автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов, работающих в условиях холодного климата

На правах рукописи

ХРАМОВСКИХ Виталий Александрович

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск 2005

Работа выполнена в Иркутском государственном техническом университете

Научный руководитель:

Заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор технических наук, профессор Махно Дмитрий Евсеевич

Официальные оппоненты:

Черняк Саул Самуилович доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии металлов и материаловедения Иркутского государственного университета путей сообщения

Соколов Александр Даниилович кандидат технических паук, зав. лабораторией топливно-энергетического комплекса Сибири и Дальнего Востока. Института систем энергетики им.Л.А.Мелентьева СО РАН

Ведущая организация:

Акционерное общество Иркутский завод тяжелого машиностроения

Защита диссертации состоится 23 03 2005 на заседании диссертационного совета Д-212.073.04 в Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова,83, корпус «К» конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского государственного технического университета.

Автореферат разослан

марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Н.Н.Страбыкин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Холодный климат регионов Восточной Сибири и Севера страны, где преобладают низкие отрицательные температуры воздуха, неблагоприятно воздействует на надёжность экскаваторов и эффективность работы машин. Влияние климата проявляется в снижении производительности экскаваторов в зимнее время года на 15-20%, в росте трудоёмкости ремонтных работ и уровне затрат на техническое обслуживание машин и, как следствие, сокращении срока службы оборудования. Неблагоприятному влиянию холодного климата наиболее подвержены основные узлы металлоконструкций экскаваторов, такие как стрела, рукоять, ковш, двуногая стойка, седловой подшипник, натяжная ось и др. Выход из строя таких узлов приводит к значительным простоям экскаваторов, восстановление которых связано с повышенной трудоёмкостью ремонтных работ.

Переход экскаваторов из рабочего состояния в неработоспособное происходит скачком в результате внезапного отказа в большинстве случаев вследствие хрупких разрушений основных узлов металлоконструкций машин, что существенно нарушает ритмичность работы предприятия, поскольку аварийные ремонты более трудоёмки и продолжительны, чем плановые. Хрупкие разрушения основных узлов металлоконструкций экскаваторов зависят от комплекса факторов, основными из которых являются: динамические нагрузки, отрицательные температуры, форма конструкции, остаточные деформации, качество металла, масштабный эффект и др.

Проблемам повышения эффективности использования одноковшовых карьерных экскаваторов уделено большое внимание ряда ведущих учёных, основными из них являются работы П.И.Коха, Г.И Солода, В.И Солода, Р.Ю.Подэрни, Д.Е.Махно, А.И.Шадрина и др. Также следует отметить научные труды, посвященные проблеме оценки ресурса металлоконструкций с позиции физики твёрдого тела, анализу напряжённо-деформированного состояния конструкций при циклических нагрузках, а также физике процесса хрупкого разрушения металлов. Основными работами в этой области являются исследования Дж.А.Колинза, В.М.Финкеля, В.В.Болотина, А.Н.Красовского, В.Т.Трощенко, В.П.Когаева, и др.

На основании выше сказанного можно констатировать, что оценка ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных одноковшовых экскаваторов во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды в целях обоснования их количества для своевременного ремонта техники является весьма актуальной задачей, решение которой гарантирует повышение эффективности использования горного оборудования, работающего в регионах холодного климата.

Цель работы:

Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов в целях обоснования их количества, необходимого для своевременного ремонта техники в условиях холодного климата.

Идея работы заключается в прогнозировании ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов на основе специально разработанной программы, учитывающей число циклов нагружения, критический размер хрупкой трещины, уровень ожидаемой нагрузки и характер сё распределения, специфику условий рабош экскаваторов.

Задачи исследования:

• сбор и обработка статистической информации, характеризующей фактические значения ресурса узлов металлоконструкций экскаваторов;

• анализ, систематизация и классификация причин хрупких разрушений конструкций;

• обоснование аналитического подхода к расчёту времени наступления предельного состояния конструкций;

• обоснование методов математического моделирования работы основных узлов машин в условиях неблагоприятною воздействия факторов внешней среды;

• моделирование нагруженности элементов металлоконструкций основных узлов экскаваторов во взаимосвязи с условиями эксплуатации оборудования;

• обоснование необходимого объёма основных узлов и агрегатов машин для эффективной эксплуатации экскаваторов

Методика решения поставленных задач базируется на комплексном подходе к исследованиям, включающем: анализ литературных источников по физике процесса хрупких разрушений; анализ статистических данных о работе металлоконструкций карьерных экскаваторов с использованием методов математической статистики и теории вероятности; моделирование работы основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов посредством системы MSC/Nastгan, имитирующей различные условия эксплуатации оборудования; аналитическую оценку предела живучести металлоконструкций на основе расчёта критической длины трещины в основных узлах металлоконструкций машин.

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. Хрупкие разрушения основных узлов металлоконструкций экскаваюров зависят от комплекса факторов воздействия, основными из которых являются уровень внешних нагрузок, количество выполненных циклов экскавации, значения офицательных температур, форма конструкции и её размеры, качество проведения ремонтно-восстановительных работ.

2. Моделирование напряженно-деформированного состояния, имитирующее эксплуатационные условия работы узлов металлоконсфукций экскаваюров, позволяет выявить величины напряжений и опасные сечения конструкций в целях их контроля при техническом обслуживании машин.

3 Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов должно производиться на основе оценки комплекса факторов, основными из коюрых являются: критический размер хрупкой фсщины, число циклов нагружения и температура окружающей среды по специально разработанной методике.

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

Научная новизна работы заключается в следующем:

• выявлена взаимосвязь хрупких разрушений основных узлов металлоконструкций экскаваторов с факторами воздействия внешней среды;

• разработана методика моделирования напряжений и характера их распределения в сечениях конструкций экскаваторов па базе системы MSC/NASTRAN;

• обоснован подход к аналитической оценке критической величины хрупкой трещины, предшествующей началу разрушения конструкции;

• на основе статистической информации установлены аналитические зависимости между критическим числом циклов нагружения и факторами воздействия внешней среды для основных узлов металлоконструкций экскаваторов;

• разработана методика прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций одноковшовых карьерных экскаваторов. Практическая значимость работы заключается в разработке нового подхода

к организации обслуживания и ремонта экскаваторов на основе оценки технического состояния основных узлов металлоконструкций экскаваторов. Предлагаемая методика прогнозирования ресурса основных узлов машин заложена в основу норм расхода запасных частей и материалов, а также системы ППР горного оборудования, принятых к внедрению в условиях АК "АЛРОСА". Апробация работы:

Основные идеи выполненных исследований и разработок докладывались и обсуждались на традиционных научно-технических конференциях Иркутского государственного технического университета в 2001 -2004гг.; международной конференции, посвященной памяти А.А.Игошина; на заседаниях кафедры горных машин и рудничного транспорта Иркутского государственного технического университета.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано пять печатных работ в научно-технических журналах, сборниках научных трудов и материалах научно-технических конференций.

Объём и структура работы:

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 139 наименований и 2 приложений. Диссертация изложена на 167 страницах и содержит 44 рисунка и 32 таблицы.

Работа выполнялась в 2001-2004 годах в Иркутском государственном техническом университете на кафедре горных машин и рудничного транспорта в соответствии с плановой тематикой НИР вуза.

Автор выражает благодарность доцентам А.И.Шадрину, А.Н. Авдееву, А.А.Пыхалову за научно-методическую помощь и практические советы в процессе работы над диссертацией; техническим работникам Коршуновского ГОКа за содействие в сборе исходной информации, характеризующей работу карьерных экскаваторов; особая признательность научному руководителю д.т.н., профессору Д.Е.Махно.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Первая глава посвящена анализу использования одноковшовых карьерных экскаваторов, работающих в условиях низких отрицательных температур. Дан анализ отказов и причин хрупких разрушений металлоконструкций на основе результатов обработки статистической информации о работе оборудования. По итогам выполненного обобщения сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе изложены результаты теоретических изысканий, посвященные проблеме оценки ресурса металлоконструкций с позиции физики твёрдого гела, анализа напряжённо-деформированного состояния конструкций при циклических нагрузках, а также процесса хрупкого разрушения металлов. Приведены основные закономерности хрупких разрушений основных узлов металлоконструкций экскаваторов, описана физика процесса развития хрупких трещин, выявлены основные факторы, влияющие на живучесть деталей машин. Приведён анализ существующих теорий накопления повреждений и оценки долговечности металлоконструкций. Описан процесс нестабильного развития трещин при циклическом нагружении, и приведён метод оценки живучести элементов металлоконструкций, на основе которого разработана методика и алгоритм прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов.

