукописи

Болотцев Александр Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ БАЗОВЫХ УЗЛОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА

Специальность 05.05.06 - «Горные машнпы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г1'

Иркутск - 2009

003477739

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор МАХНО ДМИТРИЙ ЕВСЕЕВИЧ доктор технических наук, профессор ЧЕРНЯК САУЛ САМУИЛОВИЧ; кандидат технических наук БРОЙДО ВЛАДИМИР ЛЬВОВИЧ ОАО «Иргиредмет»

Защита состоится 14 октября 2009 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.04 в ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» по адресу: 664074, Иркутск -74, ул. Лермонтова, 83, конференц-зал (К-амф.), тел. / факс (3952) 40-5069, e-mail: l.gor@istu.edu.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

Автореферат разослан « 12 » сентября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

^^ Н.Н. Страбыкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Предприятия Севера находятся в климатическом регионе с низкими отрицательными температурами воздуха, неблагоприятно влияющими на надежность и работоспособность машин, эффективность их эксплуатации. Надежность горного оборудования в условиях холодного климата снижается, что связано с возрастанием числа хрупких разрушений базовых узлов металлоконструкций машин в зимнее время года. Влиянию холодного климата наиболее подвержены базовые узлы металлоконструкций экскаваторов, такие как стрела, рукоять, ковш и др. Выход из строя этих узлов приводит к значительным простоям экскаваторов, восстановление которых связано с повышенной трудоемкостью и продолжительностью ремонтных работ. Число горных предприятий, работающих в этой зоне, постоянно возрастает при увеличении количества и единичных параметров техники. Все это подтверждает актуальность исследований, направленных на повышение надежности, ремонтопригодности и эффективности использования техники, работающей в условиях Севера.

Цель работы. Повышение надежности и эффективности использования карьерных экскаваторов на горных предприятиях Севера.

Идея работы. Повышение надежности экскаваторов на основе изучения закономерности формирования хрупких разрушений конструкций и оценки распределения опасного уровня напряжений и динамических нагрузок в базовых узлах машин методом конечных элементов.

Осповныс задачи исследования:

- исследование уровня надежности карьерных экскаваторов, работающих в регионах холодного климата;

- изучение закономерности и анализ причин хрупких разрушений узлов металлоконструкций машин, выявление типовых отказов;

- исследование взаимосвязи уровня надежности металлоконструкций экскаваторов с факторами воздействия внешней среды;

- выявление закономерности формирования мест опасной концентрации напряжений и динамических нагрузок по сечениям конструкции базовых узлов машин;

- обоснование и разработка рекомендаций по совершенствованию узлов металлоконструкций экскаваторов, технологии их восстановления и ремонта;

- систематизация правил и требований к эксплуатации карьерных экскаваторов в регионах холодного климата.

Объект исследования. Карьерные экскаваторы, работающие в регионах холодного климата.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Хрупкие разрушения металлоконструкций экскаваторов определяются уровнем динамических нагрузок, опасность возникновения которых возрастает в местах интенсивной концентрации напряжений при неблагоприятном сочетании природно-климатических факторов внешней среды. Выявленные закономерности, описанные уравнениями регрессии, позволяют прогнозировать отказы, возможность их возникновения.

2. Метод конечных элементов обеспечивает выявление опасных сечений металлоконструкции базовых узлов экскаваторов, в которых наиболее вероятны концентрации критических напряжений и рост динамических нагрузок, являющихся причиной возникновения и развития хрупких трещин.

3. Результаты анализа причин хрупких разрушений и метод конечных элементов позволяют разрабатывать рекомендации, направленные на совершенствование конструкций базовых узлов карьерных экскаваторов и повышение уровня надежности машин.

Научная значимость работы:

- дана оценка уровня надежности карьерных экскаваторов, включая гидравлические экскаваторы, с учетом зимнего и летнего периодов работы машин;

- выявлены основные причины хрупких разрушений базовых узлов машин во взаимосвязи с особенностями формы их конструкций;

- получены уравнения регрессии, описывающие взаимосвязь возможных разрушений узлов металлоконструкций с факторами воздействия внешней среды, позволяющие прогнозировать возникновение хрупких трещин;

- па основе метода конечных элементов разработана методика оценки характера распределения напряжений по сечениям конструкций базовых узлов машин, опасным с позиции повышения роста динамических нагрузок и возникновения хрупких разрушений.

Практическая значимость результатов работы:

- установлены закономерности типовых отказов базовых узлов металлоконструкций экскаваторов и характерные места возникновения и развития хрупких трещин, положенные в основу разработки мероприятий, направленных на повышение ремонтопригодности и надежности машин в условиях Севера;

- разработана методика оценки опасного роста шггенсивности напряжений и динамических нагрузок по сечениям базовых узлов машин, основанная на учете формы их конструкции;

- разработаны рекомендации восстановления работоспособности базовых узлов машин в зависимости от ожидаемых размеров, формы и направления развития хрупкой трещины;

- разработаны требования к форме конструкции базовых узлов экскаваторов с позиции снижения возникновения хрупких трещин и повышения надежности машин, работающих в регионах холодного климата;

- сформулированы общие требования к эксплуатации карьерных экскаваторов в условиях Севера, направленные на повышение эффективности использования оборудования.

Личный вклад автора диссертации заключается в обосновании тематики, цели и задач исследований; сборе и обработке статистической информации, характеризующей надежность работы экскаваторов; освоении и целевом использовании метода конечных элементов для повышения работоспособности базовых узлов машин; разработке основных требований и

рекомендаций к эксплуатации карьерных экскаваторов, направленных на повышение надежности работы машин в условиях Севера.

Публикации автора. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 статьи, в том числе в рецензируемых изданиях, рекомендованных требованиями Инструкции ВАКа, - 2.

Апробация результатов исследований. Основные идеи выполненных исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях «Игошинские чтения» в 2006-2009 г.г., ИрГТУ, Иркутск; на XII Всеросийской научно-практической студенческой конференции с международным участием «БЕЗОПАСНОСТЬ 07» 2007 г, ИрГТУ, Иркутск; на научных семинарах кафедры ГМиРТ ИрГТУ 2006-2009 г.г.; техническом совещании при главном механике Мирнинского ГОКа АК «АЛРОСА» Республики Саха (Якутия) 2009, г. Мирный.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждаются значительным объёмом статистической информации, характеризующей работу карьерных экскаваторов; согласованностью теоретических исследований с результатами экспериментального моделирования работы базовых узлов металлоконструкций машин, позволяющими делать выводы с доверительной вероятностью не ниже 90%.

Автор рад выразить благодарность и признательность техническим работникам АК «АЛРОСА» за предоставленную возможность в сборе необходимой статистической информации, характеризующей работу экскаваторов в условиях Севера и положенной в основу диссертации, а также программисту первой категории отдела внедрения информационных технологий ИрГТУ Унагаеву Е.И., доценту Авдееву А.Н. и преподавателям кафедры ГМиРТ ИрГТУ. Особая признательность научному руководителю профессору Махно Д.Е.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы (100 наименований), приложений и содержит 115 страниц, 49 рисунков, 14 таблиц.

В первой главе диссертации приводится анализ работы горного оборудования в регионах холодного климата, по результатам которого сформулированы цели и задачи исследований.

Вторая глава посвящена оценке надежности карьерных экскаваторов, включая машины с гидравлическим приводом. Приводится сравнительный анализ надежности экскаваторов в зимний и летний периоды эксплуатации машин.

В третьей главе дан анализ типовых отказов базовых узлов металлоконструкций с систематизацией причин хрупких разрушений конструкций. Приводятся результаты воздействия климатических факторов на работу базовых узлов металлоконструкций экскаваторов. Получены уравнения регрессии, описывающие эти взаимосвязи. Дан обзор физики процесса хрупкого разрушения конструкций.

