автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Снижение динамической нагруженности системы подвески силового агрегата большегрузных погрузочно-транспортных машин

Ой

'•■•'Л 'Г,Г * МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ХОМИЧУК Виктор Иванович

СНИЖЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ СИСТЕМЫ ПОДВЕСКИ СИЛОВОГО АГРЕГАТА БОЛЬШЕГРУЗНЫХ ПОГРУЗОЧНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Специальность 05.05,06 - "Горныэ машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Донецк - 1994

PaooTG шполпсиш в Допощсом госудорспззшю^ 102лстзс,г.с; i

угашворсктото.

и п у ч и и и р у к «по д и v о л ь - кандидат жжшчсе-Kux наук, доцоп? Сииаачоги:о ¿.К.

О ф п ц и ь л ь п и о о в а о и с a v ш аокгот» гэхилчс-сл-. ту:;, цро£осоор Шжмфь И.О. ; кандкца? «датчоскзя: иедк, ДОЦ-ú'

Ь о л у г; с с z р о х п р ¡: я v с - Л. о. "Дошц-И'огг.^;.'

;;:;ccopViMçai JOGCTCUÏCÎ; " к x¡¡¿;4 v.

б * чао. ко каоедшпз: сазидйЛнУиройагпгох'о Д (iÔ.'j.SG.f:

wr: Д;о:согп:о, г гадударстЕовш:? голтчоскоа ушимргяпит Sc&Kí-.í J-^iiúr.?;, ул. /pv¿:;íi, íiD,

с дйссс.»» кздхэк t;o;';tû о^шгх-.члгьл; с Cü&iíosoko ¿¿лсц-л»

rocy^fipovi-oi^nro Tooîjnocnoïo угсйлретга'.г;,

• ргс.ослй;. " 1G * ш;:йрЛ lißi

УЧОПИЙ Сйгфзтарь гаещ^жфошшого СОЗЗТЙ профоссор, докт. тохн. наук

В.И.ЧЕЭД1ЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. В настоящее время при добыче руд черных и цветных металлов с целью механизации наиболее трудоемких процессов погрузки и транспортировки взорванной горной массы нашли широкое применение большегрузные погрузочно-транспортныв машины (ПТМ). Эффективность использования этих; машин в значительной степени определяется надежностью та работы.

Опыт эксплуатации ПТМ типа ПД-8 показал, что при их работе в реальных условиях имеют место случаи преждевременного выхода из строя заднего ведущего моста машины и элементов узлов системы тадвески силового агрегата (СА). Наблюдается повышенный износ отверстий кронштейнов ходовой тележки и СА в местах установки его шорных узлов. Причиной отказов и повышенного износа этих узлов в Зольшинстве случаев являится значительные динамические нагрузки, формирующиеся в- системе подвески СА, которые не учитываются при троектировочных расчетах машины. Эти нагрузки в значительной зтепени определяют надежность работы СА и его системы подвески, а злвдователыго, и эффективность использования машины.

Решение задачи повышения надежности работы СА и его системы юдвески может быть осуществлено на основе уточнения исходных данных для динамических расчетов и выбора рациональных параметров ¡истем подвесок СА ПТМ. Следует отметить, что в отличие от транс-юртных машин динамические свойства и закономерности формирования [инамических процессов в системе подвески СА ПТМ в режимах работы тшшш, связанных с ее технологическим циклом, в настоящее время :зучены недостаточно, особенно это относится к специфическим для [ТМ режимам сопровождающимся ударными нагрузками, обусловленными ;ак. кинематикой самой машины, так и ее технологическими процессами.

Таким образом, исследования, направленные на установление акономерностей формирования динамической нагрукенности системы

подвески СА ПТМ с учетом режимов работы машины, реализуемых в пределах ее полного рабочего цикла и выбор рациональных параметров узлов его системы подвески является актуальной научно-технической задачей.

Работа выполнена в рамках хоздоговорных тем 89-90, 90-92 и гостемы Г6-90.

Цэль работы; установление закономерностей формирования динамических нагрузок и совершенствование динамических сеойств системы подвески СА ПТМ, обеспечивающих повышение ее долговечности.