Третья глава рассматривает вопрос оценки фактического ресурса металлоконсфукций карьерных экскаваторов с позиции анализа статистической информации о их работе. Определено критическое число циклов экскавации для основных узлов металлоконструкций экскаваторов. Проведен анализ факторов, влияющих на частоту отказов основных узлов машин, получены выражения этой зависимости в виде уравнений регрессии.

Четвёртая глава посвящена процессу моделирования напряженно-деформированною состояния металлоконструкций основных узлов экскаваторов во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды. Определены фактические значения нагузок, возникающих в теле металлоконструкций и характер формируемых ими напряжений, необходимые для аналитической оценки ресурса основных узлов машин и прогнозирования технического состояния экскаваторов.

Пятая гчава посвящена разработке научно-технических предложений по внедрению аналитической модели определения ресурса основных узлов металлоконструкций одноковшовых карьерных экскаваторов, работающих в условиях холодного климата. Приведён алгоритм и предложена компьютерная программа оценки живучести металлоконструкций карьерных экскаваторов. Дано сравнение экспериментальных и теоретических результатов исследований. Рассчитан ожидаемый экономический эффект результатов исследований.

Заключение содержит основные выводы по результатам выполненных исследований.

На основе выполненных исследований обоснованы следующие научные положения, выносимые на защиту:

1. Хрупкие разрушения основных узлов металлоконструкций экскаваторов зависят от комплекса факторов воздействия, основными из которых являются: уровень внешних нагрузок, количество выполненных

циклов экскавации, значения отрицательных температур, форма конструкций и её размеры, качество проведения ремонтно-восстановительных работ.

Для разработки эффективных мероприятий по защите металлоконструкций экскаваторов от разрушений, прежде всего хрупких, следует учитывать комплекс факторов, включающих: количество циклов экскавации, выполненных металлоконструкцией; величину нагрузок и формируемых ими напряжений; уровень отрицательных температур. В основе оценки критических отрицательных температур лежит методика стандартных испытаний малых стальных образцов на изгиб со специальным надрезом, имитирующим хрупкую трещину. С учётом малых размеров испытываемых образцов и условий искусственной имитации хрупкой трещины принятая методика не отвечает в полной мере фактическому состоянию работы металлоконструкций экскаватора. При этом совершенно не учитываются такие факторы, как особенность конструктивных форм отдельных узлов и деталей машин, характер нагрузки и формируемых напряжений, масштабный эффект, которые существенно сказываются на работе экскаваторов в условиях воздействия низких отрицательных температур. Это подтверждается анализом статистических данных, характеризующих особенности хрупких разрушений основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов, распределённых по интервалам отрицательных температур, в сравнении с гарантированным уровнем ударной вязкости стали по результатам стандартных испытаний малых образцов на изгиб. В таблице 1 приведены эти данные для основных узлов карьерных экскаваторов, работающих в условиях Севера. В основу фактических данных положены результаты длительных наблюдений за работой машин в условиях Коршуновского ГОКа (Иркутская область).

Таблица 1

Критические значения отрицательных температур и порог хладноломкости стали по основным узлам экскаваторов.

№ п/п Наименование узла Порог хладноломкости по результатам лабораторных испытаний, °С Критические значения температур (фактические значения), °С

1 Стрела ЭКГ-8И -40 ЭКГ-8И -35-40

2 Рукоять ЭКГ-8И -40-60 ЭКГ-8И -40

3 Корпус ковша ЭКГ-8И -60 ЭКГ-8И -40

Полученные результаты характеризуют сдвиг стагистической оценки критических значений отрицательных температур в сторону положительных их значений по сравнению с испытаниями стандартных образцов. Так, несмотря на сравнительно высокий порог хладноломкости применяемых сталей -40-60°С, гарантируемый заводами-изготовителями на основе методики стандартных

испытаний стальных образцов на изгиб, фактические значения критических температур находятся в интервалах -35-40 °С. Кроме того, установлено, что вместе с экстремальными значениями опасны температуры в интервале от -15 до -25°С, которые отмечаются в весенний и осенний периоды года и обычно сопровождаются значительными суточными амплитудами колебания температур, достигающими 20-25 °С

Резкие перепады температур вызывают перераспределение напряжений в массивных узлах металлоконструкций машин, что повышает опасность возникновения в них хрупких разрушений. Это подтверждается графиком распределения частоты отказов экскаваторов в течение года (рис.1), который показывает, что наибольшее число отказов приходится на январь, февраль и декабрь месяцы Возрастает частота отказов и в весенне-осенний периоды года, для которых характерны высокие колебания суточных температур.

Рис 1 Распределение средних значений параметра потока отказов в течение года по парку экскаваторов ЭКГ-8И Ранее выполненные исследования показывают, что причины хрупких разрушений, прежде всего, связаны с дополнительным влиянием таких факторов, как динамический характер прикладываемых нагрузок, резкие концентрации напряжений в местах несовершенных форм конструкций Как правило, грещины зарождаются в местах резких изменений сечения, зонах сварных швов, технологических отверстий, чю свидетельствует о том, что причина их появления и развития - резкая концентрация напряжений в локальных сечениях конструкций

Таким образом, причину хрупких разрушений нельзя рассматривать лишь только во взаимосвязи работы металла с условиями неблагоприятного влияния отрицательных температур, это более ёмкий процесс, требующий глубоких исследований.

Оценка ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов в целях обоснования их количества, необходимого для своевременного ремонта техники в условиях холодного климата, возможна на основе анализа статистической информации о хрупких разрушениях металлоконструкций машин Обработка статистической информации отображает реальную картину распределения отказов

основных узлов, а также даёт возможность получить численные значения наработки узлов на отказ, характеризующие фактический уровень ресурса узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов.

С целью установления основных закономерностей распределения хрупких разрушений металлоконструкций экскаваторов в условиях Коршуновского ГОКа проведены экспериментальные исследования В качестве исходной информации были использованы отчётные данные горного предприятия: анализировались паспорта работы экскаваторов, акты аварий, данные отчётов технического отдела и служб главного механика ГОКа.

Собранная информация об отказах 25-ти карьерных экскаваторов типа ЭКГ-8И, начиная с 1967г и до настоящего времени, систематизировалась и обрабатывалась. Фиксировались отказы основных узлов экскаваторов, причём особое внимание обращалось на причины, вызывающие их. Учитывались простои экскаваторов за время ликвидации отказов и в плановых ремонтах, а также чистое время работы машин и выполняемые ими объёмы работы. Данные по наработке на отказ по основным узлам металлоконструкций экскаваторов, выраженные в циклах экскавации, сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Нарабо1ка на огказ основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов

ЭКГ-8И.

Основный узел Нарабохка на отказ (количество выполненных циклов экскавации)

Разброс данных Среднее значение

Стрела 1,2-105...2-106 5,2-105

Рукоять 3,15105... 4,5-10" 4,2-105

Напорный п/блок 1,28-105.. .5,6-106 9,18-Ю5

Седловой подшипник 3,17-105...6,12-106 1,35-106

Коромысло ковша 2,57-105... 1,58-106 7,32-105

Днище ковша 3,1-105...3,8-106 6,8-105

Корпус ковша 2,78-105...5,65-106 3,3-106

Ходовая рама 8,14-Ю5.. .8,7-106 8,52-Ю5

Полуось хода 1,4-105...9,4-105 6,13-105

Двуногая стойка 1,04-105.. .8,5-105 6,5-105

Натяжная ось 3,4-105...2,5-106 8,64-105

Количество отказов основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов распределилось следующим образом (рис.2).