В четвертой главе на основе анализа метода конечных элементов показана возможность его применения для прогнозирования распределения напряжений по сечениям конструкций базовых узлов карьерных экскаваторов. Обсуждаются результаты исследований по распределению критического уровня напряжений в конструкции стрел и рукоятей основных типов карьерных экскаваторов, определяющих вероятность возникновения и развития хрупких трещин. Рассматриваются варианты остановки хрупкой трещины и технологии ремонта базовых узлов машин.

Пятая глава посвящена обзору направлений реализации результатов исследований. Систематизируются требования к эксплуатации экскаваторов в регионах холодного климата. Приводятся результаты расчета ожидаемого экономического эффекта.

В заключении излагаются итоги выполненных исследований.

Комплекс выполненных исследований позволяет выдвинуть и обосновать следующие научные положения.

1. Хрупкие разрушения металлоконструкций экскаваторов определяются уровнем динамических нагрузок, опасность возникновения которых возрастает в местах интенсивной концентрации напряжений при неблагоприятном сочетании природно-климатических факторов внешней среды. Выявленные закономерности, описанные уравнениями регрессии, позволяют прогнозировать отказы, возможность их возникновения.

Надежность является одним из главных, определяющих показателей качества машин. Обеспечением надежности горного оборудования занимаются многие научные и производственные организации. Ведущее место среди них занимают МГГУ, ИГД МЧМ РФ, НИИОГР, НТЦ ИГД им.

A.A. Скочинского, НИИКМА, ООО ПО «КрасТяжМаш», Объединённые машиностроительные заводы, ЗАО Машиностроительная корпорация «Уралмаш». В решение проблемы надежности и ремонта горных и транспортных машин большой вклад внесли работы Подерни Р.Ю., Коха П.И., Солода В.И., Солода Г.И., Гетопанова В.Н., Тропа А.Е., Голубева А.Е., Шпильберга И.Л., Барзиловича Е.Ю., Кулешова A.A., Спиваковского А.О., Бескровного Н.Т., Русихина В.И., Морозова В.И., Радкевича Я.М., Нестерова

B.И., Махно Д.Е., Самарина A.M., Когана Б.И., Ефимова В.Н., Ермоленко В.А., Хромого М.Р., Логвинова Г.Н., Паршина A.A., Шадрина А.И., Насонова М.Ю. и других исследователей.

Надежность горного оборудования в условиях Севера снижается, что связано с возрастанием хрупких разрушений базовых узлов металлоконструкций машин в зимнее время года. Это явилось основой постановки исследований по выявлению взаимосвязи факторов воздействия внешней среды с работоспособностью металлоконструкций карьерных экскаваторов. В основу анализа были положены данные актов расследования аварий карьерных экскаваторов ЭКГ-12,5 в условиях Удачшшского ГОКа и отчетная информация Якутской гидрометеорологической обсерватории, характеризующая природно-климатические факторы внешней среды, сопутствующие работе машин. Были обработаны акты расследования аварий

карьерных экскаваторов за период с 1978 по 2008 г.г., работающих и условиях Удачнинского ГОКа ЛК «АЛРОСА», за этот же период выбраны и систематизированы данные метеоусловий УГОКа. Акты расследования аварий позволили подойти к анализу причин хрупких разрушений базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов с учетом характера и моста возникновения хрупких трещин, а также выявить закономерности их развития. í)&ьем информации составил 555 отказов.

Наибольшее количество отказов по базовым узлам металлоконструкций экскаватора ЭКГ-Ш,5 связано с банкой рукояти (94 отказа!. Для выявления наиболее о пас® ого периода воздействия низких температур воздуха в течение года все отказы по балке рукояти были систематизированы по месяцам, В порядке убывания и сопоставлены со среднемесячной температурой воздуха за период с 1978-19% гл., полученные результаты представлены на рнс. 1.

о

Ц|.....

о ;.Ш.._.Ж. .Ж4.ш..т.я JWj-B.i.B.i«a. .[.да--------,------ JÍ0 и

ft h Ь A £. А Л >4 . ЙЙ JI £ J¡ *

■х Л О Р С 2 Х А t

■и te i í> « ra I

количество отказов —*—среднемесячная температура воздуха

Рис 1. Распределение количества отказов балки рукояти ЭКГ-12,5 УГОКа и среднемесячной температурой воздуха Наибольшее количество аварийных отказов балки рукояти ЭКГ- ¡2,5 УГОКа приходится на декабрь и январь месяцы, в этот период преобладают максимально низкие отрицатель НИ е температуры воздуха (-30" С и ниже). На март и ноябрь месяц приходится одинаковое количество отказов (12). Можно предположить, что повреждения носят накопительный характер, а именно, в процессе эксплуатации оборудования в период воздействия низких отрицательных температур происходит накопление зародышей трещин, пока они не достигнут своего критического значения, что в итоге приводит к аварийному выходу из строя узлов и деталей машин. Эго соответствует гипотезе Болотина П.В., в которой говорится, что зарождение трещин и их развитие есть результат накопления и слияния повреждений в элементах структуры (под элементами структуры нанимаются зерна, волокна, включения, поры и другие образования). Для проверки гипотезы использовалась информация из актов расследования аварий Удачнинского ГОКа, в которых указаны даты аварийных отказов однотипных узлов экскаватора. Со I [оставление данной информации с климатическими

условиями Уда чине кого ГОКа, позволило вычислить продолжительность работы машин в днях при различных интервалах температур: ОТ-30...-20^ С; -20...-10" С: -К)...0° С и свыше 0Г С; учесть количество дней работы с относительной влажностью воздуха по интервалам свыше 80 %, от 70 до 80 % и ниже 70 %; количество дней ео средней скоростью ветра по интервалам свыше 3 м/с, от 2 до 3 м/с и ниже 2 м/е. Все это сопутствовало детальному анализу взаимосвязи .хрупких разрушений металлоконструкций базовых узлов карьерных экскаваторов с факторами воздействия внешней среды с целью выявления возможных причин отказов и прогнозирования их возникновения.

регрессионный анализ дал возможность установить степень взаимосвязи наработки машин с факторами воздействия окружающей среды. Проверка значимости каждого из факторов производилась с помощью Р-Критерия. При чтом незначимые факторы выводились из уравнения, после чего производился пересчет коэффициентов регрессии. Результаты регрессионного анализа сведены в уравнение (1):

(коэффициент множественной корреляции Я=0,98), где: Ыи - количество циклов экскавации, подсчитанные из наработки машины по формуле:

О К

и о

(2)

N =-

Ч К V

где: Q - наработка экскаватора за период между отказами, м1 в плотном теле; Кл - коэффициент наполнения ковша (для условий УГОКа К„=0.9, по ЕНВ 1989г. категория пород но тру дности экскавации ¡V): Í — вместимость ковши ЭКГ-12,5; Кр ~ коэффициент разрыхления породы (для условий УГОКа Кр~\,5): 2[Ñ<áo] - суммарное количество дней работы экскаватора с минимальной температурой воздуха ниже -30° С, (соответственно от -20,..-30, -20...-10, -10...0, свыше 0г С); S|V,vj - суммарное количество дней работы экскаватора с интервалом скорости ветра on л ее 3 м/с, (соответственно от 2...3 м/с, менее 2 м/с); V[P>g0] - суммарное количество дней работы экскаватора при относительной влажности воздуха свыше 80 %.

Использование понятия количество циклов экскавации, при оценке наработки, позволяет более полно характеризовать натру женностъ базовых узлов металлоконструкции машин. В уравнении (1) коэффициент множественной корреляции (R=0.98) близок к единице, что говорит о высокой степени взаимосвязи между числом циклов экскавации и количеством дней работы при различных интервалах температуры воздуха, относительной влажности воздуха и скорости ветра.