Идея работы заключается в выявлении особенностей формирования динамических нагрузок в система подвески СА ПТМ в режимах, определяющих ее долговечность, и в установлении парамэтров системы подвески, обеспечивающих эффективное снижение ее динамической нагружонности и максимальных относительных перемещений СА.

Научные положения, разработашшо лично соискателем, и их новизна:

- на базе впервые полученных экспериментальных данных о пространственном характере перемещения силоеого агрегата погрузо-чно - транспортных машин установлено, что наибольшие деформации упругих элементов узлов подвески исследуемого объекта имеют место в решйах наезда машины на непреодолимое препятствие, разгрузки и запрокида коша. При этом параметрами, определяющими долговечность узлов подвески силового агрегата, являются максимальные значения амплитуд деформаций ее упругих элементов в режимах наезда машины на непреодолимое препятствие и разгрузки ковша;

- разработана Математическая модель системы подвески силового агрегата погрузочно - транспортной машины, позволяющая адекватно отразить специфику пространственных перемещений силового агрегата в режимах, определяющих его долговечность и отличающаяся уч том нелинейных связей, обусловленных взаимодействием силового

агрегата'с ходовой тележкой;

- впервые установлены основные закономерное™ формирования динамических нагрузок в системе подвески силового агрегата в режимах работы машины, определяющих долговечность подвески. Показано, что в этих режимах:

а) проскальзывание упругих элементов задних опор двигателя и опор раздаточного редуктора в существующей конструкции подвески машины ПД-8Б снижает их горизонтальную нагруженность и обуславливает максимальные относительные перемещения силового агрегата и ударные нагрузки на картер заднего, ведущего моста, а также переднюю опору двигателя;

б) недостаточное предварительное поджатие упругих элементов задних опор подвески двигателя и опор раздаточного редуктора обуславливает появление в них раскрывающихся вертикальных зазоров, сопровождающихся ударными нагрузками, действующими на упругие элементы этих опор и являющейся одной из причин выхода их из строя;

-установлено, что использование предложенной системы подвески силового агрегата с рекомендуемыми параметрами исключает проскальзывание упругих элементов и появление раскрывающихся зазоров з узлах подвески и обеспечивает снижение динамической нагруженное™ системы подвески, а также уменьшение в 1,4 раза Ееличины максимальных относительных перемещений силового агрегата.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертационной работы подтверждаются; применением современных методов теории колебаний при теоретических исследованиях и' моделировании динамических процессов; представительным объемом экспериментальных данных,' полученных.в реальных услоеиях работы ПТМ на карьере Докучае'вского флюса - доломитного комбината и полигонах завода им. ЛКУ г.Донецка; применением современных.

средств измерений и методов экспериментальных исследований; обоснованностью принятых допущений; достаточной степенью адекватности разработанной математической модели реальным режимам работы ПТМ, установленной путем сравнительного анализа результатов модельных и экспериментальных исследований ( тэасхождениэ не превышает 20% ).

Значение работы. Научное значение диссертационной работы заключается в установлении закономерностей формирования динамических нагрузок в системе подвески СА с нелинейными динамическими характеристиками с учетом режимов работы большегрузных ПТМ и путей снижения динамических нагрузок, обеспечивающие повышение надежности работы системы подвески СА.

Результаты работы имеют практическое значение и позволяют для большегрузных ПТМ: использовать разработанные математически! модели, фактические данные о пространственном характере перемещения и динамической нагруженности СА при проектировании или модернизации системы подвески СА; определять рациональные динамические параметры подвески; исключить ударные нагрузки, связанные с взаимодействием картера заднего ведущего моста с картером раздаточного редуктора СА и в передаем узле подвески двигателя, а также снизить величины максимальных доминирующих перемещений СА в режиме наезда.на непреодолимое препятствие до 2,8 раз при использовании рекомендованной системы подвески с рациональными параметрами.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Основные результаты исследований с выводами и рекомендациями использованы: производственным объединением "Донецкгормаш" при модернизации систем подвески СА ПТМ; рудниками "Северный", "Комсомольский" и др. щл эксплуатации серийно выпускаемых ПТМ ГЩ-8В с усовершенствованно! системой подвески СА; Донецким государственным техническим университетом при выполнении научно - исследовательских работ и 1

учебном процессе:

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены !а: международной научно-практической конференции "Совериенство-зание конструкций, технологий изготовления и эксплуатации горного эборудования" в МГИ (г.Москез, 1992г); семинаре с международам участием ученых, аспирантов, инженеров и студентов "Проблемы и терспектиЕЫ развития горной техники" в МГГУ (г.Москва, 1994г); научно-технических конференциях ДГТУ в 1988 и 1991 гг., на Д!,!3 та. ЖУ в 1937...1991 годах и на кафедре "Горные машины" в 1994г.