напорный п*блок 29, 8%

Рис 2 Количественное распределение отказов по основным узлам металлоконструкций карьерных экскаваторов

Максимальное количество отказов приходится на рукоять жскаваюра, и это не случайно, поскольку ее массивная конструкция подвержена воздействию знакопеременных динамических нагрузок, что во взаимосвязи с влиянием внутренних темпсратурных напряжений, возникающих в зимний период эксплуатации и при резких колебаниях температуры в весенне-осенний период, приводит к частым отказам.

Другие узлы также подвержены отказам, причину эюю, видимо, следует искать в некачественной отливке и недостаточной прочности применяемых материалов, а также несовершенстве конструкций, наличии концентраторов напряжений в местах резких изменений сечения металлоконструкций машин

Анализируя статистические данные о факторах, влияющих на частоту отказов основных узлов металлоконсгрукций карьерных экскаваюров, можно выявить следующие закономерности:

1 Анализ фактора, характеризующего отказ базового узла с позиции влияния качества подготовки забоя, показывает явную сезонность влияния эюю критерия В зимнее время года, а также в весенне-осенний период, когда наблюдаются резкие перепады температур, количество отказов по этой причине возрастает в 3-5 раз.

грунт и

квалификация, 135, 37%

грунт и работа в зимнее время года, 10, 3%

состояние грунта, 166, 45%

грунт и период пуска машины, 13; 4%

квалификация, 42; 11%

Рис. 3. Количественное распределение отказов основных узлов, в зависимости от

Наряду с этим наблюдаются отказы и в летний период эксплуатации, что, связано с плохой подготовкой забоя вследствие некачественного ведения буровзрывных работ. Этот критерий учитывает также и влияние категории разрабатываемого экскаваторами грунта. Так, к примеру, машина, работавшая на отвале, имела за весь период наблюдений всего один отказ, а машины, работающие в более тяжёлых условиях рудничного забоя (ГУ-У категория грунта), за тот же период - по 30-50 отказов.

2. Анализ влияющего фактора, характеризующего отказ базового узла с позиции «квалификации» обслуживающего персонала, как машинистов, так и ремонтных рабочих, показывает неэффективность использования горного оборудования. Так, к примеру, можно проследить следующую картину, характерную для всего парка машин - почти всегда первый отказ базового узла, будь то от начала эксплуатации, либо от капитального ремонта, происходит при наработке в 106 циклов экскавации, а следующий за ним отказ этого же узла происходит через 105 циклов экскавации. Бывают случаи, когда ранее восстановленный узел отказывает уже через 103-104 циклов экскавации, что соответствует всего нескольким дням эксплуатации. Причину этого следует рассматривать в последствии ремонтного воздействия на оборудование; возникновении дополнительных концентраторов напряжений, изменении структуры металла и отсутствии специальных мероприятий по дополнительному упрочнению металлоконструкций после ремонта.

3. Среди всего многообразия влияющих факторов выявлена следующая закономерность: основные узлы, отремонтированные и запущенные в эксплуатацию в период положительных температур, в целом нарабатывают до отказа на 20-60% больше времени, чем подобные им узлы с периодом пуска экскаватора в холодное время года. Данное явление можно объяснить с позиции физики процесса

влияющего фактора

распространения устлостных трещин В летние месяцы года происходит увеличение зоны пластических деформаций в вершине трещины, что способствует замедлению ее последующего роста в зимний период.

4 Эксплуатация экскаваторов в зимние месяцы сказывается на снижении общей продолжительности наработки машины, что связанно с накоплением хрупких трещин, развивающихся в теле конструкций в период воздействия низких отрицательных температур, а также при их резких суточных колебаниях в весенне-осенний период года

5 Согласно рис.3 вторым по значимости среди факторов, влияющих на количество отказов, является комбинированный фактор, учитывающий интеграцию совместного влияния категории грунта и квалификации обслуживающего персонала В период неблагоприятного воздействия низких отрицательных температур при одновременном влиянии фактора категории грунта происходит наложение так называемого человеческого фактора, что приводит к большему количеству отказов

Основываясь на выше приведённых результатах экспериментальных исследований, были выполнены корреляционный и регрессионный анализы по выявлению уравнений связи между средним значением распределения числа циклов экскавации (К) и количеством хрупких разрушений (п) основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов ЭКГ-8И. В габл.З и 4 представлены соответственно уравнения связи по типам узлов и основным причинам, вызывающим отказы

Таблица 3

Уравнения связи количества отказов по основным узлам металлоконструкций карьерных экскаваторов для парка ЭКГ-8И

Выявленные зависимости обеспечивают получение объективных данных для прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов во

взаимосвязи с влияющими факторами внешней среды. Коэффициент коллекции между исследуемыми параметрами не ниже 0,63.

Таблица 4

Уравнения связи количества отказов для основных узлов металлоконструкций карьерных 'экскаваторов ЭКГ-8И, ранжированных по причинам их возникновения

Фактор Уравнения регрессии

Состояние грунта п= 1,45-10"6 N + 12,018

Состояние фунта и квалификация обслуживающего персонала n = 7,41-10'6N +4,429

Квалификация обслуживающего персонала n= 1,910 s N + 1,639

Состояние грунта и период пуска машины п = 3,36- 10"6N + 0,542

Состояние фунта и работа в зимнее время года п= 1,25 106 N + 0,144

В результате выполненных исследований установлено, что основными факторами, влияющими на распределение количества отказов основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов являются: состояние подготовки забоя, периоды пуска машин, уровень квалификации обслуживающего персонала.

2. Моделирование напряженно-деформированного состояния, имитирующее эксплуатационные условия работы узлов металлоконструкций экскаваторов, позволяет выявить величины напряжений и опасные сечения конструкций в целях их контроля при техническом обслуживании машин.

Для создания надежной конструкции требуется проведение испытаний, моделирующих реальные эксплуатационные условия её нагружения. При проведении испытаний, моделирующих эксплуатационные условия работы машины, важно, чтобы и испытываемый образец, и спектр нагружения, включая последовательность нагрузок, соответствовали реальным условиям эксплуатации. В качестве образца следует использовать деталь, фрагмент конструкции или всю конструкцию, что связано с высокой трудоемкостью эксперимента, затрудняющего возможность его выполнения. Возможно процесс нагружения задавать на основе статистических характеристик спектра эксплуатационных нагрузок, действующих на аналогичные элементы или конструкции, находящиеся в эксплуатации. Более перспективным направлением определения реальных напряжений, возникающих в теле конструкций, является моделирование условий работы основных узлов одноковшовых карьерных экскаваторов при различном уровне внешних нагрузок посредством использования возможностей программы MSC/NASTRAN for Windows.

Метод конечных элементов, принятый за основу в системе MSC/Nastran, позволяет определить уровень нагрузок в любой точке модели, тем самым выявить наиболее опасные сечения конструкции. Конечной задачей определения напряженно-деформированного состояния (НДС) основных узлов является отыскание в каждой точке конструкции напряжений, деформаций и перемещений,

возникающих в ней в результате воздействий на конструкцию механических, тетовых и других нагрузок в процессе ее реальной работы На основе матрицы исс 1едования, учитывающей возможные условия эксплуатации экскаватора (уровень внешних нагрузок, температуру окружающей среды), было произведено моделирование НДС для основных узлов металлоконструкций экскаваторов ЭКГ-8И

ТоЫ* Окюийгу Моф МиМу на 0ГО14» чш МеЬ

дц£сн 0рЯап5

N0*» 180058 Е1еш0П» 38314 " [РйрТ.ЛСЗТ р 0 ра ^ *0Й

Рис 4 Модель элемента рукояти экскаватора ЭКГ-8И

Рис 5 Модель НДС рукояти экскаватора ЭКГ-8И

Численные значения напряжений, возникающих в теле конструкций рукояти, полученные в ходе моделирования, сведены в таблицу 5

