Экскаваторы ЭКГ с емкостью ковша 8-10 м3

Экскаваторы ЭКГ: применение

Экскаваторная техника используется для разработки карьеров и грунтов различных категорий. Основной сферой применения машин является горнодобывающая промышленность. Здесь ЭКГ выполняют работы по разработке, вскрытию пород и полезных ископаемых с их последующей погрузкой в транспортную технику или отвал.

Экскаваторы ЭКГ: весь модельный ряд

Карьерные экскаваторы ЭКГ выпускаются с ковшами от 4 до 46 м3. Основная масса модификаций производится заводом УРАЛМАШ. По обозначению модели техники можно узнать о ее ключевых характеристиках. Так, цифра после аббревиатуры «ЭКГ» обозначает объем ковша. Буквенный индекс после цифры указывает на специальное назначение техники или на производителя.

Экскаваторы ЭКГ с объемом ковша от 4 м3 до 6 м3

Среди российских потребителей наибольшее распространение получили машины завода УРАЛМАШ. Экскаваторы ЭКГ этого производителя выпускаются в широкой модельной линейке. Особенно популярной стала техника с ковшами от 4 до 6 м3. В первую очередь следует обратить внимание на модель экскаватора ЭКГ-4,6А. Он стал прародителем всей линейки электрических полноповоротных машин УРАЛМАШа.

Техника выпускалась с 1965 по 1967 годы. На смену ЭКГ-4,6А пришел обновленный экскаватор ЭКГ-4,6Б, занимавший конвейер завода с 1967 по 70-е годы. Потребности в модернизации линейки привели к выпуску экскаваторов ЭКГ-5А. В 1980 году первая машина вышла на рынок.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Экскаваторы серии ЭКГ-5 выпускаются и в настоящее время. Специалисты не нашли существенных конструктивных изменений в обновленной модели. Классическая конструкция машин УРАЛМАШа предполагала наличие:

двухбалочной рукояти;

реечного напора;

двухгусеничного хода с раздельным приводом на каждую гусеницу;

стандартного оборудования типа прямая лопата.

Экскаваторы ЭКГ-5А получили ковш объемом 5,2 м3 и возможность оснащения другим рабочим оборудованием с объемом до 7 м3. Техника предназначалась для разработки горных и вскрышных пород, а также скальных пород, предварительно разрыхленных взрывом.

Благодаря раздельному приводу на обе гусеницы тяжелая техника с эксплуатационной массой 196 000 кг может разворачиваться с наименьшим радиусом и оставаться на месте во время работы на уклонах. Заводской двигатель экскаваторов ЭКГ-5А выдает 250 кВт мощности.

Особенного внимания заслуживают модификации самой популярной модели ЭКГ — экскаваторы ЭКГ-5УС, ЭКГ-5В, ЭКГ-5Д и ЭКГ-5У.

Экскаватор ЭКГ-5УС оснащается электрическим двигателем с мощностью 250 кВт;

Экскаватор ЭКГ-5В специально разрабатывался для разработки скальных пород без предварительного бурения и взрыва. Машина оснащается ковшом с молотками вместо зубьев. Это позволяет эффективно использовать ее для предусмотренных заводом условий;

Экскаватор ЭКГ-5Д оснащается, в отличие от собратьев, дизель-электрическим мотором и предназначается для погрузки горных пород на транспортные средства после разработки;

Экскаватор ЭКГ-5У оснащается независимым нижним приводом хода. Машина используется для проходки траншей, отработки уступов, погрузки грунтов на высоту выше опорной поверхности.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9 656637666666

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Одной из модификаций модельного ряда ЭКГ-12,5 стала машина ЭКГ-6,3У. Техника оснащается ковшом вместимостью 6 м3 и предназначается для погрузки пород на уровне выше стоянки экскаватора.

Экскаваторы ЭКГ с емкостью ковша 8-10 м3

В группе экскаваторов ЭКГ-8 всего одна модель — ЭКГ-8И. Машина оснащается двумя ковшами:

ковш для тяжелых грузов объемом 8 м3;

ковш для средних грузов объемом 10 м3.

