К. т. н. М.А Жуманов, студенты Г.Д Сулейменова, З.Б Сыдыков

Казахский Национальный Технический Университет

им К.И Сатпаева, Казахстан

Усовершенствование конструкции ходовой части погрузочно-транспортной машины  TORO 501 DL

     Погрузочно-транспортная машина TORO 501 DL  фирмы «Тамрок » (Финляния) предназначенна для работы на очистной выемке полезных ископаемых и проведение подготовительных выработок.

     Машина состоит из силовой установки, ходовой части с шарнирно – сочленненой рамой на пневмоколесном ходу, ковшового погрузочного органа, кабины управления.

       Привод машины осуществляется от дизельного двигателя, оборудованного системой очистки выхлопных газов каталическим дожигателем.

   Расчет и опыт эксплуатации TORO 501 DL на рудниках Джезказгана свидетельствуют о целесообразности и эффективности применения такого типа  ПТМ (с ковшом 5.75-7.0 м³) на горнопроходческих  работах.

    Но, к сожалению, опыт эксплуатации показали, что не все узлы и системы  погрузочно-транспортной машины TORO 501 DL  в тяжелых условиях  эксплуатации шахт Жезказгана работают надежно. Анализ  простоев погрузочно-транспортных машин TORO 501 DL в условиях Джезказганских рудников по корпорации «Казахмыс» приведен в таблице 1.
Таблица 1

Анализ простоев парка погрузочно-транспортной машины

TORO 501 DL

Причины

Часов

%

ППР

777,6

29,1

ДВС

78,2

2,9

Шины

1066

40,0

Диски колес

47,5

1,8

Шпильки

0,8

0,02

Гидравлика

47,15

1,8

Гидрошланги

26,2

1,0

Гидротрансформатор

13

0,5

Рама

3

0,1

Сцепка

23,5

0,9

Мосты

62

2,3

Пальцы балансира

419,4

15,74

Бортовой редуктор

4,5

0,2

Электрооборудование

15,9

0,6

Пульт управления

4

0,1

Аварийные

76

2,8

Всего

2668

100

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Судя по таблице 1 основные отказы,  приходятся на ходовую часть погрузочно-транспортной машины TORO 501 DL, а именно на пальцы балансира приходится 14-16 % отказов.

Происходит это вследствие низкого уровня дорог в шахтах Джезказгана. На пальцы балансира воздействует резко имеющаяся нагрузка. Приводит это к разбиванию посадочного отверстия полурамы и преждевременной остановки погрузочно-транспортной машины TORO 501 DL. Поэтому ходовая часть погрузочно-транспортной машины TORO 501 DL  нуждается  в модернизации и усилении для сложных горно-геологических условии подземных рудников Джезказгана и также модернизировать таким образом, чтобы это было доступно сделать в условиях завода горно-шахтного оборудования (ЗГШО) корпорации при низкой себестоимости материалов.

   Как было отмечено выше на пальцы балансира, приходится большинство отказов, в связи с этим нами предлагается новая конструкция пальца балансирной подвески.

   Палец, установленный фирмой изготовителем, имеет ряд недостатков  в условиях шахт Джезказгана:

    - маленькую посадочную длину в балансирующую подвеску;

    - слабое крепление

    - отдельное изотовление фланцев осложняет демонтажные и сборочные работы;

   -высокую себестоимость;

    -невозможность изготовления пальца в наших условиях из-за высокой стоимости стали марки. Ст. 40Х.

       Предлагаемый нами палец балансира имеет ряд преимуществ:

   -увеличенную длину посадки в полураму и балансирующую подвеску, что увеличивает соприкосновение элементов подвески с пальцем балансира;

   - усилено крепление пальца балансира за счет добавочного приварного фланца;

    - цельнолитая конструкция облегчает работы при сборке;

     - возможность изготовления в условиях ЗГШО  из стали марки Ст45;

     - низкая себестоимость.

Расчет пальца на статическую прочность при изгибе:

=M/0,1  ≤

где     - расчетное напряжение изгиба в опасном сечении пальца;                                                       

          M -изгибающий момент в опасном сечении пальца;

           d - Диаметр пальца;

            -допустимое напряжение на изгиб.

Максимальное напряжение на изгиб для пальцев изготовленных из Ст 45 по  ГОСТ-1050-88 при d=100 мм ,  =65МПа.

Максимальный изгибающий момент в опасном сечении пальца:

M=F=Qa/2

где     Q-нагрузка  воспринимаемая пальцем;

a-     опасное сечение пальца.

M=50, 5∙∙0, 18/2=4540 H/м

==45432098 Н⁄=45,4 МПа

Условие на статическую прочность при изгибе:

≤ 

45,4 МПа≤  65МПа-выполняется.

Расчет на статическую  прочность при кручении:

=T/0,2  ≤

где     - расчетное напряжение кручения в опасном сечении пальца;

          T - Крутящий момент в опасном сечении пальца;

           - допустимое напряжение при кручении в опасном сечении пальца.

=0,5∙=0, 5∙65=32, 5 МПа

==26,3 МПа

Условие на статическую прочность  при кручении:

≤

26,3МПа≤ 32,5 МПа - выполняется.

Расчет на сопротивление усталости для пальца:

 =

где           - коэффицент запаса прочности при изгибе;

                 - коэффицент запаса прочности при кручении.

=

=

где      и  -  коэффициенты  концентрации напряжении при изгибе и кручении;

              -амплитуды циклов при изгибе и кручении;

             - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

            - коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

 и  - коэффициенты чувствительности к ассиметрии цикла напряжении.

Предел выносливости при изгибе:

Предел выносливости при кручении:

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений от состояния поверхности пальца 

Общие  эффективные коэффиценты концентрации напряжений:

Значение коэффицента     при  d≥100 мм из Ст. 45 =0,59 при изгибе , =0,64  при кручении;

Значение коэффицента   при  =600…800   из Ст. 45  =1,6 при изгибе, =1,7 при кручении;

Значение коэффицента ,  при =520…750,   =0,05; =0.

Амплитуды циклов при изгибе и кручении:

                            

                                  

=

 

=

 

 =

 

=2,25

 

Условие на прочность:

 

S≥

 

2, 95≥2, 25 выполняется

 

Следовательно, материал, из которого  изготовлен палец, и подобранный диаметр вполне удовлетворяют по условию прочности.

    Экономический эффект предлагаемого пальца по предварительным расчетам будет весьма высок, на 40 % дешевле фирменного.

 

Литература

1.     Жакенов Г.К.Техническая эксплуатация самоходного дизельного оборудования в подземных условиях. Жезказган: Издательство ЖезУ,1997,205 с.

2.     Жуманов М.А.Очистные и проходческие комплексы самоходных машин подземных рудников. Джезказган: АО ЖезУ,204,149 с.

3.     Гузенков П.Г.Детали машин. М.:Высшая школа,1982, 351 с.

4.     Ф.Р. Геккер, В.М.Шарипов, Г.М.Щеренков. Сцепление транспорта и тяговых машин-М: Машиностроение 1989,304 с