Публикации. По темо диссертационной работы опубликовано 7 статей и получено 3 авторских свидетельства на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, ¡етырех глав, заключения и приложений. Работа изложена на 103 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 6 таблиц, список литературы из ПО наименований и 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Исследованиям формирования динамических нагрузок в силовых системах транспортных и погрузочно-транспорткых машин, обосновало) способов их снинения и совершенствованию методов их расчетов юсвящены работы ВНШШрудмаиа, НШШгормаша, Гипроуглемаша, Гипро-шкелья, ИГТМ АН Украины, ИГД„АН Казахстана, ДжезкззганНИПИцвет-гата. При этом достаточно полно изучены закономерности формирова-шя динамических нагрузок в системах подвесок СЛ транспортных и югрузочно-транспортних машин в различных режимах их движешь [резкой трогание и торможение, поворот машины) с учетом микропро-[мля ■ дороги, а также постоянных возмущащих факторов, вызванных заботой двигателя. Вместе с тем, как свидетельствует анализ литературных дашшх, работа ПТМ наряду с обицши режимами, характерны-ш для транспортных машин,сопровождается специфическими рекжзмл.

Такими режимами являются: павзд машины на непреодолимое препятствие, зачистка почвы, а также режимы, в которых формируются ударные нагрузки от взаимодействия ковша машины со стелой при его запрокиде и разгрузке (запрокид и разгрузка ковша) и стрелы с ходовой тележкой при опускании стрелы (опускание стралн) . Закономерности формирования динамических нагрузок в система подвески СА ПТМ в этих режимах не изучены в достаточнной мере. Кроме того, отсутствуют рекомендации для расчета и установления рациональных динамических параметров элементов узлов подвески СА этих машин < учетом выше указанных ренимов.

Исходя из вышеизложенного, для достижения поставленной в работе цели решались следующие задачи: выявить, на основе экспериментальных исследований режимы работы ПТМ, определяющие долговечность системы подвески СА; разработать математическую модель системы подвески СА ПТМ для моделирования нагрузок в элементах подвески и пространственных перемещений СА; исследовать особенности формирования максимальных динамических нагрузок в системе цодваски СА ПТМ и дать рекомендации по усовершенствованию системы подвески с цельм их снижения; определить рациональные параметры узлов усовершенствованной системы подвески СА ПТМ типа ЦЦ-8В и произвести ее экспериментальную проверку.

Решение указанных задач вызвало необходимость проведения как экспериментальных, так и теоретических исследований с использованием современной измерительной и вычислительной техники.

В каяестве основных объектов исследований были.приняты серийно выпускаемые ПТМ типа ПД-8Б и ПД-8В.

Для выявления ракимов работы ПТМ, определяющие долговечность подвески-СА, были проведены, в соответствии о разработанной методикой, экспериментальные исследования пространственных перемещений относительно ходовой тел'екки • машины в условиях карьера

Докучаевского флюсо-доломитного комбината и полигона Донецкого машиностроительного завода им. ЛКУ.

Методикой экспериментальных исследований предусматривалась фиксация шести составляющих перемещений трех точек СА, не лежащих на одной прямой и однозначно определяющих ого положение относительно ходовой тележки. Для регистрации перемещений использовались специально разработанные при непосредственном участии автора датчики, новизна которых подтЕерздена авторским свидетельством. На основе полученных экспериментальных данных об относительных перемещениях СА определялись с использованием ПЭВМ деформации, упругих элементов его узлов подвески.

В .качестве примера на рис.1 приведены деформации верхнш упругих элементов заднего узла подвески двигателя за полный рабочий цикл ИТМ ПД-8Б, а на рис.2 - схемы узлов подвески ее СА.

