CC BY
5
УДК 621.878
doi 10.24411/2221-0458-2022-102-56-62
ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ПОГРУЗОЧНО-ДОСТАВОЧНОЙ МАШИНЫ
Саая С-С.Ш.
Тувинский государственный университет, Кызыл
JUSTIFICATION OF THE OPTIMAL PARAMETERS OF THE WORKING EQUIPMENT OF THE LOAD-DELIVERY MACHINE
S-S.Sh. Saaya Tuvan State University, Kyzyl
В данной статье исследованы основные факторы влияющие на работу рабочего оборудования погрузочно-доставочной машины марки ПДМ-4, выявлены недостатки несущей конструкции данной модели ПДМ-4, выбрана другая технология производства коррозионно-устойчивую в агрессивных условиях, обоснованы рациональное и оптимальное рабочее оборудование ПДМ-4 на основе технологических процессов, а также выполнена компоновка конструкций ковша погрузочно-доставочной машины ПДМ-4. Рассматриваются решения на примере ковша погрузочно-доставочной машины ПДМ-4, такие как технологические процессы раскрой металла, листовой гибки, токарной обработки, сборки и сварки, контроля качества, покраски, наплавки. В современное время подземная разработка месторождений активно развивается. Приоритетом является самоходная техника, а именно погрузочно-доставочная машина, которая играет большую роль в развитии подземной разработки. Поэтому разработка новых видов подземных горных машин является актуальной темой в развитии науки.
Ключевые слова: подземная геотехнология; активный рабочий орган погрузочно-доставочной машины; горные машины; ковш; гидромолот; бутобой
In this article, the main factors affecting the operation of the working equipment of the load-dump machine of the PDM-4 brand are investigated, as well as the shortcomings of the supporting structure of this PDM-4 model are identified, another corrosion-resistant production technology is selected in aggressive conditions, rational and optimal working conditions are substantiated. equipment PDM-4 based on technological processes, the layout of the bucket structures of the load-dump machine PDM-4 was completed.
Such solutions are considered on the example of the bucket of a PDM-4 load-dump machine, such as technological processes for cutting metal, sheet bending, turning, assembly and welding, quality control, painting, surfacing. In modern times, underground mining is actively developing. The priority is self-propelled equipment, namely the load-dump machine, which plays a big role in the development of underground mining. Therefore, the development of new types of underground mining machines is a hot topic in the development of science.
Keywords: underground geotechnology; active working body of a loading and hauling machine; mining machines; bucket; hydraulic hammer; quarry
В «Энергетической стратегии России» развитие промышленности играет важнейшую роль в экономике страны. Одним из приоритетных направлений является горное дело, которая в свою очередь зависит от производительности горного производства и бесперебойной работы горной техники. Выбор оптимальных параметров самоходной техники позволит восстановить и уменьшить сроки ремонтных работ, что позволит повысить эффективность работы горного предприятия и положительно отразится на условиях труда работников. Целью данного исследования является рабочее оборудование погрузочно-доставочной машины (ПДМ), а именно рабочее оборудование данной машины. На примере Сибири рассмотрим модель ПДМ-4, которая наиболее подходящая по классификации рыхления грунта.
Для достижения поставленной цели, необходимо выявить недостатки несущей конструкции данной модели ПДМ-4, выбрать другую технологию производства коррозионно-устойчивую в агрессивных условиях, выбрать рациональное и оптимальное рабочее оборудование ПДМ-4 на основе технологических процессов.
К недостаткам относится высокая стоимость рабочего оборудования, в результате чего приводят к большим затратам и снижает технико-экономические показатели горного производства.
Для разработки оптимальных параметров рабочего оборудования погрузочно-доставочной машины марки ПДМ-4, рассмотрим технологический процесс производства ковша ПДМ-4. Проект данной машины ПДМ-4 рассчитана на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от -70 до +35 °С
Рис. 1. Погрузочно-доставочная машина ПДМ-4 1 - самоходное шасси на пневмошинах; 2 - задняя полурама; 3 - двойной шарнир; 4 - передняя
полурама; 5 - грузонесущий ковш
Оптимальные параметры достигаются за счет проведения технологических процессов изготовления ковша погрузчика, который состоит из следующих последовательных операций: раскроя металла, листовой гибки, токарной обработки, сборки и сварки, контроля качества, покраски, наплавки.
Основные элементы ковша ПДМ-4, изготавливаемого по базовому варианту, в процессе эксплуатации подвергаются механическому воздействию, что приводит к износу режущих частей. Режущие элементы в базовом варианте ковша
изготавливались из стали 09Г2С, который служит только 6 месяцев, благодаря процессам восстановлению и наплавки, срок службы ковша увеличивался ещё на 3% в год.
В рамках лабораторных занятий проведены работы по разработке нового вида ковша, который будет служить в 2 раза больше и оптимален в сравнении с базовым вариантом. В связи с этим была изменена конструкция с более технологичной формой, внедрена новая конструкционная формула.