Таблица 5

Напряжения, возникающие в теле металлоконструкции рукояти

Напряжения, кг/см' Период эксплуатации

Лето Зима

С реднее Максимальное Среднее Максимальное

200 385 230 450

Оизг вер г 280 530 365 920

^изг тор 185 395 200 490

Адекватность модели и достоверность результатов исследований можно подтвердить простым сравнением рисунков картины напряженно-реформированного состояния металлоконструкции экскаватора, полученной в ходе исследования, с рисунком, отображающим реальные места возникновения трещин по результатам обобщения статистической информации работы экскаваторов в условиях Коршуновского ГОКа рис 6

Рис 6 Сравнение очагов максимальных значений напряжений в модепи рукояти экскаватора ЭКГ-8И, с местами возникновения трещин в реальной

конструкции

По пученные в ходе моделирования значения напряжений, возникающих в теле металлоконструкций основных узлов карьерных экскаваторов, были использованы в качестве исходных данных для аналитической оценки их ресурса

Pa6oтa карьерного экскаватора носит циклический характер, что определяет уровень нагрузок, формируемых при наполнении ковша и определяемых качеством подгоювки грунта к выемке Поэтому для прогнозирования ресурса основных узлов были сформированы типовые блоки нагрузки (БН), полученные с использованием метода конечных элементов Блоки нагрузки формируются на основе

экспериментальных данных моделирования по нагрузкам, возникающим во время цикла работы экскаватора, и ранжируются по удельной энергоёмкости экскавации грунта в зависимости от трудности его экскавации. Каждый типовой БН содержит порядок следования и уровень нагрузки (циклограмму напряжений в

табличном виде), а также среднемесячную температуру воздуха Т.

Использование метода конечных элементов в целом, и программы MSC/NASTRAN for Windows в частности, позволяет определить наиболее опасные сечения основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов и подойти к рассмотрению проблемы определения критического числа циклов экскавации. Тем самым представляется возможность прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов в экстремальных условиях эксплуатации.

3. Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов должно производиться на основе оценки комплекса факторов, основными из которых являются: критический размер хрупкой трещины, число циклов нагружения и температура окружающей среды, но специально разработанной методике.

Оценка живучести элементов металлоконструкций представляет собой прогнозирование их остаточного ресурса на основе критической величины хрупкой трещины. При этом ресурс считается исчерпанным при достижении критической длины трещины, когда происходит первый скачок её роста и трещина переходит в неустойчивую фазу развития.

Предлагается расчет роста усталостной трещины производить по методике Нельсона и др., в соответствии с которой расчет кривой роста усталостной трещины ведется с учетом пиковых нагрузок и участков с непрерывно возрастающей нагрузкой по модифицированному уравнению Пэриса-Элбера

где А1/ЛЫ прирост трещины на длину Л1 за количество циклов экскавации АМ'Л и т параметры уравнения; ДК,ф,Кс,Кта1,Ку — коэффициенты интенсивности напряжений; Т— температура окружающего воздуха

Расчет остаточного ресурса элементов металлоконструкций карьерных экскаваторов выполнен по специально разработанной программе, блок-схема которой показана на рис. 7

-Ку(293-7-),

(О

М Кс-К.

ш\

Рис 7 Блок-схема "Расчет остаточного ресурса элементов металлоконструкций карьерных экскаваторов"

В алгоритме расчет остаточного ресурса элементов металлоконструкций основных углов карьерных экскаваторов можно выделить следующие этапы

• по плану торных работ задаются объемы Q, и календарное время экскавации t, и по предусмотренным типовым блокам нагрузки, определяется число блоков нагрузки В, порядок их следования;

• путем существующих методов неразрушающего контроля оценивается начальная длина трещины /0 и определяются все исходные параметры уравнения (1),

• на основе заданных параметров уравнения производится расчет прироста трещины и оценивается ее величина,

при достижении трещиной своего критического значения /с счетчик числа циклов нагрузки показывает предельное число блоков нагрузки по которому определяется остаючный ресурс рассматриваемого элемента металлоконструкции Далее полученное предельное число блоков нагрузки А^ пересчитывается на объем переработанной горной массы или суммарное

время работы И, в соответствии с методикой расчета эксплуатационной

производительности экскаватора.

Рассчитанный остаточный ресурс служит основанием для назначения сроков контроля технического состояния основных узлов металлоконструкций экскаватора неразрушающими методами с целью предотвращения излома элемента и необходимости восстановления его в неплановом порядке. По результатам контроля оценивается длина усталостной трещины и при её величине меньше критической -расчет остаточного ресурса повторяется с учетом длины трещины и нового плана нагрузки.

Таким образом, метод оценки живучести элемента металлоконструкций карьерного экскаватора предотвращает распространение усталостной трещины на все сечение детали, сохраняет возможность ее восстановления в плановом порядке и, тем самым, позволяет повысить эксплуатационную надежность и снизить расход трудовых и материально-технических ресурсов на эксплуатацию оборудования.

Разработанная методика прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов, работающих в условиях холодного климата, нашла отражение в обосновании норм расхода запасных частей и материалов при техническом обслуживании и ремонте оборудования, принятых к внедрению АК "АЛРОСА" (акт внедрения по теме №799 ИрГТУ «Обоснование сроков службы деталей и узлов до замены при текущем и капитальном ремонтах горного и обогатительного оборудования на Удачнинском и Мирнинском ГОКах»). Подход к техническому обслуживанию и ремонту основных узлов металлоконструкций экскаваторов в плановом порядке заложен в основу разработанной системы ППР горного оборудования, учитывающей специфику эксплуатации экскаваторов в условиях Севера (акт внедрения по теме №750 ИрГТУ «Разработать положения о ППР горного оборудования на предприятиях АК "АЛРОСА". Обосновать неснижаемый объём запасных частей и узлов оборотного фонда»).

Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанных решений, рассчитанный на основе сокращения времени в неплановых ремонтах и расходах на содержание оборудования, составляет 477 тыс.руб. на один экскаватор ЭКГ-8И в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, дано новое решение задачи рациональной системы организации ремонта экскаваюров на основе прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций машин, имеющей важное значение для повышения эффективности эксплуатации техники в регионах холодного климата. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных в ходе выполнения работы, позволили сформулировать следующие выводы:

1. Установлено, что неблагоприятному влиянию холодного климата наиболее подвержены основные узлы металлоконструкций экскаваторов, восстановление которых связано со значительной трудоёмкостью и стоимостью ремонтных работ.

2. Выявлены факторы, влияющие на число хрупких разрушений металлоконструкций основных узлов экскаваторов, основными из которых являются: количество выполненных циклов экскавации, динамические нагрузки,

отрицательные температуры, форма конструкции, остаточные деформации, качество металла, масштабный эффект и др.

3. На основе статистической информации о работе основных узлов металлоконструкций экскаваторов выявлены основные узлы, подверженные хрупким разрушениям. Определено критическое число циклов экскавации во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды.

4. Определён уровень значимости факторов внешней среды, влияющих на частоту отказов основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов.

5. Установлена аналитическая зависимость, определяющая ресурс основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов по количеству циклов экскавации, зависящим от периодов и условий эксплуатации машин, состояния подготовки забоя, квалификации обслуживающего персонала.

6. На основе моделирования напряженно-деформированного состояния определены фактические значения нагрузок, возникающие в теле металлоконструкции основных узлов экскаваторов.

7. Разработанная аналитическая модель оценки живучести металлоконструкций и результаты обработки статистической информации хрупких разрушений позволяют прогнозировать ресурс основных узлов металлоконструкции карьерных экскаваторов во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды.

8. Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанных решений, рассчитанный на основе сокращения времени в неплановых ремонтах и расходов на содержание оборудования, составляет 477 тыс.руб. на один экскаватор ЭКГ-8И в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующихработах:

1. Храмовских ВА. К методике оценки остаточного ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. - Вып.З - Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2003.

2. Шадрин А.И., Храмовских В А. Оценка живучести узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов в условиях холодного климата. - М.: Горные машины и автоматика.- №10. 2003.

3. Храмовских В.А., Махно Д.Е Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов, работающих в условиях Севера // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. - Вып.4 -Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2004.