Для исследования причин выхода из строя узлов экскаватора использовалась информация из актов расследования аварий Удач пинского

ГОКа, в которых указан характер повреждения и причина отказа. Исследования показали, что наибольшее количество (64 отказа, примерно 70%) связано с проявлением динамических нагрузок, что подтверждает ранее полученные результаты. Все акты аварийных отказов балки рукояти экскаватора ЭКГ-12,5 были систематизированы по предполагаемым причинам их возникновения: динамические нагрузки (64 отказа); влияние формы конструкции, высокая концентрация напряжений (35 отказов); последствия ремонтных воздействий (24 отказа). В соответствии с этим получены уравнения связи количества циклов экскавации с факторами воздействия внешней среды:

1. Воздействие динамических нагрузок;

Ид =2,3840,1 З^^^+О.ОбПН^-ОЛЭПУ^^СМ!^] (3) (коэффициент множественной корреляции 11=0,97)

2. Влияние формы конструкции:

(коэффициент множественной корреляции 11=0,91)

3. Последствия ремонтных воздействий:

Нг4,6240ЛЗТ-М),091[Р7о...йН<3,08£[Р3®], (5)

(коэффициент множественной корреляции 11=0,97) где: 'Г - средняя температура па момент аварии, Т= -25,5° С; £[Рд>, 8о] -количество дней работы экскаватора при относительной влажности воздуха от 70 до 80 %.

На количество циклов экскавации, при сочетании случайных факторов, вызванных воздействием динамических нагрузок, (уравнение (3)) влияет продолжительность работы базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов при сочетании различных погодно-климатических факторов. Эксплуатация машин в экстремальных условиях сопровождается скрытым периодом накопления 1рещин, способствующих появлению «усталости» металла, который занимает по продолжительности до 90 % от общего времени работы конструкции до отказа. На форму конструкции (уравнение (4)) оказывает влияние предельная концентрация локальных напряжений. Неравномерность распределения напряжений при динамическом характере приложения нагрузок является причиной появления очагов зарождения и развития хрупких трещин. Возможной причиной последствий ремонтных воздействий (уравнение (5)) может рассматриваться одна из рабочих гипотез хладноломкости стали, связанная с водородным охру пч ива нием. Водород, благодаря малым размерам, легко перемещается как в объеме зерна, так и но его границам. Наиболее активное насыщение металла водородом происходит в периоды сварки путем термодиффузии, особо опасно резкое изменение температуры в зоне сварки, которое ускоряет насыщение металла водородом.

В целом высокие коэффициенты множественной корреляции подтверждают надежный уровень связи хрупких разрушений с факторами воздействия внешней среды, из которых основным является уровень динамических нагрузок, вызывающий критический рост напряжений в

локальных сечениях конструкций. Выявленные закономерности, описанные уравнениями регрессии, дают возможность прогнозировать отказы.

2. Метод конечных элементов обеспечивает выявление опасных сечений металлоконструкции базовых узлов экскаваторов, в которых наиболее вероятны концентрации критических напряжении и рост динамических нагрузок, являющихся причиной возникновения и развития хрупких трещин.

Эксплуатация карьерных экскаваторов в регионах холодного климата сопровождается хрупкими разрушениями базовых узлов металлоконструкций машин. Отказы этих узлов приводят к значительным простоям оборудования с высоким уровнем затрат на восстановление

работоспособности машин. 8 подтверждение вышесказанному на рис, представлены фото ¡рафии типовых разрушений балки рукояти ЭК1 -15.

2

б) в)

Рис 2. Хрупкие разрушения балки рукояти ЭКГ -15: а) излом балки рукояти; 5) балка рукояти с ковшом; в) взлом балки рукояти в районе концевой отливки

Для выявления причин хрупких разрушений использовалась информация из актов расследования аварий Удачнинскош ГОКа АК «АЛ РОСА». При этом учитывались: марка экскаватора, дата и причина отказа, характер разрушения, возможные причины аварии, температура воздуха на момент аварии.

На рис. 3 представлены характерные места зарождения и развития хрупких трещин (1-4) на балке рукояти ЭКГ-12,5 и ЭКГ-15 Удачнинского ГОКа.

а) б)

Рис, 3. Схематическое расположение хрупких разрушений на балке рукояти: а) ЭКГ-12,5; б) ЭКГ-15 На балке рукояти ЭКГ-12,5 трещины возникают в районе головной отливки (3), в месте приварки ограничителя хода (4) и в месте крепления возвратного полублока (1, 2), На балке рукояти ЭКГ-15 трещины отмечаются в районе

Возвратного полу блока и па концевой отливке (2, 3), а также на самой балке в сварных швах.

На практике основным техническим мероприятием но защите металлоконструкций экскаваторов от хрупких разрушений является актированная остановка машин в периоды воздействия критических отрицательных температур. Однако такие мероприятия вызывают лишь значительные простои основного технологического оборудования,

В качестве первопричин хрупких разрушений, наряду с температурными факторами, необходимо учитывать нагрузки и, как следствие, напряжения, возникающие в основных узлах машин. Нагрузки формируют напряжения как в самом образце, так и в локальных его объемах. При достижении коэффициентом интенсивности напряжений критических значений происходит разрушение образца в наиболее слабой зоне. Зная характер распределения напряжений по форме конструкции узлов машин, можно прогнозироват ь Вероятность возникновения хрупких разрушений.

Одним из наиболее эффективных подходов в решении проблемы оценки распределения напряжений является использование современных методов математического и компьютерного моделирования процессов работы деформируемых систем методом конечных элементов (МЮ), Применение моделей МЮ позволяет с высокой степенью точности анализировать напряженно-деформированное состояние (НДС) таких сложных конструкций, как базовые узлы карьерных экскаваторов, находящиеся под переменным силовым и температурным воздействием. Характеристики силового и температурного воздействия в МКЭ моделируются с максимальной степенью адекватности относительно реального объекта.

В автореферате, в качестве примера, объектом исследования была выбрана балка рукояти карьерного экскаватора ЭКГ-12,5. Для подготовки модели использовались: геометрическая и дискретная модель объекта, данные по внешнему воздействию, граничные условия и другие параметры. Расчет, визуализация и обработка результатов анализа выполнялись в программном комплексе MSC. Patran 2008 R1 и MD Nastran R3 па персональном компьютере на базе процессора Intel Pentium 4, Программные комплексы предоставлены ИрГТУ (сертификат па оплаченную лицензию RE0019I6IST-3. от 20.05.08). Результат проведенного НДС бачки рукояти ЭКГ-12,5 представлен на рис. 4.

230 МПч

Максимальные напряжения отмечаются в местах резкого перехода сечений: между возвратным полублоком и головной отливкой (3); выше места крепления возвратного полублока (2), в месте крепления седлового подшипника (1) при существенно меньших значениях рабочих напряжений по остальным сечениям конструкции, равных 5 МПа. Значения напряжений в критических зонах достигают 220.,, 300 МПа. Такие распределения напряжений при динамическом характере приложения нагрузок и приводят к возникновению и развитию хрупких трещин. Характер распределения напряжений в балке рукояти ЭКГ-12,5 соответствует расположению трещин на рис. 3 (а). Все трещины зарождаются в местах резких нарушений сечений, зонах сварных швов, технологических отверстиях, т.е. причина их зарождения и развития - резкая концентрация напряжений о локальных сечениях конструкций

Аналогичным образом была посгтроена модель затрузки балки рукояти

ЭКГ-15 в программе МКЭ (рис. 5).

300 МПа

200 МПа

Рис. 5, Распределение напряжений в балке рукояти ЭКГ-15 Максимальные напряжения в балке рукояти ЭКГ-15 возникают в месте крепления седлового подшипника (1), что подтверждает место расположения трещины (1) на рис. 3 (б). Между концевой отливкой и седловым подшипником (2) напряжения постепенно снижаются (3), при общем рабочем напряжении в остальных местах конструкции, равным 10 МПа (4).