Режущая часть ковша нож из стали 09Г2С наиболее подвержен износу в агрессивных условиях. Для того чтобы продлить срок эксплуатации, необходимо режущие элементы заменить на другой нож, на стали марки Hardox. В результате технологических процессов выделяются высоко-абразивные износостойкие стали марки Hardox производства концерна со Швеции. Показатели стали Hardox характеризуются сочетанием высоких значений твердости, ударной вязкости и свариваемости металла, благодаря которым ковши из стали Hardox обладают высокой износостойкостью, устойчивостью к деформациям и растрескиванию в сочетании с относительно низкой массой, что, в конечном итоге, положительно отражается на производительности ПДМ.
В первую очередь в технологическом процессе производится раскрой металла, листовая гибка, токарная обработка, сборка и сварка, контроль качества затем покраска.
Для раскрытия листового
металлопроката вырезают на гильотинных ножницах, и производится
резка металла кислородно-пропановым резаком в зависимости от толщины деталей. Основные детали, которые подвергаются износу и коррозии выделены красным на рис 2. Все детали ковша вырезают по отдельности, чтобы получить детали основных конструкций. Далее процесс называется листовая гибка металла, которая осуществляется на листогибочном вальце, другого радиуса в отличии от базового варианта. В токарной обработке необходимо получить оптимальные геометрические параметры по методике изготовления деталей с требуемой шероховатостью. Вариант находит применение для кронштейна ковша. После изготовления деталей начинается процесс сборки и сварки ковша, которая начинается с зачистки. Затем после зачистки идет предварительная сборка. Детали ковша нужно соединить и прихватить ручной дуговой сваркой, чтобы убедиться в отсутствии деформации. Только после этого происходит полная сварка изделия.
Рис. 2. Основные конструкции деталей, подвергающиеся к износу
Порядок сборки и сварки ковша выглядит следующим образом:
1) К боковине прихватывают пластину.
2) Сборка дна и боковин с пластиной.
3) К пластине и дну присоединяют режущие элементы.
Далее производится контроль качества сварных, проверяют качество поставляемого металла, соблюдение технологии резки и сварки металла на соответствие всех геометрических размеров изделия, качество сварных швов, качество покраски.
Последующей технологией изготовления является покраска деталей, что в свою очередь изготовляется с помощью оборудования для безвоздушного окрашивания.
В процессе технологического процесса, сталь проходит закалку и отпуск, в следствие чего проверяют на устойчивость материала ко всем видам.
В результате всех технологических операций, детали подвергающиеся износу заменены на высоколегированную горячекатаную сталь, которая относится к
Библиографический список 1. Саая, С-С. Ш. Обновление нормативов и организационных действий по поддержанию работоспособности погрузочно -доставочных машин на месторождении Межегей. Текст : непосредственный // Вестник Тувинского
классу конструкционных сталей
твердостью от 350 до 650 НВ. Такая технология позволит продлить срок службы ПДМ-4 на 2 раза больше, чем аналог моделируемой машины.
При компоновке деталей выявлены возможные дефекты, поэтому
рекомендовано изменение геометрии сварного соединения. Возможны трещины, скопление пор, свищи, газовые полости, зазоры, выпуклости, уменьшение катета углового шва и наплывы. В связи с этим предлагается нож сваренный под углом 5%, который рекомендован к эксплуатированию на территории Сибири в подземных рудниках в условиях тяжелого износа.
Выше из перечисленных
технологических мероприятий выбран рациональный подход к решению оптимальных параметров и обоснован новый вид оборудования непосредственно из числа предлагаемых конструкций, который в свою очередь существенно повысить качество рабочего оборудования погрузочно-доставочной машины ПДМ-4 на 2 раза эффективнее чем предыдущая аналогичная машина.
государственного университета. №3 Технические и физико-математические науки. 2021. № 4 (86). С. 6-13. 2. Саая, С-С. Ш. Исследование надежности нормативов и обновления нормативов погрузочно-доставочных машин. Текст :
непосредственный // Вестник Тувинского государственного университета. №3 Технические и физико-математические науки. 2020. № 4 (70). С. 41.
3. Саая, С-С. Ш. Исследования зубьев ковша погрузочно-доставочных машин и их армирование. Текст : непосредственный // Вестник Тувинского государственного университета. №3 Технические и физико-математические науки. 2019. № 4 (54). С. 2530.
4. Саая, С-С. Ш. Создание устройства для рабочего оборудования гидравлического экскаватора / С-С. Ш. Саая, О. О. Куулар. Текст : непосредственный // Вестник Тувинского государственного университета. №3 Технические и физико-математические науки. 2018. № 3 (38). С. 20.
5. Куулар, О. О. Разработка конструкции ковша прямой мехлопаты для экскавации мерзлых пород / О. О. Куулар, С-С. Ш. Саая. Текст : непосредственный // Естественные и технические науки. 2016. № 12 (102). С. 181184.