Экскаватор ЭКГ-8И оснащается электромотором мощность 520 кВт и имеет эксплуатационную массу 373 тонны. Тяжелая машина может преодолевать подъемы до 12 градусов, сохраняя при этом работоспособность.

Еще один экскаватор ЭКГ-8 с маркировкой УС является модификацией более поздней версии ЭКГ-10. Машина оснащается удлиненной стрелой для погрузки породы на уровне стоянки транспортной техники. ЭКГ-8УС предназначен также для отработки уступов большой высоты и для перемещения железнодорожных путей.

Экскаваторы серии ЭКГ-10 оснащаются ковшами объемом 10 м3. В основную линейку входит три модификации:

ЭКГ-10;

ЭКГ-10Р;

ЭКГ-10М.

Экскаватор ЭКГ-10 является базовой моделью и выпускается для разработки горных пород на открытых карьерах с их последующей погрузкой в транспортные средства. Модификация ЭКГ-10Р оснащается ковшом объемом 8 м3 и отличается от базовой версии увеличенным усилием подъема. Здесь показатель равняется 110 тоннам.

Версия экскаватора ЭКГ-10М оборудована широким ковшом вместимостью 11,5 м3. Основное назначение техники — разработка угольных разрезов. Для этого производитель предусмотрел специальную конструкцию рабочего оборудования для его лучшей наполняемости.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Экскаваторы серии 12-18

Линейка особо тяжелых машин ЭКГ начинается с экскаватора ЭКГ-12,5. Техника предназначалась для разработки открытых карьеров и оснащалась независимым нижним приводом хода. Эксплуатационная масса машины составляет 677 000 кг. Объем стандартного ковша равняется 12 м3. Техника может разрабатывать горные породы в радиусе 21 метра на уровне стоянки.

Экскаватор ЭКГ-15 является закономерным продолжением линейки с увеличенным ковшом и улучшенными эксплуатационными показателями. Базовая версия ЭКГ-15 предназначена для работы с горными и вскрышными породами, образования отвалов и погрузки ископаемых на автомобильный и железнодорожный транспорт. Экскаваторы ЭКГ-15 оснащаются ковшами вместимостью 15 м3.

На базе ЭКГ-15 был создан модифицированный ЭКГ-18. Экскаватор получил увеличенное усилие подъема. Показатель достиг 170 тонн против 150 тонн у ЭКГ-15. Также техника могла похвастать 85 тоннами напорного усилия против 65 тонн у предшественника. Емкость ковша у обновленной модели достигла 20 м3, а эксплуатационная масса — 800 000 кг.

Экскаваторы серии 20

Экскаваторы ЭКГ-20 вошли в историю как самые мощные гусеничные карьерные экскаваторы отечественного производства. Машины оснащаются ковшами объемом 20 м3 и предназначаются для работы в особо тяжелых условиях. Технику применяют для разработки скальных пород при температурах до -50 градусов. Мощность сетевого мотора экскаваторов ЭКГ-20 достигла 2250 кВт. Рабочая масса машины равняется 1050 т.

Экскаваторы ЭКГ: цена

Экскаваторы ЭКГ можно купить от 2 900 000 рублей за технику б/у. Такая стоимость устанавливается на модели ЭКГ-5А. Доступные для перепродажи машины реализуются по средним ценам 3 800 000- 4 500 000 рублей. В основном предлагаются модели ЭКГ-5А и ЭКГ-12,5.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Поскольку гусеничные машины отечественного производства отличаются впечатляющей долговечностью, остро стоит вопрос ремонта экскаваторов ЭКГ. На производствах до сих пор работает техника 1983 года выпуска и раньше. Купить запчасти на экскаваторы ЭКГ можно у частных лиц и в специализированных компаниях.