В Удачшшском Г (Же эксплуатируется гидравлический экскаватор Котами Оетад Н2853. В зимний период работы машины возникали неоднократные хрупкие разрушения стрелы, которые сопровождались неплановыми простоями. В подтверждение вышесказанному на рис. 6 представлены фотографии типовых разрушений гидравлического экскаватора.

В) г)

Рис. 6. Типовые разрушения гидравлического экскаватора: a) H285S; 6) трещина на стреле экскаватора, в) трещина на вырезанном монтажном люке; г) трещшш в проушине

ковша

Причиной многократных отказов стрелы является возникновение и повторное распространение двух крупных трещин с правой стороны конструкции по ходу экскаватора. Схематичное расположение трещин в корпусе стрелы экскаватора H285S представлено на рис. 7. Первая трещина распространилась по центру стрелы в месте монтажного люка, вторая располагалась вертикально в зоне резкого перехода сечений, не доходя до верхней и нижней стенок по 200 мм. Ремонт трещин производила неоднократно по технологии сварки, согласно рекомендациям фирмы с наложением усиливающих накладок, но через 2-3 месяца трещина появлялась вновь. После детального обследования стрелы встал вопрос о её замене.

Рис. 7. Схема расположения трещин В корпусе стрелы экскаватора I1285S: 1 — центральная трещина длиной до 500 мм; 2 - утл oií а и трещина длиной до I ООО мм

Возможной причиной возникновения и развития трещин в стреле Н285У является длительная работа машины в условиях низких отрицательных температур при высоком уровне динамических нагрузок, которые локализовались критической концентрацией напряжений в месте крепления монтажного люка при помощи сварных швов (центральная трещина), а также в месте резкого перехода сечения конструкции (угловая трещина), Конечнозлементный анализ показал, что напряжения в конструкции стрелы распределяются крайне неравномерно. Пиковые значения напряжений 300 МПа, достигающие предела текучести материла, отмечаются в местах резких изменений сечений конструкций, сопровождаемых сварными швами: 1 -угловые сечения, 2 - технологические люки. При этом базовые конструкции узла 3 - испытывали незначительные напряжения (рис. 8).

ч___у

Рис. 8. Характер распределения напряжений по сечениям конструкции стрелы гидравлического экскаватора Н285$ Характер распределения напряжений подтверждает данные результатов обследования состояния стрелы, приведенные на рис. 7.

Проведенные исследования работы экскаваторов в условиях холодного климата и выполненный анализ НДС в программе МКЭ позволяют сделать вывод о непосредственной сходимости численных расчетов НДС базовых узлов металлоконструкций экскаваторов с данными результатов эксплуатации горного оборудования на предприятиях АК «АЛРОСА» Республики Саха (Якутия).

Таким образом, метод конечных элементов позволяет определять опасные сечения конструкции базовых узлов экскаваторов, в которых наиболее вероятны концентрации критических напряжений и рост уровня динамических нагрузок, являющихся причиной возникновения и развития хрупких трещин.

Результаты анализа причин хрупких разрушений и метод конечных элементов позволяют разрабатывать рекомендации, направленные на совершенствование конструкций базовых узлов карьерных экскаваторов и повышение уровня надежности машин.

Эксплуатация экскаваторов в условиях холодного климата требует выполнения ремоттю-восстановительных работ, поэтому в диссертации рассматриваются возможные подходы к технологии их реализации. Были

исследованы НДС стрелы Н2853 и возможные способы снижения вероятности возникновения опасной концентрации напряжений на основе применения МКЭ.

Имитировались методы искусственного формирования и остановки трещины путем сверления отверстия в направлении ее развития. Рассматривались гари анты усиления конструкции стрел [.г накладками различной тшпцины и дополнительными швеллерами. Сверление отверстий предполагает снижение концентрации напряжений в вершине трещины с целью уменьшения их пиковых значений На рис. 9 (а) показано максимальное напряжение в вершине трещины, равное 900 МГ1а, которое снижается до 425 МПа после засверливашя в вершине трещины отверстия диаметром 20 мм (рис. 9 (б)).

Рис. 9, Распределение напряжений в вершине трещины: а) до момента сверления отверстия; б) после сверления отверстия диаметром 20 мм

Дтя снижения вероятности повторного распространения трещин в уязвимых местах рассматривались варианты усиления модели стрелы посредетвам наложения дополнительных накладок и трех швеллеров, размерами h=2Ü() мм, Ь=76 мм. МКЭ позволяет рассчитать оптимальную толщину дополнительных накладок, а также способ их крепления при помощи сварных швов с учетом естестве moro зазора, который возникает паза шероховатости поверхностей между основной пластиной и накладкой. В расчете естественный зазор принят равным 1 мм, дополнительные накладки выполнялись с обеих сторон конструкции. Результаты расчетов представлены в таблице.

Таблица.

Распределение максимальных напряжений в месте угловой трещины при

Толщина накладки, мм Швеллер Значения напряжений без дои о л ьште льного усиления конструкции, МПа Значения напряжений с дополнительным усилением конструкции, МПа

S, мм t, мм

20 5,2 9 300 200

8 13,5 300 190

12,5 22 300 177

30 5,2 9 300 203

8 13,5 300 190

14 25 300 174

40 5,2 9 300 204

8 13,5 300 188

14 25 300 171

Конеч поэлементный анализ показал, что при наложении цельной накладки от места крепления монтажного люка и до места с угловой трещиной толщиной 40 мм, а также при установке 3-х дополнительных швеллеров 5=14 мм, 1=25 мм, максимальные напряжения снижаются с 300 до 171 МПа. На рис. ¡0 представлена общая схема распределения напряжений в теле конструкции стрелы гидравлического экскаватора 112855 при усилении зоны Трещины накладками и швеллерами.

^ 17 МП, ("и 17! МПа

ПОМП!

Рис. 10. Распределение напряжений при усилении конструкции стрелы гидравлического экскаватора Н2858 накладкой толщиной 40 мм и швеллерами 5= (4 мм, 1=25 мм Проведенные исследования реальных объектов н выполненный конечно элементный анализ позволяют сделать вывод о непосредственной зависимости вероятности возникновения хрупких разрушений от формы и сечения конструкции отдельных узлов машин. В целом результаты анализа

причин хрупких разрушений и метод конечных элементов позволяют разрабатывать рекомендации, направленные на совершенствование конструкций базовых узлов карьерных экскаваторов и повышение уровня надежности машин. На основе выполненных исследований сформулированы направления реализации результатов работы, включающие требования к эксплуатации и ремонту карьерных экскаваторов в суровых природно-климатических условиях Севера.

Эффективность реализации исследований подтверждается проведенным анализом работы карьерных экскаваторов в условиях УГОКа за период 2000 -2007 г.г. представле1шым на рис. 11. Гидравлический экскаватор Н2858 отгрузил в 2007 г. 2500 тыс. м3 горной массы, против 1000 тыс. м3 карьерным экскаватором типа ЭКГ-15, что явилось результатом повышения уровня надежности базовых узлов металлоконструкций машин.

3000-ъ 2500 2000 1 Я 1500 | Эффе ктмвность ИСПОЛЬЗС вания кар ьерных » скаеаторс в УГОКа ,.... .... .. ..

** «3 1

. ¿И ЖЛ-ЖГ-И'

| £ 500 - 1. ЭКГ-10 ' '' х - ■

• - . »• "-1': и ■тм.' : , ■ ГОРН . '• •

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Период эксплуатации [-♦-срэнач ЭКГ-Ю-«-срэмач. ЭКГ-15 срэиач .....Н1353 -*-Н2855| (.ЕТОИМ

Рис. 11. Эффективность использования карьерных экскаваторов УГОКа

Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанных решений на один экскаватор Н2858, рассчитанный на основе сокращения времени простоев в неплановых ремонтах, составляет 537 тыс. руб. в год.