4. Храмовских В.А. Оценка ресурса основных узлов металлоконструкций по результатам статистического анализа хрупких разрушений // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. - Вып.4- Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2004.

5. Храмовских В.А. Оценка ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов на основе обработки статистической информации // Вестник ИрГТУ. - Вып.З- Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2005.

05.01- 05.0в

Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. ^Р Уч.-изд. л. 4}0 Тираж 100 экз. Зак. 97,

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

662

Содержание.

Введение.

ГЛАВА 1 Состояние вопроса оценки работы карьерных экскаваторов в условиях низких отрицательных температур. Цели и задачи исследования.

1.1 Анализ использования карьерных экскаваторов в условиях холодного климата.

1.2 Оценка надёжности экскаваторного парка на основе анализа статистической информации о работе машин.

1.3 Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2 Физика процесса хрупкого разрушения основых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов

2.1 Напряжения и деформации в вершине трещины.

2.1.1 Вершина трещины при циклическом нагружении.

2.1.2 Предельное состояние материала в вершине трещины.

2.1.3 Критерии предельного состояния линейно-упругого материала. 2.1.4 Основные элементы линейной механики разрушения. 2.2 Разрушение и теория дислокаций.

2.3 Факторы, влияющие на живучесть деталей машин.

2.4 Вопросы накопления повреждений и оценки долговечности.

2.5 Исследование распространения трещин методами механики разрушения. 2.6 Допустимые повреждения и контроль разрушения.

2.7 Нестабильное развитие трещин при циклическом нагружении

2.8 Методы оценки живучести элементов металлоконструкций с при нерегулярном нагружении.

Выводы

ГЛАВА 3 Оценка ресурса основных узлов карьерных экскаваторов на основе статистических данных

3.1 Анализ работы карьерных экскаваторов.

3.2 Методика обработки статистической информации.

3.3 Анализ статистических данных по отказам основных узлов

3.4 Анализ факторов, влияющих на частоту отказов основных узлов карьерных экскаваторов.

3.5 Корреляционный анализ статистических данных об отказах основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов.

3.6 Выводы.

ГЛАВА 4 Моделирование напряженно-деформированного состояния металлоконструкций основных узлов экскаваторов

4.1 Натуральные испытания конструкций и современные методы моделирования эксплуатационных нагрузок.

4.2 Постановка задачи определения напряженнодеформированного состояния конструкции основных узлов машин.

4.3 Основная концепция метода конечных элементов.

4.4 Алгоритм решения инженерных задач на основе метода конечных элементов.

4.5 Пример расчёта основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов в системе MSC/NASTRAN for Windows.

4.6 Выводы.

ГЛАВА 5 Достижение целей исследования

5.1 Методика и алгоритм прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов.

5.2 Расчёт экономической эффективности результатов работы.

5.3 Выводы.

Холодный климат регионов Восточной Сибири и Севера страны, где преобладают низкие отрицательные температуры воздуха, неблагоприятно воздействует на надёжность экскаваторов и эффективность работы машин. Влияние климата проявляется в снижении производительности экскаваторов в зимнее время года на 15-20%, в росте трудоёмкости ремонтных работ и уровне затрат на техническое обслуживание машин и, как следствие, сокращении срока службы оборудования. Неблагоприятному влиянию холодного климата наиболее подвержены основные узлы металлоконструкций экскаваторов, такие как стрела, рукоять, ковш, двуногая стойка, седловой подшипник, натяжная ось и др. Выход из строя таких узлов приводит к значительным простоям экскаваторов, восстановление которых связано с повышенной трудоёмкостью ремонтных работ.

Переход экскаваторов из рабочего состояния в неработоспособное происходит скачком в результате внезапного отказа в большинстве случаев вследствие хрупких разрушений основных узлов металлоконструкций машин, что существенно нарушает ритмичность работы предприятия, поскольку аварийные ремонты более трудоёмки и продолжительны, чем плановые. Хрупкие разрушения основных узлов металлоконструкций экскаваторов зависят от комплекса факторов, основными из которых являются: динамические нагрузки, отрицательные температуры, форма конструкции, остаточные деформации, качество металла, масштабный эффект и др.

Проблемам повышения эффективности использования одноковшовых карьерных экскаваторов уделено большое внимание ряда ведущих учёных, основными из них являются работы П.И.Коха, Г.И Солода, В.И Солода, Р.Ю.Подэрни, Д.Е.Махно, А.И.Шадрина и др. Также следует отметить научные труды, посвящённые проблеме оценки ресурса металлоконструкций с позиции физики твёрдого тела, анализу напряжённо-деформированного состояния конструкций при циклических нагрузках, а также физике процесса хрупкого разрушения металлов. Основными работами в этой области являются исследования Дж.А.Колинза, В.М.Финкеля, В.В.Болотина, А.Н.Красовского, В.Т.Трощенко, В.П.Когаева, и др.

На основании выше сказанного можно констатировать, что оценка ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных одноковшовых экскаваторов во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды в целях обоснования их количества для своевременного ремонта техники является весьма актуальной задачей, решение которой гарантирует повышение эффективности использования горного оборудования, работающего в регионах холодного климата. Цель работы:

Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов в целях обоснования их количества, необходимого для своевременного ремонта техники в условиях холодного климата.

Идея работы заключается в прогнозировании ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов на основе специально разработанной программы, учитывающей число циклов нагружепия, критический размер хрупкой трещины, уровень ожидаемой нагрузки и характер её распределения, специфику условий работы экскаваторов. Задачи исследования: сбор и обработка статистической информации, характеризующей фактические значения ресурса узлов металлоконструкций экскаваторов; анализ, систематизация и классификация причин хрупких разрушений конструкций; обоснование аналитического подхода к расчёту времени наступления предельного состояния конструкций; обоснование методов математического моделирования работы основных узлов машин в условиях неблагоприятного воздействия факторов внешней среды; моделирование нагруженности элементов металлоконструкций основных узлов экскаваторов во взаимосвязи с условиями эксплуатации оборудования; обоснование необходимого объёма основных узлов и агрегатов машин для эффективной эксплуатации экскаваторов

Методика решения поставленных задач базируется на комплексном подходе к исследованиям, включающем: анализ литературных источников по физике процесса хрупких разрушений; анализ статистических данных о работе металлоконструкций карьерных экскаваторов с использованием методов математической статистики и теории вероятности; моделирование работы основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов посредством системы МБС/Ыаз^ап, имитирующей различные условия эксплуатации оборудования; аналитическую оценку предела живучести металлоконструкций на основе расчёта критической длины трещины в основных узлах металлоконструкций машин.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Хрупкие разрушения основных узлов металлоконструкций экскаваторов зависят от комплекса факторов воздействия, основными из которых являются: уровень внешних нагрузок, количество выполненных циклов экскавации, значения отрицательных температур, форма конструкции и её размеры, качество проведения ремонтно-восстановительных работ.

2. 'Моделирование напряженно-деформированного состояния, имитирующее эксплуатационные условия работы металлоконструкций основных узлов экскаваторов, позволяет выявить величины напряжений и опасные сечения конструкций в целях их контроля при техническом обслуживании машин.

3. Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов должно производиться на основе оценки комплекса факторов, основными из которых являются: критический размер хрупкой трещины, число циклов нагружения, температура окружающей среды по специально разработанной методике. Достоверность и обоснованность научных положений и выводов подтверждается значительным объёмом статистической информации, характеризующей работу карьерных экскаваторов; согласованностью теоретических исследований с результатами экспериментального моделирования работы основных узлов металлоконструкций машин, позволяющими делать выводы с доверительной вероятностью не ниже 90%. Научная новизна работы заключается в следующем: выявлена взаимосвязь хрупких разрушений основных узлов металлоконструкций экскаваторов с факторами воздействия внешней среды; разработана методика моделирования напряжений и характера их распределения в сечениях конструкций экскаваторов на базе системы МБС/МЛЗТЯАМ; обоснован подход к аналитической оценке критической величины хрупкой трещины, предшествующей началу разрушения конструкции; на основе статистической информации установлены аналитические зависимости между критическим числом циклов нагружения и факторами воздействия внешней среды для основных узлов металлоконструкций экскаваторов; разработана методика прогнозирования ресурса основных узлов металлоконструкций одноковшовых карьерных экскаваторов. Практическая значимость работы заключается в разработке нового подхода к организации обслуживания и ремонта экскаваторов на основе оценки технического состояния основных узлов металлоконструкций экскаваторов. Предлагаемая методика прогнозирования ресурса основных узлов машин заложена в основу норм расхода запасных частей и материалов, а также системы ГТГТР горного оборудования, принятых к внедрению в условиях АК "АЛРОСА".