Экскаваторы ЭКГ служат примером «вечно» советской техники. Со времени выпуска первой машины в 1965 году в конструкции ЭКГ мало что изменилось. Все модификации, дошедшие до наших дней, сохранили свои эксплуатационные характеристики и почти первозданное устройство.

Мы поговорим об экскаваторе ЭКГ-12,5 и его назначении.

Технические данные ЭКГ-12,5

Показатели	Значение
Вместимость ковша для тяжелых грунтов, м3	12,5
Продолжительность цикла, с
Скорость передвижения, км/ч	0,55
Наибольший подъем, преодолеваемый экскаватором при плотных грунтах, град
Среднее удельное давление на грунт при передвижении, кгс/см2
Масса экскаватора, т
Длина стрелы, м
Длина рукояти, м	13,58
Наибольший радиус черпания, м	22,5
Наибольшая высота черпания, м	15,6
Габаритная высота до крыши кузова, м	8,4
Просвет под поворотной платформы, м	3,33
Ход рукояти	4,8
Расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения экскаватора, м	3,2
Длина гусеничного хода, м	12,25-13,08
Высота до оси пяты стрелы, м	4,85
Ширина гусеничного хода, м	9,5
Ширина гусеничной цепи, м	0,9

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

рисунок 1. Экскаватор ЭКГ-12,5

Разработал и выпускал экскаватор ЭКГ-12,5 с ковшом объемом 12,5 м3 Уральский завод тяжелого машиностроения (УЗТМ). С 1982 г. его выпуск был передан на Красноярский завод тяжелого машиностроения "Крастяжмаш".
Рабочее оборудование состоит из стрелы длиной 18 м и с круглой рукоятью, свободной от скручивающих нагрузок, длиной 13,58 м (ход рукояти - 4,8 м). На базе ЭКГ-12,5 разработан экскаватор ЭКГ-6,3У с ковшом уменьшенной емкости 6,3 м3 и увеличенной длиной рабочего оборудования: стрела 32 м, рукоять 24 м с ходом 8,74 м.
Вес экскаватора ЭКГ-12,5 - 677 т, экскаватора ЭКГ-6,3У - 652 т.

Экскаватор ЭКГ-12,5- мощная электрическая карьерная полноприводная лопата на малоопорном гусеничном ходу, предназначенная для разработки открытым способом полезных ископаемых или пород вскрыши с последующей погрузкой в транспортные средства или в отвал, применяется для работы с тяжелыми грунтами.

Экскаватор состоит из рабочего оборудования, поворотной платформы и нижней рамы с ходовыми тележками. Рабочее оборудование включает в себя ковш, рукоять, стрелу, механизмы открывания и торможения днища ковша. Поворотная платформа служит основанием для установленных на ней механизмов экскаватора (подъемной лебедки, механизма поворота, напорной лебедки, компрессора, электромеханического солидонагнетателя, электрооборудования), а также рабочего оборудования и составляет вместе с ними поворотную часть экскаватора. Поворотная часть экскаватора через кольцевой рельс опирается на роликовый круг, лежащий на кольцевом рельсе нижней рамы. Поворотная платформа соединена с нижней рамой центральной цапфой. Нижняя рама опирается на две ходовые тележки, каждая из которых несет по две гусеничные цепи. Каждая ходовая тележка имеет свой привод. К нижней раме прикреплен кабельный барабан, осуществляющий намотку и размотку электрического питающего кабеля при передвижении экскаватора. Для облегчения монтажа ремонта и обслуживания экскаваторов на нем установлены две электрические тали грузоподъемностью 3 т, а также две стрелоподъемные лебедки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

2. Исходные данные

Экскаватор ЭКГ-12,5, расчет механизма подъёма ковша.