Полученные результаты исследований докладывались на совещании при главном механике Мирнинского ГОКа АК «АЛРОСА» и приняты к реализации при эксплуатации крупногабаритных узлов карьерных экскаваторов в условиях Севера.

Заключение

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой решена задача повышения надежности базовых узлов металлоконструкций машин, имеющая важное народно-хозяйственное значение при эксплуатации карьерных экскаваторов в регионах холодного климата.

Результаты выполненных исследований позволяют сделать и обосновать следующие выводы и рекомендации:

1. Дана оценка уровня надежности карьерных экскаваторов, включая машины с гидравлическим приводом во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды и периодами эксплуатации оборудования.

2. Выявлены типовые отказы базовых узлов машин, закономерности и причины их возникновения.

3. Получены уравнения регрессии, описывающие взаимосвязь хрупких разрушений конструкции с факторами внешней среды, характеризующими условия эксплуатации машин.

4. Разработана методика оценки распределения критического уровня напряжений, ответственных за рост динамических нагрузок, возникновение и развитие хрупких трещин.

5. С использованием возможности метода конечных элементов разработана методика восстановления и ремонта базовых узлов металлоконструкций экскаваторов, обеспечивающая снижение вероятности хрупких разрушений и повышение надежности работы машин.

6. Даны рекомендации к ремонту базовых узлов металлоконструкций экскаваторов, предназначенных для работы в регионах холодного климата.

7. Сформулированы требования к эксплуатации карьерных экскаваторов в условиях Севера.

8. Рекомендации, направленные на повышение надежности базовых узлов металлоконструкций экскаваторов, приняты к реализации на предприятиях АК «АЛРОСА».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в ведущих, репетируемых научных изданиях, входящих в перечень Инструкции ВАКа

1. Махно, Д.Е. Проблема хладостойкости конструкций при эксплуатации карьерных экскаваторов в регионах холодного климата / Д.Е. Махно, А.Н. Авдеев, А.Ю. Болотнев // Горное оборудование и электромеханика. - 2008. -№ 9. - С. 25-28.

2. Авдеев, А.Н. Распределение напряжений в базовых узлах карьерных экскаваторов и хрупкие разрушения конструкций / А.Н. Авдеев, А.Ю. Болотнев, Е.И. Унагаев // Вестник ИрГТУ. - 2009. - №2. - С. 17-19.

Публикации в других изданиях

3. Махно, Д.Е. К вопросу о повышении надежности и безопасной работы экскаваторов на карьерах Севера / Д.Е. Махно, А.Ю. Болотнев // Материалы докладов XII Всероссийской научно-практической студенческой конференции с международным участием «БЕЗОПАСНОСТЬ 07»: сб. науч. тр. - Иркутск, 2007. - С. 265-268.

4. Махно, Д.Е. Влияние природно-климатических факторов внешней среды на работоспособность базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов / Д.Е. Махно, А.Н. Авдеев, А.Ю. Болотнев // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. тр. - Иркутск, 2009. -С. 144-149.

Подписано в печать 10.09.2009. Формат 60 х 90 /16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. псч. л. 1,25. Тираж 120 экз. Зак. 182. Поз. плана 4н.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Содержание.

Введение.

ГЛАВА 1. Работа карьерного оборудования в регионах холодного климата. Цели и задачи исследований.

1.1. Анализ работы горного оборудования в условиях Севера.

1.2. Анализ работы карьерных электромеханических экскаваторов.

1.3. Анализ работы гидравлических экскаваторов.

1.4. Ремонтопригодность горного оборудования.

Цели и задачи исследований.

ГЛАВА 2. Анализ надежности карьерных электромеханических и гидравлических экскаваторов в регионах холодного климата.

2.1. Надежность карьерных электромеханических экскаваторов.

2.2. Надежность гидравлических экскаваторов и погрузчиков.

2.3. Эффективность использования карьерных и гидравлических экскаваторов.

Выводы.

ГЛАВА 3. Типовые отказы базовых узлов экскаваторов и факторы воздействия внешней среды.

3.1. Хрупкие разрушения металлоконструкций по типам экскаваторов и их анализ.

3.2. Взаимосвязь хрупких разрушений базовых узлов машин с факторами воздействия внешней среды.

3.3. Физика процесса хрупкого разрушения и факторы воздействия внешней среды.

3.4. Анализ способов снижения хрупких разрушений базовых узлов металлоконструкций машин.:.

Выводы.

Глава 4. Прогнозирование распределения напряжений в базовых узлах машин на основе метода конечных элементов.

4.1. Теоретические основы метода конечных элементов.

4.2. Распределение напряжений в базовых узлах металлоконструкций карьерных экскаваторов.

4.3. Распределение напряжений в базовых узлах металлоконструкций гидравлических экскаваторов.

Выводы.

ГЛАВА 5. Направления реализации результатов исследований и ожидаемый экономический эффект.

5.1. Требования к эксплуатации экскаваторов в регионах холодного климата.

5.2. Рекомендации к ремонту металлоконструкций экскаваторов в экстремальных условиях.

5.3 Ожидаемый экономический эффект от реализации предлагаемых решений.

Выводы.

Развитие основных отраслей экономики зависит от горнодобывающей промышленности, которая является базой для металлургии, машиностроения, энергетики, производства строительных материалов, химической промышленности и служит поставщиком сырья для многих других отраслей промышленности. Сибирь и Крайний Север обеспечивают потребность России: в алмазах - 100%; нефти, газе и угле - до 90%; меди и стратегическом сырье - более 80%; золоте - более 70%. Проблема эффективности использования горного оборудования в условиях холодного климата наиболее актуальна именно для России, поскольку экономика страны во многом зависит от добычи полезных ископаемых, а большая часть разведанных запасов находится в районах холодного климата. Холодный климат негативно влияет на уровень эксплуатационной надежности и работу горных машин. Снижение надежности при эксплуатации горного оборудования в условиях Севера связано с тем, что оно работает на открытом воздухе в наземных условиях. В результате неблагоприятного воздействия климатических факторов велика доля неплановых простоев карьерного оборудования, которые сопровождаются хрупкими разрушениями базовых узлов металлоконструкций машин.

Комплексное исследование надежности машин, работающих в регионах холодного климата, изучение типовых отказов, выявление причинности хрупких разрушений конструкций и разработка на их основе требований к эксплуатации и ремонту карьерных экскаваторов может существенным образов повысить надежность работы машин.

Работа выполнялась в 2006-2009 годах в Иркутском государственном техническом университете на кафедре горных машин и рудничного транспорта в соответствии с госбюджетной темой НИР ВУЗа (Тема № 47/150 «Повышение эффективности использования карьерного оборудования в регионах холодного климата»).

Цель работы. Повышение надежности и эффективности использования карьерных экскаваторов на горных предприятиях Севера.

Идея работы. Повышение надежности экскаваторов на основе изучения закономерности формирования хрупких разрушений конструкций и оценки распределения опасного уровня напряжений и динамических нагрузок в базовых узлах машин методом конечных элементов.

Объект исследования. Карьерные экскаваторы, работающие в регионах холодного климата.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Хрупкие разрушения металлоконструкций экскаваторов определяются уровнем динамических нагрузок, опасность возникновения которых возрастает в местах интенсивной концентрации напряжений при неблагоприятном сочетании природно-климатических факторов внешней среды. Выявленные закономерности, описанные уравнениями регрессии, позволяют прогнозировать отказы, возможность их возникновения.

2. Метод конечных элементов обеспечивает выявление опасных сечений металлоконструкции базовых узлов экскаваторов, в которых наиболее вероятны концентрации критических напряжений и рост динамических нагрузок, являющихся причиной возникновения и развития хрупких трещин.