Апробация работы:

Основные идеи выполненных исследований и разработок докладывались и обсуждались на традиционных научно-технических конференциях Иркутского государственного технического университета в 2001-2004гг.; международной конференции, посвященной памяти Л.Л.Игошина; на заседаниях кафедры горных машин и рудничного транспорта Иркутского государственного технического университета.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано пять печатных работ в научно-технических журналах, сборниках научных трудов и материалах научно-технических конференций.

Объём и структура работы:

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 139 наименований и 2 приложений. Диссертация изложена на 166 страницах и содержит 44 рисунка, 32 таблицы.

Выводы:

1. Предлагаемый расчёт роста усталостной трещины по модифицированному уравнению Пэриса-Элбера позволяет прогнозировать ресурс базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов

2. Метод оценки живучести элемента металлоконструкций карьерного экскаватора предотвращает распространение усталостной трещины на все сечение детали, сохраняет возможность ее восстановления в плановом порядке и, тем самым, позволяет повысить эксплуатационную надежность и снизить расход трудовых и материально-технических ресурсов на эксплуатацию оборудования.

3. Разработанная методика прогнозирования ресурса базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов, работающих в условиях холодного климата, нашла отражение в обосновании норм расхода запасных частей и материалов при техническом обслуживании и ремонте оборудования, принятых к внедрению АК "АЛРОСА" Подход к техническому обслуживанию и ремонту базовых узлов металлоконструкций экскаваторов в плановом порядке заложен в основу разработанной системы ППР горного оборудования, учитывающей специфику эксплуатации экскаваторов в условиях Севера.

4. Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанных решений, рассчитанный на основе сокращения времени в неплановых ремонтах и расходов на содержание оборудования, составляет 477 тыс.руб. на один экскаватор ЭКГ-8И в год.

142

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, являющейся научно-квалификационной работой, дано новое решение задачи рациональной системы организации ремонта экскаваторов на основе прогнозирования ресурса базовых узлов металлоконструкций машин, имеющей важное значение для повышения эффективности эксплуатации техники в регионах холодного климата. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, полученных в ходе выполнения работы, позволили сформулировать следующие выводы:

1. Установлено, что неблагоприятному влиянию холодного климата наиболее подвержены базовые узлы металлоконструкций экскаваторов, восстановление которых связано со значительной трудоёмкостью и стоимостью ремонтных работ.

2. Выявлены факторы, влияющие на число хрупких разрушений металлоконструкций базовых узлов экскаваторов, основными из которых являются: количество выполненных циклов экскавации, динамические нагрузки, отрицательные температуры, форма конструкции, остаточные деформации, качество металла, масштабный эффект и др.

3. На основе статистической информации о работе базовых узлов металлоконструкций экскаваторов выявлены основные узлы, подверженные хрупким разрушениям. Определено критическое число циклов экскавации во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды.

4. Определён уровень значимости факторов внешней среды, влияющих на частоту отказов базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов.

5. Установлено, что ресурс базовых узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов определяется количеством циклов экскавации, зависящим от периодов и условий эксплуатации машин, состояния подготовки забоя, квалификации обслуживающего персонала.

6. На основе моделирования напряженно-деформированного состояния определены фактические значения нагрузок, возникающие в теле металлоконструкции базовых узлов экскаваторов.

7. Разработанная аналитическая модель оценки живучести металлоконструкций и результаты обработки статистической информации хрупких разрушений позволяют прогнозировать ресурс базовых узлов металлоконструкции карьерных экскаваторов во взаимосвязи с факторами воздействия внешней среды.

8. Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанных решений, рассчитанный на основе сокращения времени в неплановых ремонтах и расходов на содержание оборудования, составляет 477 тыс.руб. на один экскаватор ЭКГ-8И в год

144

1. Астахов A.C. Динамические методы оценки эффективности горного производства. М.: Недра, 1973. - 272 с.

2. Беляков Ю.И., Богуславский В.Е., Скачков С.А. Оценка технического уровня одноковшовых карьерных экскаваторов с помощью комплексных показателей//Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1985. - № 2. - С. 69-72.

3. Беляков Ю.И., Владимиров В.М. Совершенствование экскаваторных работ на карьерах. М.: Недра, 1974. - 303 с.

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

5. Брокк Дж. Основы механики разрушения М.: Высшая школа. 1980,365с.

6. Бурчаков A.C., В.В. Ливенцев Математическое моделирование в горной промышленности. М.: МГИ, 1967. — 1 12с.

7. Васильев М.В. Модернизация оборудования один из путей технического прогресса горнорудного производства/Горный журнал. -1980. - № 5. - С. 3-6.

8. Васильев М.В. Перспективы развития техники и технологии, открытых работ в железорудной промышленности//Горный журнал. -1984 № 7. - С. 7-9.

9. Васильченко Г.С, Кополев П.Ф. Практическое применение механики разрушения для оценки прочности конструкций. Киев: Наукова думка, 1974. 147с.

10. Вигли Д.А. Механические свойства материалов при низких температурах. М.: Изд-во Мир, 1974. - 375 с.

11. Волков, В.Р. Кубачек, Л.Г. Куклин. Повышение качества и надёжности машин//Опыт уральских заводов/С.Д. М.: Машиностроение, 1974. - 134 с.

12. Ганицкий В.И., Черникова Е.И. Принципы оптимального планирования ремонтов горного оборудования//Проблемы управления горными предприятиями будущего. М.: Недра, 1972. - С. 108-11 1.

13. Голубев В.А., Троп А.Е. Надёжность горного оборудования эффективность его использования. М.: Недра, 1974. - 80 с.

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

15. ГОСТ 16468-79. Надёжность в технике. Система сбора и обработки информации. Основные положения. Взамен ГОСТ 16468-70. Введ, с 01.01.80.

16. ГОСТ 21571-76. Система технического, обслуживания и ремонта техники. Методы определения допустимого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин. Введ. 01.01.1977.

17. ГОСТ 27.002-83. Надёжность в технике/Термины и определения. Взамен ГОСТ 13377-75. Введен с 01.07.84.

18. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения.

19. ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения.

20. ГОСТ 27.310-95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения.

21. Методика по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в цветной металлургии СССР. М.: Минцветмет, 1983. - 44 с.

22. Дж.Коллинз Повреждение материалов в конструкциях М.:Мир, 1982.-625с.

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

24. Доронин C.B. Особенности напряженно-деформированного состояния и проектные расчеты сварных конструкций экскаваторов // Изв. вузов. Горный журнал, 1998. № 11-12. - с. 139-142.

25. Доронин C.B. Численный анализ напряженно-деформированного состояния гусеничной рамы карьерного экскаватора // Изв. вузов. Горный журнал, 2000. № 6.- с.73-78.

26. Доронин C.B., Медведев C.B. Вероятностно-статистическая оценка и управление надежностью горного оборудования // Изв. вузов. Горный журнал, 1998.-№7-8.-с. 105.

27. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. М.: Энергоатомиздат, 1986,- 480 с.

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

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

30. Катанов Б.А. и др. Оценка показателей надёжности экскаваторов/Б.А. Катанов, В.П. Пушников, В.Д. Лешков//Сборник научных трудов Кузбасского политехнического института. 1972. - № 46. - С. 250-253.

31. Катанов Б.А., Жук Д.Н., Душников В.П., Лешков В.Д. Оценка показателей надежности экскаваторов //Сб. науч.труд. Кузбас. Политех. Инст-та. 1972. - № 46. - с.250-253.