6. Лунин, В. С. Качество и надежность -прежде всего. Ковши для погрузочно-доставочных машин / В.С. Лунин. Текст : непосредственный // Горная промышленность. 2013. №60 (112). С. 66-67.
7. Саая, С-С. Ш. К вопросу надежности экскаваторов ЭКГ-5А в Тувинской горнорудной компании / С-С. Ш. Саая, О. О. Куулар, А. В. Гилев. Текст : непосредственный // Естественные и технические науки. 2019. № 3 (129). С. 187189.
8. Саая, С-С.Ш. Проблемы и перспективы развития Каа-Хемского месторождения. Текст : непосредственный // Вестник Тувинского государственного университета. №3 Технические и физико-математические науки. 2019. № 3 (46). С. 12-22.
9. Исследование мощности пласта Каа-Хемского месторождения / С-С. Ш. Саая, О. О. Куулар. Текст : непосредственный // Вестник Тувинского государственного университета. №3 Технические и физико-математические науки. 2019. № 3 (42). С. 5870.
References
1. Saaya S.-S.Sh. Obnovlenie normativov i organizacionnyh dejstvij po podderzhaniju rabotosposobnosti pogruzochno-dostavochnyh mashin na mestorozhdenii Mezhegej [Updating the standards and organizational actions to maintain the performance of load-and-dump machines at the Megegey deposit]. Vestnik of Tuvan State University. Iss.3 Technical and physical and mathematical sciences. 2021. No. 4 (86). pp. 6-13. (In Russian)
2. Saaya S.-S.Sh. Issledovanie nadezhnosti normativov i obnovlenija normativov pogruzochno-dostavochnyh mashin [Investigation of the reliability of standards and updating the standards of loading and delivery machines]. Vestnik of Tuvan State University. Iss.3. Technical and physical and mathematical sciences. 2020. No. 4 (70). P. 41. (In Russian)
3. Saaya S.-S.Sh. Issledovanija zub'ev kovsha pogruzochno-dostavochnyh mashin i ih armirovanie [Research of bucket teeth of loading-dump machines and their reinforcement]. Vestnik of Tuvan State University. Iss 3. Technical and physical and mathematical sciences. 2019. No. 4 (54). pp. 25-30. (In Russian)
4. Saaya S-S.Sh., Kuular O.O. Sozdanie ustrojstva dlja rabochego oborudovanija gidravlicheskogo jekskavatora [Creation of a device for the working equipment of a hydraulic excavator]. Vestnik of Tuvan State University. Iss 3. Technical and physical and mathematical sciences. 2018. No. 3 (38). P. 20. (In Russian)
5. Kuular O.O., Saaya S.-S.Sh. Razrabotka konstrukcii kovsha prjamoj mehlopaty dlja
jekskavacii merzlyh porod [Development of the design of a bucket with a straight shovel for excavation of frozen rocks]. Estestvennye i tehnicheskie nauki [Natural and technical sciences]. 2016. No. 12 (102). pp. 181-184. (In Russian)
6. Lunin V.S. Kovshi dlja pogruzochno-dostavochnyh mashin [Quality and reliability come first. Buckets for loading and hauling machines]. Gornaja promyshlennost [Mining]. 2013. No. 60 (112). pp. 66-67. (In Russian)
7. Saaya S.-S.Sh., Kuular O.O., Gilev A.V. K voprosu nadezhnosti jekskavatorov JeKG-5A v Tuvinskoj gornorudnoj kompanii [On the issue of reliability of excavators EKG-5A in the Tuva Mining Company]. Estestvennye i tehnicheskie
nauki [Natural and technical sciences]. 2019. No. 3 (129). pp. 187-189. (In Russian)
8. Saaya S.-S.Sh. Problemy i perspektivy razvitija Kaa-Hemskogo mestorozhdenija [Problems and prospects for the development of the Kaa-Khem deposit]. Vesnik of Tuvan State University. Iss.3. Technical and physical and mathematical sciences. 2019. No. 3 (46). pp. 12-22. (In Russian)
9. Saaya S.S.Sh., Kuular O.O. Issledovanie moshhnosti plasta Kaa-Hemskogo mestorozhdenija [Study of the reservoir thickness of the Kaa-Khem deposit]. Vesnik of Tuvan State University. Iss.3.Technical and physical and mathematical sciences. 2019. No. 3 (42). pp. 58-70. (In Russian)
Саая Сай-Суу Шолбановна, старший преподаватель кафедры Транспортно-технологические средства, Тувинский государственный университет, Кызыл, е-mail: sai-suu2014@yandex.ru
Sai-Suu Sh. Saaya, Senior Lecturer of the Department of Transport and Technological Means, Tuvan State University, Kyzyl, Russia, е-mail: sai-suu2014@yandex.ru
Статья поступила в редакцию 1.12.2022