Анализ полученных относительных перемещений СА и деформаций упругих элементов его опор подвески показал, что:

-при моделировании нагрукенности системы подвески СА ПТМ необходимо учитывать пространственный характер перемещения СА, так как в пределах полного цикла максимальные рязмахи перемещений центра масс СА в направлениях горизонтальных осой X (продольная по ходу машины) и У (поперечная), а также вертикальной оси 1 соизмеримы и достигают, соответственно, 12, 4 и 6 мм;

-в существующей конструкции задних узлов подвески двигателя "ПТМ ГЩ-8Б величина предварительного подаатия его упругих элементов, составляющая 2,8...3,4 мм недостаточна, так как в режимах наезда на непреодолимое препятствие и разгрузки ковша имеют место отрыв кронштейнов двигателя в вертикальном направлении от упругих элементов узлов его подвески (раскрытие зазора) с последующим проскальзыванием этих кронштейнов в горизонтальной плоскости, что обусловливает дополштельнуй ударную нагрузку упругих, элементов,

X, ми I

; вихрение зяпрокйй ЗВиже

Рис.-i. изменение Зесрормации заЗнего узля поВ&ески â&i глтепя зя паяный рябачии цикл. ПТМ.

а) УГИ,2

wra.

3 í= s---j gsd láV

M

ы узлов иоЗБес Ii ku СЯ ПТ [i типа

ys/ibt по85есии Э&игатспя ; о)у5лы иоЗ&ески раъдаточ-но20 ргЗуктора-, и) переЗыий ызеп гаШадш сбигателя

[риводящую к виходу ИХ ИЗ строя.

Для выявления наиболее эффективных путей повышения долго-ючности подвески СА была выполнена оценка влияния различны* >ежимов работы ПТМ на долговечность элементов ее узлов с раэлич-:ыми значениями показателей степени наклона кривой усталости других элементов (ш^ 4,6 и га2 = 6,0). Оценка долговечности под-■0ски СА проводилась по величине относительной накопленной пов- _ юждаемости: к ш

С = 1Л1 ' 1=1

до А^ ~ амплитуда 1-той гармотиш деформаций упругого элемента одваски СЛ, мм; N.. - число Циклов погружения с 1-той амплитудой; - показатель степени наклона кривой усталости упругого элемен-а; к - число гармоник в блока нагружения.

Значения параметров А1, и к определялись путем обработки еформаций упругих элементов в пределах полного рабочего цикла ашины по методу "дождя".

Значения относительной накопленной повреждаемости по. раз-ичным составляющим деформаций упругого элемента заднего узла одвески двигателя- за полный рабочий цикл машины в качестве при-ера приведены в табл. I.

Анализ получешшх данных показывает, что относительная ня-эпленная повреждаемость (свыше 98% от относительной накопленной эвреждаемости за полный рабочий цикл) в системе подвески СА ПТМ Зусловлена наличием в полном рабочем цикле машины двух режимов-аезда на непреодолимое препятствие и разгрузки ковша. Для этих займов значительный вклад в относительную накопленную повревда--иость за полный рабочий цикл вносят максимальные амплитуды до-эрмаций упругих элементов узлов подвески СА (горизонтально эставляющие X -- 51...56)?, У - 78...84% и вертикальная составляв зя Ъ - 62...79$).

Таблица I

Оценка относительной накопленной повреждаемости в системе подвески СА ПТМ за полный рабочий цикл

Составляющая дофэрмации ю Примечание

ш = 4 -Ь т = 6.0

X У г 87Ю 530 170 111200 3050 730 С учетом всех гармоник полного рабочего цикла

X У г 4580 410 150 59600 2570 570 Для гармоники с максимальной амплитудой деформации

X У г 10 250 20 20 1080 30 Без учета гармоник режима наезда на непреодолимое препятствие

X У г 7920 10 40 98200 20 100 Без учета гармоник режима разгрузки ковша

Для изучения основных закономерностей формирования динами ческих процессов и установления рациональных параметров cиcтeN подвески СА ПТМ была разработана расчетная динамическая схег. рассматриваемой системы (рис. 3). При этом приняты следу неосновные допущения: СА и ходовая тележка (ХТ) рассматриваются кг абсолютно жесткие тела, перемещающиеся в пространстве и связанш мевду собой упруго - диссипатившми элементам}! (узлами подвесю УП1...УП5; перемещение СА осуществляется под действием сил, фо] мирующихся в узлах подвески СА ..), карданной переда' (?кп) и упоре ХТ {?}), а также моментов от зтих сил Мрк