Генератор ГПЭ-85/36-6К

Двигатель МПЭ-450-900-1

Таблица 2.1– технические данные генератора ГПЭ-85/36-6К

Наименование параметра	Обозначение	Величина
1. Номинальная мощность, кВт	P_н
2. Номинальное напряжение, В	U_н
3. Номинальный ток, А	I_н
4. Номинальная частота вращения, об/мин	n_н
5. Число пар полюсов	2p
6. Напряжение возбуждения, В	U_в
7. Ток возбуждения, А	I_в
8. Сопротивление при 15 С, Ом; обмотки якоря, 10^-3 дополнительных полюсов, 10^-3 обмотки возбуждения компенсационной обмотки, 10^-3	R_я R_дп R_в R_ко	8,25 1,85 2,38 4,65
9. Число витков обмотки независимого возбуждения	W
10. Магнитный поток одного полюса, Вб 10^-2	Ф_н	10,06

Таблица 2.2 – технические данные двигателя МПЭ-450-900-1

Наименование параметра	Обозначение	Величина
1. Номинальная мощность, кВт	P_н
2. Номинальное напряжение, В	U_н
3. Номинальный ток, А	I_н
4. Номинальная частота вращения, об/мин	n_н
5. Напряжение возбуждения, В	U_в
6. Ток возбуждения, А	I_в	22,1
7. Число пар полюсов	2p
8. Сопротивление при 15 С, Ом; обмотки якоря, 10^-3 дополнительных полюсов, 10^-3 компенсационной обмотки, 10^-3	R_я R_дп R_ко	5,5 1,3 4,43
9. Момент инерции якоря, кгм²	J_дв

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Таблица 2.3 – параметры экскаватора ЭКГ-12,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Наименование параметра	Обозначение	Величина
1. Емкость ковша, м³	Е	12,5
2. Длина стрелы, м	L_с	18,0
3. Длина рукоятки, м	L_р	13,4
4. Угол наклона стрелы, град.
5. Масса рукоятки, т	m_р	19,0
6. Масса ковша, т	m_к	30,0
7. Геометрические размеры ковша, м: длина ширина высота	l_к b_к h_к	3,83 3,26 3,90
8. Высота оси пяты стрелы, м	В	4,85
9. Высота напорного вала, м	H_в	10,1
10. Диаметр каната, м	d_к
11. Высота экскаватора, м	H	15,63
12. Максимальная высота черпания, м	H_max	15,08
13. Вылет рукояти максимальный, м	l_max	13,38
14. Диаметр барабана подъемной лебедки, м	R_п	1,400
15. Диаметр кремальерной шестерни напорного механизма, м	R_ш	-
16. Диаметр напорного барабана, м	R_н	1,4
17. Передаточное отношение механизма i_н подъёма 25,41 Продолжение таблицы 2.3
18. Номинальная скорость м/с подъема ковша движения рукоятки	V_п V_н	1,10 0,85
19. Расчетная продолжительность цикла, с	Т_ц
20. Максимальное усилие на блоке ковша, кН	F_п^max	1274,0
21. КПД механизма подъёма	_п	0,84

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

3. Расчет механической части электропривода

Определяем количество электродвигателей в приводе: согласно данным [2], табл. 2.2 на электропривод подъёма ковша экскаватора карьерного ЭКГ-12.5 приходится 1 привод.

Рассчитаем номинальную угловую частоту вращения электродвигателя и номинальный момент.

Номинальный момент электродвигателя:

Задаемся коэффициентом превышения момента двигателя в переходных режимах пуска над номинальным = 2

Определяем стопорный момент всех электродвигателей в приводе:

По данным таблицы 2.3 определяем приведенный к валу двигателя момент инерции гружёного ковша второй массы:

где: - передаточное отношение механизма подъёма; m_k – масса ковша; R_б– радиус барабана лебёдки.

Определим коэффициент передачи передаточной функции звена «вторая масса» в именованных и относительных единицах

а нормированная передаточная функция:

Определим коэффициент передачи передаточной функции звена «первая масса» в именованных единицах и относительных единицах приведённый момент сопротивления для копающих механизмов находят из выражения:

Дифференциальному уравнению движения механической части двигателя

М₁– М₁₂=

Соответствует передаточная функция:

где: – приведённый к валу двигателя момент в упругой связи между первой и второй сосредоточенными массами; – суммарный момент инерции якорей двигателей и жёстко связанных с ними механизмов, кг·м², вычисляется по формуле:

где: 1,2 – коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора, муфт и барабана лебёдки ( для копающих механизмов); – момент инерции якоря двигателя, кг·м².