3. Результаты анализа причин хрупких разрушений и метод конечных элементов позволяют разрабатывать рекомендации, направленные на совершенствование конструкций базовых узлов карьерных экскаваторов и повышение уровня надежности машин.

Научная значимость работы:

- дана оценка уровня надежности карьерных экскаваторов, включая гидравлические экскаваторы, с учетом зимнего и летнего периодов работы машин;

- выявлены основные причины хрупких разрушений базовых узлов машин во взаимосвязи с особенностями формы их конструкций;

- получены уравнения регрессии, описывающие взаимосвязь возможных разрушений узлов металлоконструкций с факторами воздействия внешней среды, позволяющие прогнозировать возникновение хрупких трещин;

- на основе метода конечных элементов разработана методика оценки характера распределения напряжений по сечениям конструкций базовых узлов машин, опасным с позиции повышения роста динамических нагрузок и возникновения хрупких разрушений.

Практическая значимость результатов работы:

- установлены закономерности типовых отказов базовых узлов металлоконструкций экскаваторов и характерные места возникновения и развития хрупких трещин, положенные в основу разработки мероприятий, направленных на повышение ремонтопригодности и надежности машин в условиях Севера;

- разработана методика оценки опасного роста интенсивности напряжений и динамических нагрузок по сечениям базовых узлов машин, основанная на учете формы их конструкции;

- разработаны рекомендации восстановления работоспособности базовых узлов машин в зависимости от ожидаемых размеров, формы и направления развития хрупкой трещины;

- разработаны требования к форме конструкции базовых узлов экскаваторов с позиции снижения возникновения хрупких трещин и повышения надежности машин, работающих в регионах холодного климата;

- сформулированы общие требования к эксплуатации карьерных экскаваторов в условиях Севера, направленные на повышение эффективности использования оборудования.

Личный вклад автора диссертации заключается в обосновании тематики, цели и задач исследований; сборе и обработке статистической информации, характеризующей надежность работы экскаваторов; освоении и целевом использовании метода конечных элементов для повышения работоспособности базовых узлов машин; разработке основных требований и рекомендаций к эксплуатации карьерных экскаваторов, направленных на повышение надежности работы машин в условиях Севера.

Публикации автора. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 статьи, в. том числе в рецензируемых изданиях, рекомендованных требованиями Инструкции ВАКа, - 2.

Апробация результатов исследований. Основные идеи выполненных исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научно-практических конференциях «Игошинские чтения» в-2006-2009 г.г., ИрГТУ, Иркутск; на XII' Всеросийской1 научно-практической' студенческой конференции с международным участием «БЕЗОПАСНОСТЬ 07» 2007 г, ИрГТУ, Иркутск; на научных семинарах кафедры ГМиРТ ИрГТУ 2006-2009 г.г.; техническом совещании при главном механике Мирнинского ГОКа АК «АЛРОСА» Республики Саха (Якутия) 2009, г. Мирный.

Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждаются значительным, объёмом статистической информации, характеризующей работу карьерных экскаваторов; согласованностью теоретических исследований с результатами экспериментального-моделирования работы базовых узлов металлоконструкций машин, позволяющими делать выводы с доверительной вероятностью не ниже 90%.

Автор рад выразить благодарность и признательность техническим работникам АК «АЛРОСА» за предоставленную возможность в сборе необходимой, статистической информации, характеризующей работу экскаваторов в условиях Севера*неположенной в основу диссертации, а также программисту первой категории отдела внедренияг информационных технологий ИрГТУ Унагаеву Е.И., доценту Авдееву А.Н. и-преподавателям кафедры ГМиРТ ИрГТУ. Особая признательность научному руководителю профессору Махно Д.Е.

Выводы

1. Результаты выполненных исследований позволили обосновать и систематизировать требования к эксплуатации экскаваторов, направленные на повышение надежной работы оборудования в условиях Севера:

- разработаны требования к эксплуатации экскаваторов в условиях неблагоприятного воздействия низких отрицательных температур;

- систематизированы рекомендации на ремонт базовых узлов металлоконструкций экскаваторов в экстремальных условиях эксплуатации техники.

2. Ожидаемый экономический эффект от реализации технических решений рассчитан на основе экономии лишь на условно-постоянных расходах, составляет 537 тыс. руб. на один экскаватор Н2858 в год.

3. Применение метода конечных элементов при технологии ремонта базовых узлов экскаваторов Н2858 сопутствовало существенному повышению эффективности использования оборудования.

Заключение

Диссертация является законченной научно-квалификационной работой, в которой решена задача повышения надежности базовых узлов металлоконструкций машин, имеющая важное народно-хозяйственное значение при эксплуатации карьерных экскаваторов в регионах холодного климата.

Результаты выполненных исследований позволяют сделать и обосновать следующие выводы и рекомендации:

1. Дана оценка уровня надежности карьерных экскаваторов, включая машины с гидравлическим приводом, во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды и периодами эксплуатации оборудования.

2. Выявлены типовые отказы базовых узлов машин, закономерности и причины их возникновения.

3. Получены уравнения регрессии, описывающие взаимосвязь хрупких разрушений конструкции с факторами внешней среды, характеризующими условия эксплуатации машин.

4. Разработана методика оценки распределения критического уровня напряжений, ответственных за возрастание динамических нагрузок, возникновение и развитие хрупких трещин.

5. С использованием возможности метода конечных элементов разработана методика восстановления и ремонта базовых узлов металлоконструкций экскаваторов, обеспечивающая снижение вероятности хрупких разрушений и повышение надежности работы машин.

6. Даны рекомендации к ремонту базовых узлов металлоконструкций экскаваторов, предназначенных для работы в регионах холодного климата.

7. Сформулированы требования к эксплуатации карьерных экскаваторов в условиях Севера.

8. Рекомендации, направленные на повышение надежности базовых узлов металлоконструкций экскаваторов, приняты к реализации на предприятиях АК «АЛРОСА» (акт внедрения - Приложение 2).

1. Голинкевич, Т.А. Прикладная теория надежности: учебник для вузов / Т.А. Голинкевич. 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Высшая школа, 1985. - 168с.

2. Половко, A.M. Основы теории надежности : Учебное пособие для вузов (гриф) / A.M. Половко, C.B. Гуров. 2-е изд. перераб. и доп. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. - 704 с.

3. Рахутин, Г.С. Научные основы технического обслуживания Вып. I, II и III. / Г.С. Рахутин М. : Знание, 1971. - 78 с.

4. Оберт, JI. Хрупкое разрушение горных пород / JI. Оберт // Разрушение, т. 7, ч. 1.-М. : Мир, 1976,- С. 59-128.

5. Когаев, В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность: Справочник / В.П. Когаев, H.A. Махутов, А.П. Гусенков. М. : Машиностроение, 1985. - 233 с.

6. Дружинин, Г.В. Надежность автоматизированных систем / Г.В. Дружинин. — М. : Энергоатомиздат, 1986.- 480 с.

7. Руденко, Ю.Н. Надежность систем энергетики / Ю.Н. Руденко, И.А. Ушаков; Новосибирск. -М. :Наука, 1989. -328 с.

8. Болотин, В.В. Ресурс машин и конструкций / В.В. Болотин. — М. : Машиностроение, 1990. 448 с.

9. Махно, Д.Е. Эксплуатация и ремонт механических лопат в условиях Севера: справочное пособие / Д.Е. Махно, А.И. Шадрин. -М. : Недра, 1992. -127 с.

10. Островский, М.С. Триботехнические основы обеспечения качества функционирования горных машин / М.С. Островский. М. : МГГУ, 1993. -229 с.