М^), крутящего момента в трансмиссии (Мю1) и моментов обусловле] ных неуравновешенностью возвратно - поступательно движущихся МЗ' кривошилно-шатунного механизма двигателя (М^, М^) и непостоя ством его крутящего момента (М^); усилия, формирующиеся в узл связи, принимаются сосредоточенными; инерционные свойства карда ной передачи и узлов подвески СА не учитываются; диссинативн связи параллельны упругим и на рис.3 условно не показаны.

РЬс.З. Расчетиия динамическая схема системы г.аЗйески силоВого аг№гата иогрузочно - транспортной машины.

На рис.3 обозначены: 0- неподвижная система координат;

, ОД^У^., - системы координат, центры которых жестко связаны соответственно с центром масс СА и ХТ, а их оси, перемещаясь поступательно, остаются параллельными осям система координат 0ХУ2; 0151т),С,, ^х^Л^г ~ системы координат, жестко связанные соответственно с СА и ХТ, и оси которых проходят через центры их масс и направлены по главным осям инерции СА и ХТ; 1, З, к -единичные векторы соответственно направления осей Oir|i и

01~и; йг вектор угловой скорости движения СА. На рисунка также показана сила веса СА (й ).

са'

Согласно разработанной расчетной схеме уравнения движения СА как пространственно перемещающейся массы могут быть записаны в ьяде:

гп х

1 г- » 3

о/ у» = У * • 5

ш 1 к = У к-

<4*

\

ъ ■аГ

5 - 1 X

А 3 *

Ё = к х

? + N ;

у кп у'

р + N -в : и кп я г'

♦ .

. (I)

М£¥кп + % + м, £кп + М5;

V««+ V + + V

МСГкп + мс1, + ^{¡кп + Мс;

где гя - масса СА; » у4. - координаты центра масс СА в неподвижной системе координат ОШ; , - главные моменты инерции СА.

В работе были разработаны математические модели узлов подвески СА а виде вектор-функции:

3

1*! = ^ (У,. У2, Р1), 1 1...7, (2)

где ^ - вектор силы, приложенной к СА в 1-ом узле подвески; у - вектор состояния СА (компонентами данного вектора являются:

х1> У*' V V V V ШТ)1' и'С1' 1< к,; ^ ~ вектор

состояния ХТ, имеющий аналогичные компоненты; Р.^ - параметры 1-го. узла связи.

При разработке' математических моделей узлов подвески, их параметры принимались с учетом конструктивных особешюстей узлов.

Для .задних узлов подвески двигателя■ УП1, УП2 (рис. 2.а) и узлов раздаточного редуктора УПЗ и УП4 (рис. 2.0), конструктивно представляющих собой нижний 1 и верхний 2 упругие элементы, кронштейны СА 3, ХТ.4, поджимной пластины 5 и болтоЕого соединения 6, компонентами вектора параметров (Р1) являются: векторы приведенных жесткостей и коэффициентов вязкого сопротивления верхзпа и нижних упругих элементов; вектор приведенной жесткости болтового соединения; коэффициент трения резины о металлическую поверхность; величина предварительного поджатия упругих элементов и конструктивные параметры узла подвески.

Для переднего узла подвески двигателя УПЗ (риз. 2.в), представляющего собой нижний 1 и верхний 2 упругие элементы, хвостовик корпуса двигателя 3, балку ХТ 4 и крышку 5, компонентами вектора параметров являются: векторы приведенных кесткостей и коэффициентов вязкого сопротивления верхних и нижних упругих элементов; коэффициент трения резины о металлическую поверхность; величшш предварительного гюджатия упругих элементов; величина возможного перемещения СА вдоль продольной оси машины до посадки ее на упор и приведенная жесткость этого упора.

Для упора (У) СА в ХТ (см. рис. 3) • компонентами вектора параметров являются: приведенная жесткость, коэффициент вязкого сопротивления и свободный ход СА до упора.

Для карданной передачи КП (рис.3) компонентами вектора пара метров являются: приведенная жесткость карданной передачи, коэф фициент вязкого сопротивления, коэффициент трения, крутящий мо монт карданной передачи и средний диаметр шлицевой пары.