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Определим по данным из таблицы 2.2 суммарный момент инерции электрических двигателей привода и жестко связанных с ним механизмов, передаточная функция соответствует нормированная передаточная функция:

Рассчитаем жесткость упругого звена по известным данным из таблицы 2.3.

Модуль упругости стали:

Для канатных механизмов экскаваторов предварительно рассчитываем коэффициент линейной жесткости каната:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

где: Е_к– модуль упругости стали, Е_к ( 110 …. 140)·10⁶, Н/м²;

– расчётная длина каната, м; S – площадь сечения проволок определяем по формуле:

здесь - коэффициент заполнения сечения каната; d_k – диаметр каната, м; число канатов в приводе.

Рассчитаем жесткость упругого звена, приведенную к валу двигателя

Рассчитаем параметры передаточной функции упругого звена в именованных и относительных единицах. Для этого рассчитаем коэффициент внутреннего демпфирования

Передаточная функция упругого звена равна:

где: – коэффициент крутильной жёсткости упругого звена, Н·м/рад; _1, ₂ – угловое перемещение первой и второй сосредоточенных масс; – коэффициент внутреннего демпфирования, Н·м·с/рад.

Нормированная передаточная функция упругого звена равна:

Составим расчетную схему двух массовой механической системы, поэлементную алгоритмическую структурную схему и преобразованную структурную схему по каналу M – ₂.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Рисунок 2 – расчетная схема двух массовой механической системы где:

У₁ = 0,0036 кгм²

У₂ = 0,0371 кгм²

=0,865 кНм

Определяем соотношение масс и частоту собственных колебаний (частоту резонанса) механической системы:

Определяем круговую частоту ₀=2f₀,связаную со значением жёсткости формулой:

где: – приведённый к валу двигателя момент инерции поворотной платформы с ковшом второй массы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

4. Расчет силовой части электропривода

Рисунок 3 – структурная схема электропривода

Значительное влияние на характер процессов силовой части электропривода оказывает внутренняя обратная связь по ЭДС вращения, темп изменения которой зависит от темпа изменения частоты вращения якоря электродвигателя, определяемым в свою очередь, моментом инерции вращающихся масс электродвигателя.

Расчет параметров силовой части электропривода выполняют по схеме замещения (рис. 4) в предположении, что электропривод содержит один генератор и соединенный с ним один электродвигатель

Рисунок 4. Схема замещения силовой части электропривода

Определим суммарное сопротивление обмоток якоря генератора и двигателя, учитывая схему соединения, по паспортным данным электрических машин (таблица 2.1 и таблица 2.2):

Определим индуктивность якорных обмоток генератора и двигателя:

Рассчитаем угловую номинальную скорость генератора:

где: – номинальная частота вращения генератора, об/мин.

индуктивность якорных обмоток двигателя:

Рассчитаем угловую номинальную скорость двигателя:

Определим суммарную индуктивность якорных обмоток генератора и двигателя:

Рассчитаем постоянную времени обмотки якоря эквивалентных генератора и двигателя как отношение суммарной индуктивности к суммарному сопротивлению:

Рассчитаем параметры передаточной функции якорной цепи в именованных и относительных единицах:

Рассчитаем номинальную ЭДС генератора:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Определим коэффициент передачи якорной цепи в именованных единицах:

параметры передаточной функции якорной цепи в относительных единицах:

Определим коэффициент усиления генератора:

Определим постоянную времени передаточной функции обмотки возбуждения генератора:

Определим параметры передаточной функции обмотки возбуждения генератора в именованных и относительных единицах:

Рассчитаем линейный коэффициент усиления звена генератор:

где: – напряжение возбуждения генератора; – номинальная ЭДС генератора.