11. Махно, Д.Е. Влияние зимних условий эксплуатации рабочего оборудования экскаваторов / Д.Е. Махно, А.И. Шадрин, Д.Г. Пилькевич // Сб. «Добыча угля открытым способом», 1971. №8 (68). - М. : ЦНИЭИУголь. -с. 19.

12. Кох, П.И. Надежность горных машин при низких температурах / П.И. Кох. -М. : Недра, 1972. 194 с.

13. Оводенко, Б.К. Горные работы на карьерах Заполярья / Б.К. Оводенко. Л. : Наука, 1972. - 135 с.

14. Голубев, В.А. Надежность горного оборудования и эффективность его использования / В.А. Голубев, А.Е. Троп. М. : Недра, 1974. - 80 с.

15. Хромой, М.Р. Об оптимальном профилактическом обслуживании роторных вскрышных комплексов КМА / М.Р. Хромой // Горный журнал. -1975. -№ 2.-С. 43-45.

16. Кох, П.И. Климат и надежность машин / П.И. Кох. — М. : Машиностроение, 1981. — 175 с.

17. Шадрин, А.И. Исследование надежности и оптимизация параметров технического обслуживания и ремонта карьерных экскаваторов: автореф. дис. канд. техн. наук (05.05.06) / Шадрин Александр Иванович ; Иркут. гос. техн. ун-т. Иркутск, 1978. - 17 с.

18. Кулешов, A.A. Мощные экскаваторо-автомобильные комплексы карьеров / A.A. Кулешов. М. : Недра, 1980. - 317 с.

19. Докукин, A.B. Повышение прочности и долговечности горных машин / A.B. Докукин, П.В. Семенча, Е.Е. Гольдбухт, Ю.А. Зиглин. — М. : Машиностроение, 1982. — 224 с.

20. Рахутин, Г.С. Об оптимальной надежности угледобывающих комплексов / Г.С. Рахутин // Уголь, 1997. № 10. - С. 33-35.

21. Кох, П.И. Одноковшовые экскаваторы / П.И. Кох. М. : Машгиз, 1963.-438с.

22. Кох, П.И. Надежность механического оборудования карьеров / П.И. Кох. М. : Недра, 1978. - 189 с.

23. Махно, Д.Е. Техническое обслуживание и ремонт экскаваторов на карьерах Севера. Организация и механизация / Д.Е. Махно, А.И. Шадрин, А.П. Макаров. Иркутск: Изд. ИЛИ; 1993. - 200с.

24. Махно, Д.Е. Горные машины и комплексы / Д.Е. Махно, H.H. Страбыкин, В.Н. Кисурин. Изд-во ИрГТУ, 1996 - 224 с.

25. Серенсен, C.B. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность / C.B. Серенсен, В.П. Когаев, P.M. Шнейдерович. Изд-во 3-е.- М. : Машиностроение, 1975. — 488 с.

26. Лаутеншлейгер, A.A. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов / A.A. Лаутеншлейгер, B.C. Шестаков, А.П. Комисаров. Екатеринбург: УТИ, 1993. - 140 с.

27. Родысин, Д.И. Системы динамического нагружения и диагностика электродвигателей при послеремонтных испытаниях / Д.И Родькин. М. : Недра, 1992.-236с.

28. Храмовских, В.А. Оценка ресурса базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов на основе обработки статистической информации / В.А Храмовских // Вест. Иркут. гос. техн. унта. 2005. - №3. - С. 18-21.

29. Мельников, H.H. Влияние температурного фактора на качество изготовления и эксплуатацию экскаваторов / H.H. Мельников, Т.В. Павлович // Уголь. 1974. - № 3. - С. 30-32.

30. Подэрни, Р.Ю. Горные машины и автоматизированные комплексы для открытых работ / Р.Ю. Подэрни. М. : Недра, 1979. — 615 с.

31. Котельников, Б.Д. Новые машины и оборудование для горной промышленности / Б.Д. Котельников, С.А. Червяков // Изв. вузов. Горный журнал, 1993.- № 7-8.- С. 97-102.

32. Щадов, М.И. Основные направления развития карьерных одноковшовых экскаваторов / М.И. Щадов, К.Е. Виницкий, Ю.П. Самородов // Уголь, 1997.- № 2.- С. 18-22.

33. Шадрин, А.И. Обоснование параметров технической эксплуатации горного оборудования в условиях холодного климата: автореф. дис. докт. техн. наук (05.05.06) / Шадрин Александр Иванович ; Иркут. гос. техн. ун-т. -Иркутск, 2004. 39 с.

34. Серов, A.B. Управление эффективностью и качеством работы машин в условиях эксплуатации / А.В Серов. -М. : Изд-во Стандартов, 1979. -147 с.

35. Ермолаев, C.B. Оценка экономической эффективности ремонта деталей машин / C.B. Ермолаев, В.Д. Тюнин, А.А Щелоков // Магадан: «Колыма», 1985. -№> 5. - С. 37-38.

36. Анализ текущего состояния ремонтного производства АК «АЛРОСА»: отчет о НИР / ЗАО «ЮНИКОН/МС Консультационная группа»; контракт № 122-21280/2000. - М. : Изд-во ЮНИКОН/МС, 2001. -305 с.

37. Авдеев, А.Н. Надежность гидравлических погрузчиков L-1100 в условиях крайнего Севера / А.Н. Авдеев, С.Ю. Красноштанов, М.В. Павлов // Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири; Изд-во ИрГТУ -Иркутск, 2003.- № 3. С.151 - 154.

38. Григорьев, P.C. Влияние усталости на хладостойкость сварных соединений из металлоуглеродистой стали / P.C. Григорьев, В.П. Ларионов, И.М. Стебаков // Хладостойкость машин и конструкционных материалов. -Иркутск, Изд-во Наука, 1980, С. 60-71.

39. Иванова, B.C. Природа усталости металлов / B.C. Иванова, В.Ф. Терентьева. М. : Металлургия, 1975. - 455 с.

40. Коцаньда, С. Усталостное разрушение металлов / С. Коцаньда. М. : Металлургия, 1976. - 456 с.

41. Труфяков, В.И. Усталость сварных соединений / В.И. Труфяков. -Киев: Наукова думка, 1973. 216 с.

42. Гарпунов, Д.Н. Повышение износостойкости сталей конструкций* самолетов / Д.Н. Гарпунов, A.A. Поляков- М. : Машиностроение, 1974. -200с.

43. Занкей, В.К. Структурные разрушения / В.К. Занкей, У.У. Герберич, Э.Д. Паркер; в 7-ми томах; под ред. Г. Либович; т. 1 разрушение. М. : Мир, 1973.-431 с.

44. Макаров, Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей / Э.Л. Макаров. М. : Машиностроение, 1981. - 247 с.

45. Трофимов, В.Д. Тепловой эффект в горной породе при объёмном нагружении / В.Д. Трофимов, М.А. Розенбаум, П.А. Рейпольский, А.Б. Соколов // Изв. вузов. Горный журнал. 1977. - № 11. - С. 49-51.

46. Степанов, A.B. Физическая природа хрупкого разрушения / A.B. Степанов // Хладостойкость стали и стальных конструкций. 1971. - С. 3-18.

47. Динамика дислокаций / Под ред. В.И. Старцева. Киев: Наукова думка, 1975. - 402 с.

48. Трефилов В.И. Деформационное упрочнение и разрушение поликристаллических металлов / В.И. Трефилов. — Киев. : Наукова думка, 1989.-256 с.

49. Ларионов, В.П. Хладостойкость и износ машин и сварных соединений / В.П. Ларионов, В.А. Ковальчук. Новосибирск: Наука, 1976. -260 с.

50. Новацкий, В.К. Волновые задачи теории пластичности / В.К. Новацкий. М. : Изд-во Мир, 1978.-307 с.