32. Квагинидзе B.C. Диагностика, техническое обслуживание и ремонт карьерного горно-транспортного оборудования в условиях низких температур. Автореф. дис. . д. т. н.: 05.05.06. Кемерово, 2003. - 40 с.

33. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок. М.: Энергия, 1971.-320 с.

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

35. Козлов В. С. Исследование и установление рациональных режимов технического обслуживания роторных комплексов / Автореферат дис. .канд. техн. наук. М.:/Фонды МГИ, 1974. - 22 с.

36. Колегаев Р.Н. Определение оптимальной долговечности технических систем. (Библиотека инженера по надежности). М.: Сов. Радио, 1967.-43 с.

37. Кох П.И. Климат и надёжность машин. М.: Машиностроение 1981. - 175 с.

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

39. Кох П.И. Надёжность механического оборудования карьеров. — М.: Недра, 1978.- 189 с.

40. Кох П.И. Ремонт экскаваторов. М.: Недра, 1967. - 295 с.

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

42. Красовский А.Я., Красико В.Н. Трещиностойкость сталей магистральных трубопроводов. Киев: Наукова Думка, 1990. - 176 с.

43. Лепихин A.M., Москвичёв В.В., Доронин C.B. Остаточный ресурс потенциально опасных объектов и методы его оценки по критериям механики разрушения // Заводская лаборатория, 1999. -№ 11.-е. 34-38.

44. Матанцев В.И., Парунакян В.Э., Белоусов В.Ф. Механизация вспомогательных и ремонтных работ на карьерах М.: Недра, 1966. - 80 с.

45. Махно Д.Е. и др. Влияние зимних условий эксплуатации на надёжность рабочего оборудования экскаваторов/Махно Д.Е., Пилькевич Д.Г., Шадрин А.И. М.: ЦВИИЭИуголь//Рефер. сб. - 1971. - № 8.-С. 1920.

46. Махно Д.Е. и др. К вопросу о надёжности рудничного электрооборудования/Махно Д.Е., Шадрин А.И. Уголь. 1980. - ,№ 3,-С. 62-63.

47. Махно Д.Е. и др. К вопросу планирования трудоёмкости ремонтных работ на карьерах /Махно Д.Е., Горбунов И.В.//Разработка угольных месторождений открытым способом Межвузовский сборник. Выпуск 8. Кемерово, 1980. - С. 139-144.

48. Махно Д.Е. и др. Надёжность и эффективность использования мощных экскаваторов на карьерах Севера/Махно Д.Е., Шадрин А.И., Макаров А.П. Колыма. - 1984. - № II. - С. 31-33.

49. Махно Д.Е. и др. Надёжность карьерных экскаваторов и станков шарошечного бурения в условиях Севера/Махно Д.Е., Шадрин А.И. М.: Недра, 1976. - 167 с.

50. Махно Д.Е. и др. Надёжность карьерных экскаваторов, работающих в суровых климатических условиях/Махно Д.Е., Шадрин

51. A.И., Анисимов А.И., Карачабан Н.Г. Колыма. - 1977. - № 12. - С. 23-25

52. Махно Д.Е. и др. Надёжность карьерных экскаваторов, работающих в суровых климатических условиях/Д.Е. Махно, А.И. Шадрин, Д.Г. Пилькевич, P.M. Шагимарданов, В.Г. Буров, Ю.В. Смирнов,

53. B.В, Шеретнев, И.П. Константинов. М.: Цветметинформация, 1971.-70 с. ДСП.

54. Махно Д.Е. и др. Надёжность электрооборудования экскаваторов/Махно Д.Е., Горбунов И.В./Рефер. сб. Добыча угля открытым способом. 1972. - № II. - С. 17-18.

55. Махно Д.Е. и др. Повышение надёжности экскаваторов организацией рациональной системы технического обслуживания/Махно Д.Е., Шадрин А.И., Пилькевич Д.Г.//Изв. вузов. Горный журнал. 1974. -№ 10. - С. 109-111.

56. Махно Д.Е. и др. Прогнозирование оптимальных сроков службы карьерных экскаваторов в условиях Севера/Махно Д.Е., Мейеров Б.М., Краковская Л.Н.//Изв. вузов. Горный журнал. 1984. -№ 3, - С. 9295.

57. Махно Д.Е. Надёжность карьерного оборудования, работа в суровых климатических условиях (Учебное пособие). Иркутск. Иркутский политехнический институт, 1975. - 42 с.

58. Махно Д.Е. Пути повышения надёжности карьерного оборудования, работающего в, условиях Севера//Механизация открытых горных работ. В-Сибирское книжное издательство. Иркутск, 1976. -С. 126-130.

59. Махно Д.Е. Ремонт и управление карьерными экскаваторами в условиях низких отрицательных температур/Учебное пособие. Иркутск/Иркутский политехнический институт, 1985. 48 с.

60. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт карьерных экскаваторов в условиях Севера. М., Недра, 1984 - 133с.

61. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Надёжность карьерных экскаваторов и станков шарошечного бурения в условиях Севера. М.: Недра, 1976. — 166 с.

62. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Повышение надежности карьерных экскаваторов, работающих в условиях Севера // Материалы Всесоюзн. межвуз. конф. «Механизация открытых горных и земляных работ». М.: 1972. - с. 175179.

63. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Работа экскаваторов в условиях низких отрицательных температур// Сб. «Разработка месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири», разд. III. Тр. Иркутского политехи, инст-та. -Иркутск: Изд-во ИПИ, 1973. - с. 60-65.

64. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Эксплуатация и ремонт механических лопат в условиях Севера./ Справочное пособие. М.: Недра, 1992. - 128 с.

65. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Макаров А.П. и др. Техническое обслуживание и ремонт экскаваторов на карьерах Севера. Организация и механизация. Иркутск: Изд-во Иркут.ун-та, 1993. - 200 с.

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

67. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Пилькевич Д.Г. Нормирование расхода и планирование замен экскаваторных канатов. М.: Сб. «Добыча угля открытым способом», № 9(93), 1973. - с. 18-19.

68. Махутов H.A. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению. М.: Машиностроение, 1973. - 201 с.

69. Махутов H.A., Алымов В.Т., Бармас В.Ю. Инженерные методы оценки и продления ресурса сложных технических систем по критериям механики разрушения // Заводская лаборатория. 1997. — т. 63. — с. 45-51.

70. Меккель С.А. Проблемы экономической оценки оснащения Севера надежной и долговечной техникой//Проблемы хладостойкости конструкционных сталей. Вост.-Сибирское книжное изд-во. Иркутск, 1971. - С. 18-28.

71. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Недра, 1982 - 414 с.

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

73. Морозов В.И. и др. Организация обслуживания и ремонт горных машин/Морозов В.И., Денисенко Е.В., Воронин Б.В. / МГИ. М., 1982. - 56 с.

74. Надежность в машиностроении: справочник / под общ. ред. В.В.Шашкина, Г.П. Карзова. СПб: Политехника, 1992. - 718.

75. Никешин Б.С., Старостин Е.И., Маслов М.В. О сроках назначения капитальных ремонтов экскаваторов. Уголь. 1980. - № З.-С. 35-36.

76. Новиков Е.Е. и др. Введение в теорию динамики горнотранспортных машин/Новиков Е.Е., Смирнов В.К. Киев, Наукова думка, 1978. - 171 с.

77. Новопашин М.Д., Сукнёв C.B., Иванов A.M. Упругопластическое деформирование и предельное состояние элементов конструкций с концентраторами напряжений. Новосибирск: Наука, 1995. - 112 с.

78. Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978. - 256 с.

79. Оберт J1. Хрупкое разрушение горных пород // Разрушение, т. 7, ч. 1.-М.: Мир, 1976.-с. 59-128.

80. Оводенко Б.К. Горные работы на карьерах Заполярья, JI.: Наука, 1972. - 135 с.

81. Основные вопросы теории и практики надёжности/Под ред. А.И. Берга и др. М.: Сов.радио, 1975. - 408 с.

82. Основы практической работы с системой MSC/NASTRAN for Windows. M.: The MacNeal-Schwendler Corporation, 1998.