Нормированная передаточная функция генератора:

Рассчитаем в именованных и относительных единицах коэффициент передаточной функции обмотки возбуждения генератора:

Номинальная ЭДС двигателя равна:

где: – номинальное напряжение двигателя, В; – номинальный ток двигателя, А; – суммарное сопротивление цепи якоря двигателя, Ом.

Если максимальный (стопорный) ток двигателя известен, то

где: – требуемое значение напряжения ТП.

В реальном электроприводе всегда выполняется условие , что позволяет не производить подробный расчёт преобразователя и принять:

где: – номинальное выходное напряжение тиристорного преобразователя.

где: и - требуемые коэффициенты ТП; – номинальное напряжение управления.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

5. Расчет и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы.

5.1 Рассчитываем и строим нагрузочные диаграммы и тахограммы механизма подъёма ковша экскаватора ЭКГ-12.5

5.1.1 Расчет режима груженого ковша при подъёме

Определим момент инерции двигателя и редуктора:

Определим приведенный момент инерции груженого ковша:

Определим максимальный момент двигателя подъёма ковша:

Определим момент сил сопротивления груженого ковша:

На основании формул приведения определим угловую скорость вала двигателя для приводов подъёма:

где: V_н– линейная скорость ковша,м/с; R_б– радиус барабана (кремальеной шестерни), м.

Определим длительность разгона груженого ковша:

Определим длительность торможения груженого ковша:

Определим расчетный путь подъёма ковша:

Определим путь пройденный груженым ковшом за время разгона:

Определим путь груженого ковша за время торможения:

Определим путь проходимый груженым ковшом с установившейся скоростью:

Определим время движения груженого ковша с установившейся скоростью:

Определяем общее время подъёма груженого ковша:

Строим нагрузочные диаграммы и тахограммы режима подъёма

5.1.2 Расчет режима спуска ковша

Определяем приведенный момент инерции порожнего ковша, который принимаем в размере 1/3 от веса груженого ковша:

Определим момент, обусловленный статичным сопротивлением при спуске порожнего ковша:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Далее выполняем расчет разгона порожнего ковша аналогично расчету подъёма груженого ковша:

Определим длительность торможения порожнего ковша:

Определим путь порожнего ковша за время торможения:

Определим путь ковша за время разгона:

где: – номинальная скорость подъёма ковша, м/с.

Определим путь проходимый ковшом с установившейся скоростью:

Определим время спуска ковша с установившейся скоростью:

Определяем общее время спуска ковша:

Строим диаграмму и тахограмму по результатам

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Заключение

В настоящей квалификационной научной работе дано новое решение актуальной научной задачи заключающейся в установлении зависимостей формирования рациональных динамических параметров трансмиссии однодвигательного привода ходового механизма карьерного экскаватора, при его эксплуатации в различных горнотехнических условиях, в зависимости от жесткостных и диссипативных характеристик электромеханической системы привода ходовой тележки.

Установлено, что основным недостатком ходового механизма карьерных экскаваторов с приводом от одного электродвигателя (постоянного тока) двух бортовых передач является сложность и прерывистость управления потоками мощности при его маневрах в забое. Это объясняется тем, что активацию зубчатых муфт управления потока мощности от однодвигательного привода к бортовым передачам можно осуществить только при неработающем электродвигателе.

Разработан и систематизирован массив принципиальных конкурентных схем трансмиссии ходового механизма экскаватора с приводом от одного электродвигателя с имплантированными в их структуру трехзвенными дифференциалами.

Разработана принципиальная конструкция инновационной трансмиссии однодвигательного привода ходового механизма карьерного экскаватора, позволяющая осуществлять:

- перемещение и поворот ходовой тележки в забое активацией тормозов эпициклов дифференциалов;

- эффективную коррекцию динамических параметров электромеханической системы привода ходового механизма упругодемпфирующими элементами (УДЭ), воспринимающими статические и динамические нагрузки от крутильных колебаний движущего момента привода.