51. Косевич, A.M. Дислокации в теории упругости (влияние дислокаций на механические свойства кристаллов) / A.M. Косевич. Киев. Наукова думка. 1978, - 220 с.

52. Коллинз, Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение / Дж. Коллинз; пер. с англ. М. : Мир, 1984. -624 с.

53. Григорьев, P.C. Термопластическое упрочнение конструкционных сталей, работающих при низких температурах / P.C. Григорьев, В.П. Ларионов и др. Новосибирск: Наука. 1974. - 48 с.

54. Витман, Ф.Ф. Влияние скорости деформирования на сопротивление деформированию металлов при скоростях удара 102-103 м/с / Ф.Ф. Витман, В.А. Степанов // Некоторые проблемы прочности твердого тела. М.-Л. : Изд-во АН СССР, 1959. - С. 207-221.

55. Войцеховский, Б.В. Эффективность применения высоких энергий удара для разрушения крепких скальных пород / Б.В. Войцеховский, Л .А,

56. Митин, Ф.Ф. Войцеховская // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1973. -№ 4. - С. 28-32.

57. Солод, Г.И. Погрешность оценки расходования ресурса выемочных машин, обусловленная квантованием контролируемого параметра по уровню / Г.И. Солод, В.И. Мороз, В. JI. Проворотов // Изв. вузов. Горный журнал. -1976. -№1. С. 78-81.

58. Красовский, А.Я. Хрупкость металлов при низких температурах / А.Я. Красовский. Киев: Наукова думка, 1980. - 340 с.

59. Финкель, В.М. Физика разрушения / В.М. Финкель. М. : Металлургия, 1970. - 376 с.

60. Докукин, A.B. Повышение прочности и долговечности горных машин / A.B. Докукин, П. В. Семенча, Е. Е. Гольдбухт, Ю. А. Зислин. М. : Машиностроение, 1982. - 224 с.

61. Авдеев, А.Н. Распределение напряжений в базовых узлах карьерных экскаваторов и хрупкие разрушения конструкций / А.Н. Авдеев, А.Ю. Болотнев, Е.И. Унагаев // Вестн. Иркут. гос. техн. ун-та. — 2009. №2. - С. 1719.

62. Стренг, Г. Теория метода конечных элементов / Г. Стренг, Дж. Фикс. М. : Мир, 1977.-349 с.

63. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. -М. : Мир, 1975.-541 с.

64. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимация / О. Зенкевич, К. Морган; пер. с англ. М. : Мир, 1986. - 318 с.

65. Розин, JI. А. Стержневые системы как системы конечных элементов / Л. А. Розин. Л. : изд-во ЛГУ, 1976. - 232 с.

66. Розин, Л. А. Основы метода конечных элементов в приложении к упругим системам / Л.А. Розин. М. : Стройиздат, 1977. - 202 с.

67. Галлагер, Р. Метод конечных элементов. Основы / Р. Галлагер; пер. сангл. М. : Мир, 1984. - 428 с.

68. Сегерлинд, Л. Применение метода конечных элементов / Л. Сегерлинд. М.: Мир, 1979. - 320 с.

69. Ханапетов, М. В. Сварка и резка металлов / М.В. Ханапетов. М. : Стройиздат, 1977.-208 с.

70. Самарский, A.A. Численные методы: учеб пособие для вузов / A.A. Самарский, A.B. Гулин. М. : Наука, 1989. - 432 с.

71. Благородные металлы. Справочник / Под ред. Е.М.Савицкого. М. :-Металлургия.-1984.-592 с.

72. Попов, К. В. Низкотемпературная хрупкость стали и деталей машин / К. В. Попов В. Г. Савицкий. -М. : «Машиностроение», 1969. 192 с.

73. Григорьев, Р. С. Хладноломкость металлоконструкций и деталей машин / PI С. Григорьев, В. П. Ларионов, Г. А. Новиков и др. М. : Наука, 1969.-96 с.

74. Кох П.И. Ремонт экскаваторов / П.И: Кох.- М. : Недра, 1979. 380с.

75. Махно, Д.Е. Проблема хладостойкости конструкций при эксплуатации карьерных экскаваторов в регионах холодного климата / Д.Е. Махно,' А.Н. Авдеев, А.Ю. Болотнев // Горн, оборудование и электромеханика. 2008: - № 9. - С. 25-28.

76. Бондарович, Б. А. Основы надежности металлоконструкций землеройных машин: автореф. дис: докт. техн. наук / Бондарович Б.А. ;: МИСИ.-М., 1972.-44 с

77. Горбунов, И.В. Исследование и повышение эксплуатационной технологичности одноковшовых- карьерных экскаваторов; автореф. дис. . канд. техн. наук/Горбунов И.В.; МГИ. М. : изд-во МГИ, 1978. - 14 с.

78. Волков, С.Д. Повышение качества и; надежности5 машин//0пыт уральских заводов: /С!Д;. Волков, В:Р: Кубачек, Н.Г. Куклин: М; : Машиностроение, 1974. - 134;с.

79. Хорин, В.И. О совершенствовании методологии исследований надежности горного оборудования / В.И; Хорин, О.Г. Ильинский // Уголь. -1974. №11.-С. 9-11.

80. Беляков; Ю.И. Проектирование экскаваторных работ / Ю.И. Беляков. -М. :Недра, 1983.-349 с.

81. Голубев, В.А. Надежность горного оборудования эффективность его использования /В:А. Голубев, А.Е. Троп. М. : Недра, 1974. - 80 с.

82. Катанов, Ь.А. Оценка показателей надежности экскаваторов / Б.А. Катанов, Д.Н. Жук, В.П. Пушников, В.Д. Лешков // Вопросы механизации горных работ: сб; науч. тр; Кузбас: политехи, ин-т. - Кемерово, 1972. - № 46. -С. 250-253.

83. Пестряков, В.А.Исследование сейсмического воздействия массовых взрывов на карьерные машины и оборудование; автореф. дис. . канд. техн.наук / Пестряков В.А. ; Институт горного дела СО АН СССР. -Новосибирск, 1980. 20 с.

84. Шадрин, А.И. Управление качеством эксплуатации горнотранспортного оборудования на горных предприятиях Севера / А.И. Шадрин // Изв. вузов. Горный журнал. 2000.- №2. - .С. 107-109.

85. Павлов М.В. Надежность карьерных экскаваторов в условиях Севера / М.В. Павлов //Вест. Иркут. гос. техн. ун-та. 2005 - №1- С.166 - 169.

86. Квагинидзе, B.C. Диагностика, техническое обслуживание и ремонт карьерного горно-транспортного оборудования в условиях низких температур; автореф. дис. докт. техн. наук (05.05.06) / Квагинидзе B.C. -Кемерово, 2003.-40 с.

87. Махно, Д.Е. К вопросу о надежности рудничного электрооборудования / Д.Е. Махно, А.И. Шадрин // Уголь. 1980. - ,№ 3,-С. 62-63.

88. Джонсон Г. Влияние среды на разрушение высокопрочных материалов / Г. Джонсон М. : Металлургия, 1975. - 455 с.

89. Махно, Д.Е. Надежность карьерных экскаваторов, работающих в суровых климатических условиях / Д.Е. Махно, А.И. Шадрин, А.И. Анисимов, Н.Г. Карачабан // Колыма, 1977. - № 12. - С. 23-25.

90. Махно, Д.Е. К вопросу планирования трудоемкости ремонтных работ на карьерах / Д.Е. Махно, И.В. Горбунов // Разработка угольных месторождений открытым способом Межвузовский сборник. Кемерово, 1980.-№8.- С. 139-144.

91. Махно, Д.Е. Прогнозирование оптимальных сроков службы карьерных экскаваторов в условиях Севера / Д.Е. Махно, Б.М. Мейеров, JI.H. Краковская // Изв. вузов. Горный журнал, 1984. -№ 3. С. 92-95.