83. Певзнер Л.Д. Примеры и упражнения по теории надежности. — М.: Изд-во МГИ, 1976.- 130 с.

84. Платонов Г.Н. К вопросу определения необходимости и оптимальной периодичности профилактических ремонтов//Надёжность и контроль качества. 1971. - № 2. - С. 35-40.

85. Подэрни Р.Ю. Горные машины и автоматизированные комплексы для открытых работ. М.: Недра, 1979. - 615 с.

86. Положение о ППР и эксплуатации оборудования предприятий строительных материалов. М.: Изд-во по строительству и архитектуре, 1972. — 287 с.

87. Прикладные вопросы вязкости разрушения/Под ред. Б. А. Дроздовского. М.: Мир, 1968. - 552 с.

88. Прокофьев Б.И. и др. Оптимизация режима работы карьерных экскаваторов при низких температурах на карьерах объединения Якуталмаз/Б.И. Прокофьев, В.В. Яковлев, J1.K. Михайлов/Ютчет Томского инженерно-строительного института. Томск, 1977. - 202 с.

89. Проников A.C. Надёжность машин. М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

90. Рабочая книга по прогнозированию Издательство «Мысль» 1982.

91. Разрушение// редактор Г.Либовиц-М.: Мир 1973.

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

93. Рейп А.К. Повышение производительности одноковшовых экскаваторов. М.: Стройиздат, 1983. - 166 с.

94. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М.: Недра, 1980. - 631 с.

95. Саблин Г.И. Область эффективного использования экскаваторов ЭКГ-8И в сложных горногеологических условиях/Дворня и практика работы карьеров Заполярья. Апатиты, 1974. - 241 с.

96. Савин Г.Н., Тульчий В.И. Справочник по концентрации напряжений. — Киев: Вища школа, 1976. 412 с.

97. Сатовский Б.И. и др. Современные карьерные экскаваторы/Б.И. Сатовский, Г.М. Ярцев, П.И. Полещук, В.Н. Цветков. -2-е изд, М.: Недра, 1971.- 480 с.

98. Седаков JI.B. Определение оптимальной периодичности профилактических испытаний электрооборудования экскаваторов ЭКГ-4,6. Уголь. 1973. - Л 2. - С. 22-25.

99. Селиванов А.И. Основы теории старения машин. М.: Машиностроение, 1971. - 408 с.

100. Серенсен C.B. и др. Несущая способность и расчёт деталей машин на прочность//Руководство и справочное пособие/С.В. Серенсен,

101. B.П. Кочаев, P.M. Шнейдерович/Под ред. C.B. Серенсена -2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1975. - 488 с.

102. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1995.-448 с.

103. Серов A.B. Управление эффективностью и качеством работы машин в условиях эксплуатации. М.: Изд-во стандартов, 1979. -148 с.

104. Солдатов В.А. Анализ вариантов ремонтного обслуживания машин с учётом рассеивания сроков службы деталей и узлов//Надёжность и долговечность машин и оборудования. М.: Изд-во стандартов, 1972.1. C. 219-230.

105. Солдатов В. А. Анализ вариантов ремонтного обслуживания машин с учетом рассеивания сроков службы деталей и узлов // Надежность и долговечность машин и оборудования. — М.: Изд-во Стандартов, 1972. — с. 219230.

106. Солод В.И., Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. М.: Недра, 1982. — 350с.

107. Солод Г.И. и др. Погрешность оценки расходования ресурса выемочных машин, обусловленная квантованием контролируемого параметра по уровшо/Солод Г.И, Мороз В.И., Проворотов В J1 //Изв. вузов. Горный журнал. 1976. - № I. - С. 78-81.

108. Солод Г.И., Морозов В.И. Эксплуатация и ремонт горного оборудования.-М.: МГИ, 1983.-98 с.

109. Солод Г.И., Морозов В.И., Проворотов В.И. Погрешность оценки расходования ресурса выемочных машин, обусловленная квантованием контролируемого параметра по уровню// Изв.вузов. Горный журнал. -1976. № 1. — с. 78-81.

110. Солод Г.И., К. Кусаинов, Морозов В.И. Автоматизированная система управления ремонтом горного оборудования. М.: Недра, 1979. -167с.

111. Статистическая . обработка экспериментальных данных. Новосибирск 1986. - 147с

112. Статистические методы в инженерных исследованиях М.:Высшая школа. 1983.

113. Сукнёв C.B. Повышение надежности горной техники за счет оптимизации конструктивного исполнения деталей и узлов // Наука и образование, 1998, № 4. - с. 41-45.

114. Сукнёв C.B. Учет масштабного фактора в расчетах на прочность элементов конструкций с концентраторами напряжений // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — Т. 67. -Якутск: Изд-во ИФТПС, 2001. -№ 10.-с. 57-60.

115. Теория и практика открытых разработок/ Э.И. Реентович, Б.А. Симкин и др./Под ред. Н.В. Мельникова. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1979. - 634 с.

116. Теория и практика открытых разработок/Н.В. Мельников, А.И. Арсентьев, М.С. Газизов и др. М.: Недра, 1973. - 636 с.

117. Титиевский Е.М., Путятин Б.К.,Федюнин И.Г. Рациональная структура ремонтного цикла карьерных экскаваторов // Горный журнал. 1973. - № 3. - с. 50-53.

118. Трощенко В.Т. Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении. Киев: Наукова думка, 1981. -329с.

119. Трощенко В.Т., Покровский В.В., Прокопенко A.B. Трещиностойкость металлов при циклическом нагружении. Киев: Наукова думка, 1987.-231с.

120. Федоров Д.И. и др. Надёжность рабочего оборудования землеройных машин/Федоров Д.И., Бондарович Б.А. М.: Машиностроение, 1981. - 280 с.

121. Финкель В.М. Физика разрушения. М.: Металлургия, 1970. — 376с.

122. Хорин В.И. и др. О совершенствовании методологии исследований надёжности горного оборудования/Хорин В.И., Ильинский С.Г.//Уголь. 1974. - № II. - С. 9-П.

123. Храмовских В. А. К методике оценки остаточного ресурса основных узлов металлоконструкций экскаваторов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. Вып.З - Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2003.

124. Храмовских В. А. Оценка ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов на основе обработки статистической информации // Вестник ИрГТУ. Вып.З- Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2005.

125. Храмовских В. А. Оценка ресурса основных узлов металлоконструкций по результатам статистического анализа хрупких разрушений // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. Вып.4- Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2004.

126. Храмовских В.А., Махно Д.Е Прогнозирование ресурса основных узлов металлоконструкций карьерных экскаваторов, работающих в условиях

127. Севера // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. Вып.4 - Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2004.

128. Хрупкие разрушения сварных конструкций У.Дж.Холл, Х.Кихара М.Машиностроение 1974г. 320с.

129. Червоный A.A. и др. Надёжность сложных систем/Червоный A.A., Лукьященко В.М., Котин Л.В. М.: Машиностроение, 1976. - 288 с.

130. Шадрин А.И. Исследование надёжности и оптимизация параметров технического облуживания и ремонта карьерных экскаваторов. Автореф. дис. . канд. техн. наук/МГИ, М.: Изд-во МГИ, 1978. - 14 с.

131. Шадрин А.И. Оценка уровня подсистемы обеспечения качества эксплуатации оборудования карьеров Севера. // Вестник ИрГТУ. №1(13), 2003.-с. 68-71.

132. Шадрин А.И. Управление качеством функционирования горного оборудования предприятий, работающих в условиях холодного климата // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири. Сб. науч. труд. -Вып. 4. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2004.- с. 231-240.

133. Шадрин А.И., Храмовских В.А. Оценка живучести элементов металлоконструкций карьерных экскаваторов в условиях холодного климата // Горные машины и автоматика. №10. - 2003 — с. 34-38.

134. Шимкович Д.Г. Расчёт конструкций в MSC/NASTRAN. Москва, 2001 -447

135. Шор Я.Б. Прикладные вопросы теории надежности'// Материалы лекций, прочитанных на семинаре по надежности и прогрессивным методам контроля качества продукции в политехническом музее, вып. VII. М.: Знание, 1966.-36 с.158