Разработана многопараметрическая математическая модель определения уровня технической производительности карьерного экскаватора в функции

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

коэффициента динамичности привода его ходовой тележки, позволяющая установить уровень забойной производительности экскаватора от коэффициента динамичности электромеханической системы привода его ходовой тележки, с учетом неравномерности вращения ведущего колеса гусеничного движителя.

Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы:Исследовать ресурс упругодемпфирующих элементов в двухветвевой трансмиссии однодвигательного привода ходового механизма карьерного экскаватора.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Введение

Горнодобывающая промышленность России на современном этапе характеризуется дальнейшим развитием открытого способа разработки полезных ископаемых. Преобладающее значение открытые разработки уже приобрели при добыче руд черных и цветных металлов, горно-химического сырья и строительных материалов.

Парк горных и транспортных машин, занятых в сфере горного производства открытым способом, требует качественных изменений за счет увеличения единичной мощности машин и грузоподъемности работающих с ними в технологической цепочке средств транспорта; создания более безопасного, надежного в эксплуатации и ремонтопригодного оборудования, обладающего комфортностью для экипажа и удобством в управлении, превосходящего по своим технико-экономическим показателям лучшие отечественные и зарубежные образцы техники.

Россия была первой из европейских стран, где начали применять экскаваторы. Уже в 1845 – 1851 гг. на строительстве железной дороги «Москва – Санкт-Петербург» работали 4 экскаватора. В 1903 г. на Путиловском заводе были созданы первые отечественные конструкции механических лопат на железнодорожном ходу. Но настоящее развитие отечественное экскаваторостроение получило лишь при советской власти, и особенно после Великой Отечественной войны. В годы довоенных пятилеток было изготовлено несколько тысяч одноковшовых экскаваторов. Строятся машиностроительные заводы: Ковровский, Костромской, Воронежский, Уральский по выпуску горной техники.

В настоящее время производство одноковшовых экскаваторов в странах СНГ в основном сосредоточено на следующих предприятиях: Новокраматорском (НКМЗ) и Донецком (ДМЗ) машиностроительных заводах (Украина); ГП «Крастяжмаш», а также ОАО «УЗТМ» и ОАО «Ижорские заводы», которые известны как открытое акционерное общество «Объединенные машиностроительные заводы» (группа «УРАЛМАШ-ИЖОРА) (Россия).

Производительность горных машин, в значительной степени зависит от надежности работы приводов исполнительных механизмов, подвергающихся в процессе эксплуатации воздействию знакопеременных нагрузок. В результате этого ускоряется износ деталей привода, в ряде случаев возникают усталостные разрушения. Следовательно, снижение динамичности работы механизмов машины можно рассматривать как один из способов повышения их долговечности и надежности.

В свою очередь основным недостатком однодвигательного привода механизма хода экскаватора является сложность и прерывистость управления потоками мощности при маневрах в забое, причем динамические нагрузки значительно превышают их расчетные значения, что приводит к повышенному числу отказов элементов трансмиссии и гусеничных движителей. Поэтому разработка комплекса научно-технических мероприятий для обоснования и выбора динамических параметров однодвигательного привода ходового механизма карьерных экскаваторов, находящихся в эксплуатации в различных горнотехнических условиях в зависимости от их конструктивных, кинематических и силовых характеристик является актуальной научной задачей для машиностроительного комплекса РФ, решение которой позволит создать карьерный экскаватор, соответствующий современному уровню технико-экономических показателей.

В результате выполненных ими исследований были предложены различные пути снижения динамических нагрузок в металлоконструкциях и приводах машин для открытых горных работ. Однако сегодня в технической литературе, практически не нашли отражения вопросы связанные как с установлением влияния динамических параметров привода ходового механизма на уровень технической производительности экскаватора, так и вопросы снижения динамических нагрузок в трансмиссии привода ходового механизма.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

В связи с этим исследования направленные на обоснование и выбор динамических параметров однодвигательного привода ходового механизма экскаватора сегодня остаются по-прежнему актуальными.