Разработанные мэтемзтические модели узлов подвески с учето вышеперечисленных параметров позволяют определять составляют! усилий в узлах подвески с учетом специфики их работы (возможност проскальзываний и появление раскрывающихся зазоров).

Уравнение движения СА (1) и математические модели его узло подвески (2 )• представляют собой разработанную математическу модель системы подвески СА ПТМ. Одним из входных параметров определяющих состояние СА ц нагрузку его основных элементо! является вектор состояния ХТ (у2).

При исследовании закономерностей формирования динамически нагрузок в элементах системы подвески СА и выборе их рациональш параметров, а также при оценке адекватности разработаю« математической модели, задание вектора состояния ХТ было реализ< вано на основе разработанной на кафедре 'Торные машины" математ: '«•рекой модели ПТМ как пространственной многомассовой динамически системы, описыващей специфику ее рабочих процессов с учет структуры и параметров как машины, так и привода, при этом д -шисания ХТ учитывались силы, действующие но нее от СА.

Сравнение максимальных и минимальных значений доминирующ перемещений СА (полученных моделированием и по результатам эксп риментальных исследований), а также фронтов их наросталия и спа для режима наезда на непреодолимое препятствие, -разгрузки и а прокида ковша, амплитуд и частот перемещений СА в различных г, правлениях для установившегося режима работы двигателя, показг адекватность разработанной математической модели.

На базе разработанной математической модели в диссерта!

доследовались закономерности формирования динамических нагрузок и элементах подвески для режима наезда машины на непреодолимо» препятствие, как определяющего долговечность подвески. Анализ полученных дашшх показывает, что в режиме наезда формируются максимальные горизонталыша нагрузки в виде двух импульсов дина-.щческого воздействия на СА, а именно: усилие от взаимодействия раздаточного редуктора с упором картера заднего моста, величина которого достигает 40кН и усилие в передней опоре двигателя, вызванное изменением направления смещения СА относительно ХТ, величина которого составляет 22кН. При этом расчетная величина горизонтальных составляющих усилий в задних опорах двигателя и опорах раздаточного редуктора не превышает 2 кН. Незначительная величина нагрузки в этих опорах обьясняется проскальзывашлем упругих элементов вышеупомянутых узлов и появлением в них раскрывающихся зазоров, что обусловлено их конструкцией и нерациональным выбором динамических параметров.

На базе модельных исследований абсолютных ускорений и относительных перемещений СЛ была разработана усовершенствованная система подвески СА, исключающая проскальзывание упругид элементов, появление раскрывающихся зазоров, и определены ее рациональные параметры горизонтальной жесткости С;< = (2,5...5,0) • 10е Н/м

В ходе решения задачи выбора рациональных параметров узлов подвески СА в качестве критерия оптимизации была принята величина минимальных абсолютных ускорений СА в режиме наезда ПТМ на непреодолимое препятствие, при этом ограничивающими факторами являюсь: допустимые перемещения СА (5...7 мм) относительно ХТ; расхождение частот собственных и вынужденных колебаний СА более чем в /1Г раза для установившихся режимов работы ПТМ.

Усовершенствованная система подвески СА п настоящее время используется на серийно выпускаемых ПТМ ПД-86.

1В

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи, заключающейся в установлении закономерностей формирования динамических нагрузок и совершенствовании динамических свойств системы подвески СА большегрузных ПТМ, обеспечивающих повышение ее долговечности.

Реализация рекомендаций диссертационной работы дает возможность на стадии проектирования ПТМ определять исходные данные для расчета узлов подвески СА, рациональные их динамические параметры и позволяет повысить долговечность элементов узлов подвески ПТМ.

Основные выводы, научные и практические результаты, полученные в работе:

1. Экспериментальными исследованиями ПТМ типа ЦЦ-8 в реальных условиях ее эксплуатации установлено, что перемещения СА машины относительно ее ХТ носят пространственный характер, который необходимо учитывать при соответствующих расчетах на выносливость элементов узлов подвеем; СА.