Целью работы является установление зависимостей формирования рациональных динамических параметров – жесткости и демпфирования электромеханической системы однодвигательного привода ходового механизма карьерного экскаватора.

Задачи исследования. Цель достигается решением следующих основных задач:

• разработкой многопараметрической математической модели уровня технической производительности карьерного экскаватора, с учетом его технологических, конструктивных, эксплуатационных и динамических параметров.

• установлением рациональных динамических параметров (жёсткости и демпфирования) упруго – демпфирующего устройства;

• установлением вида критерия характеризующего влияние жесткостных и демпфирующих параметров на уровень колебаний нагрузки в приводе ходового механизма;

• разработкой комплекса научно-технических мероприятий для обеспечения рациональных динамических параметров однодвигательного привода ходового механизма карьерного экскаватора.

Научное значение работы заключается в установлении зависимостей:

• энерговооруженности, теоретической энергоемкости и удельной материалоемкости конструкций карьерных экскаваторов от их веса;

• коэффициента динамичности электромеханической системы привода ходовой тележки экскаватора от отношения вынужденных и собственных частот колебаний при её перемещении по подошве уступа и повороте;

• забойной производительности карьерного экскаватора от его конструктивных и динамических параметров привода ходового механизма в различных горнотехнических условиях эксплуатации.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Список используемой литературы

1. Носырев М.Б., Карякин А.Л. «Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов». 1987

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

2. Ключев В.И., Теория электропривода. 2001

3. Н.Г. Домбровский и др. Оборудование для открытых горных разработок за рубежом // Под общ. ред. проф. Н.Г.

4. Домбровского, изд-во «Машиностроение», Москва,1961, 199 с.

5. Д. И. Федоров, Б. А. Бондарович, В.И.Перепонов Надежность металлоконструкций землеройных машин. Методы оценки и расчета. Москва, «Машиностроение», 1971, 216 с.

6. В.В. Ржевский, Ю.И. Анистратов, С.А. Ильин Открытые горные работы в сложных условиях. Москва.: Изд-во «Недра», Москва – 1964, 194с.

7.Ю.Я. Вуль и др. Одноковшовые экскаваторы НКМЗ, Москва, Из-во «Недра», Москва -1978, 189 с.

8. В.И. Супрун и др. Перспективная техника и технология для производства открытых горных работ: Учебн. Пособие // под общ. ред. проф. Л.А.Пучкова и В.Фотта Москва.: Изд. «МГГУ», 1996. 222 с.

9. Н.Г. Домбровский, Ю.Л. Картвелишвили, М.И. Гальперин Строительные машины. Учебник для вузов. В двух частях. Ч. 1-я, М.: «Машиностроение», 1976, 392 с.

10. Л.Б. Гейлер Основы электропривода. Мн., «Высшая школа», 1972, 608 с.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

7. Характеристика хода экскаватора

Рисунок 5 - Зависимость забойной производительности от коэффициента скорости хода экскаватора: ЭКГ-5А - 1, ЭКГ-8И - 2, ЭКГ-12.5 - 3, ЭКГ-20 – 4

Рисунок 6 - Зависимость забойной производительности от коэффициента, учитывающего готовность транспортной системы обслуживающей экскаватор: ЭКГ-5А - 1, ЭКГ-8И - 2, ЭКГ-12.5 - 3, ЭКГ-20 - 4 при значении коэффициента скорости хода: минимальной – а; максимальной – б.

8. Кинематическая схема ЭКГ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ТЭ-ЭЭТ4-2.0156.2016.КР

Рисунок7 - Кинематическая схема трансмиссии с приводом от одного электродвигателя (постоянного тока) двух бортовых передач ходового механизма карьерного экскаватора конструкции ОАО «УРАЛМАШЗАВОД»: I,II,III – валы зубчатых пар редуктора; IV- выходной вал редуктора; V,VI – входные валы бортовых передач