2. В результате выполненных экспериментальных исследований непрерывной работы машины в пределах полного рабочего цикла установлено г что режимами работы ПТМ, определяющими долговечность системы.,лодвески СА, являются наезд на непреодолимое препятствие и разгрузка, ковша. При этом максимальные амплитуды деформаций упругих элементов узлов подвески, формирующихся в режиме наезда на непреодолимое препятствие, оказывают наибольшее влияние (свыше 96% для составляющих X и г) на долговечность системы подвески СА. Снижение зтих деформаций является одшш из наиболее эффективных путей повышения долговечности'система подвески.

3. Разработанные расчетные схемы и нелинейная математическая модель системы гюдвески СА ПТМ позволяет адекватно описать динамические процессы, протекающие в узлах подвески при наличии и

отсутствии проскальзывания упругих элементов задних опор двигателя относительно его кронштейнов и кронштейнов ходовой тележки (расхождение характеристик составляющих перемещений СА, полученных моделированием и экспериментально, не превышает 20%), а также на стадии проектирования большегрузных ПТМ определять исходные, данные для расчета на выносливость узлов подвески СА.

4. На базе моделирования рабочих процессов ПТМ типа ПД-8 определены рациональные параметры узлов системы подвески СА (горизонтальная жесткость Сх = (2,5...5,0) • 1ив Н/м), обеспечивающие равномерное перераспределение динамических нагрузок, действующи на СА между задними опорами двигателя, а таете позволяющими снизить максимальные значения перемещений СА.

5. В результате выполненных исследований установлены основные закономерности формирования динамических процессов в системе подвески СА ПТМ. При этом:

-выявлена достаточно высокая нагрукешюсгь картера заднего ведущего моста, э также переднего узла подвески двигателя в режиме наезда на непреодолимое препятствие, и сделан вывод о необходимости исключения проскальзывания упругих элементов узлов относительно соответствующих им кронштейнов;

-установлено, что нелинейные эффекты, обусловленные раскрытием зазоров в узлах подвески СА в режимах работы ПТМ, определяющих долговечность ее системы подвески, должны быть устранены путем, корректного задания величины предварительного, поджатая упругих элементов задних опор двигателя и опор раздаточного редуктора.

6. Для большегрузных ПТМ типа ПД-8В разработана усовершенствованная система подвески СА, исключающая упор на картере заднего ведущего моста. При этом задние опоры двигателя и опоры раздаточного редуктора выполнены в новой конструкторской реализации, обеспечивающей равномерное перераспределение динамических .нагру-

зок, действующих на СА, меджу задними опорами деигателя, а также снижение максимальных значений относительных перемещений СА во всех направлениях при нвезде на непреодолимое препятствие (до 2,8 раз) и разгрузке ковша (до 1,5 раз).

Горизонтальная жесткость узлов усовершенствованной системы подвески составляет Сх = 3,0 • 10й Н/м.

7. Усовершенствованная система подвески СА внедрена в серийно выпускаемых большегрузных ПТМ типа ПД-8В. Годовой экономический эффект за 1989 год от модернизации 1ГГМ в расчете на 4 машины ПД-8В (доля . соискателя) составил 4240 руб. Объем внедрения с 1990г.- 50 машин в год.

Результаты проведенных исследований, исходные данные для расчетов узлов системы подвески СА и методы их определения могут быть использо'ваны при модернизации и создании новых систем подвесок с повышенной долговечностью для большегрузных ПТМ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Чуприна А.А., Семенченко А.К., Хомичук В.И. Повышение эффективности работы погрузочно-транспортных машин / Донецк, политехи. ин-г.- Донецк, 1990.- 2 е.- Деп. в ЦЩШуголь, № 5016/19.

2. Семенченко А.К.,- Хомичук В.И. Повышение надежности системы подвески силового агрегата погрузочно - транспортных машин типа ПД-8 // Тр. междунар. научн.-практич. конф. молодых ученых, аспирантов и инженеров 19-23 октября 1992. - М.: МГИ, 1992, 4.1., - С. 99-101.

3. Семенченко А.К., Игнатов В.И., Хомичук В..И. Исследование системы подвески силового агрегата и гидромеханической коробки передач погрузочно - транспортных машин // Изв. вузов, Горн, журн. - 1993.- Л г.- С. 70-72.

4. Семенченко А.К., Игнатов В.И., Хомичук В.И. Совершенство-

вание системы подвески силового агрегата фронтальных погрузочно -транспортных машин. // Сборник тезисов докладов научно-технической конференции по завершенным IMP. / ДЛИ, Донецк, 1991. - 64 с.

5. Комплект тензометрических устройств для измерения перемещений силовых агрегатов погрузочно - транспортних машин. А.К. Семенченко, В.И. Хомичук, В.И. Игнатов и др. // Сборник тезисов докладов научно- технической конференции по завершенным НИР. / ДГШ, Донецк, 1992.- 47 с.

S. Математическая модель погрузочно - транспортной машины типа ЦЦ-8 как пространственной многомассовой динамической системы. / А.К. Семенченко, З.И. Игнатов, В.Л. ВитковскнЯ, В.И. Хомичук // Изв. вузов. Горн, журн.- 1994.- й 3.- С. 96-100.

7. Автоматизированное определение инерционных параметров ространственных тел слокной конфигурации. /А.К. Семенченко, В.И. Игнатов, В.И. Хомичук // Сборник тезисов докладов научно - технической конференции по завершенным НИР. / ДГШ, Донецк, 1992,- 49 с.

8. A.c. I7740I0 СССР, кл. Е 21 С 29/02. Устройство для измерения вибраций угольного комбайна. / А.К. Семенченко, И.А. Горо-бец, В.И. Хомичук и др.- й 4825651/03; Заявлено .15.05.90; Опубл. 07.II.92, Бюл. ß 41.

9. A.c. I7Q0I68 СССР, кл. Е 21 F 9/22. Гидропривод рабочего оборудования погрузочно-транспортной машины./ А.К. Семенченко, В.И. Игнатов, O.E. Шабаев, В.И. Хомичук и др.- V» .4729774/03; Заявлено 16.08.89; Опубл. 23.12.91, Бш. & 47.

10. A.c. I809II8 СССР, кл. Е 21 F 13/04. Рабочий орган погрузочно-транспортной машины./ А.К. Семенченко, В.И. Игнатов, O.E. Шабаев, В.И. Хомичук и др.- JS 4889952/03; Заявлено 13.12.90; Опубл. 15.04.94, Бюл. J6 14.

ХОМИЧУК Виктор Иванович. Снижение динамической нагруженности системы подвески силового агрегата большегрузных погрузочно-транспортных машин.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.06 - Горные машины, ДонГТУ, Донецк, 1994.

Защищается диссертационная работа, в которой содержатся теоретические и экспериментальные исследования динамической нагруженности системы подвески, силового агрегата большегрузных погрузочно-транспортных машин, а также обоснование рациональных параметров элементов узлов подвески, обеспечивающих ее снижение.

Установлено, что .при проектировании или модернизации систем подвесок силовых агрегатов погрузочно-транспортных машин необходимо учитывать особенности формирования динамических нагрузок в системах их подвески в режимах наезда машины на непреодолимое препятствие и разгрузки ковша. Даны рекомендации по усовершенствованию системы подвески с целью повышения надежности ее работы.

Усовершенствованной системой подвески силового агрегата оснащаются серийно выпускаемые погрузочно-транспортные машины типа ПД-8В.

Victor I. Khomichuck. The reduction of power-generation set mounting dynamic load In high-capacity single bucket iront-end loaders.

Thesis for a technical sciences candidate's degree on speciality 05:05.06 - Mining machines, DonSTU, Donetsk, 1994.

The thesis In which theoretical and experimental studies of power-generation set mounting dynamic load In high-capacity loaders and motivation of rational parameters of mounting attachment elements providing its reduction is defended.

It Is established, that it Is necessary to take into consideration under the design and modernization of the power-generation set mountings specialities of dynamic load3 forming in the run-over on insurmountable barrier and bucket dumping loader's operating regimes. Recommendations for power-generation set mounting improvement with purpose to increase of reliability of its operation are given.

A batch production loaders of the type PD-8V are equipped with the improved power-generation set mounting.

Ключов1 слова: вантажно-транспортна машина, , динам!чн1 навантаження, режим робота, ходовий в!зок, силовий агрегат, рац!ональн1 параметри.

Ответственный за выпуск заведующий кафедрой "Горные машины"

докт. техн. наук, профессор В.Г. Гуляев