Горной машины на примере карьерного экскаватора

Решаяосновные задачи исследования динамики горных машин, внешней и внутренней динамики машин, изложенные в разделе 1.4, строится приведенная эквивалентная модель машины и задаются основные силы, действующие на элементы модели. Для этого, как правило, требуется исчерпывающая информация об источниках динамических нагрузок, генерирующих колебания основных узлов машины.

Динамические нагрузки горных машин, как правило, имеют случайный характер с широкополосным частотным спектром. Для исследований таких нагрузок целесообразно применять современные частотные анализаторы, позволяющие получать статистически достоверные амплитудно-частотные спектры при как можно узкой полосе пропускания фильтров анализатора Δ f_э. Например, узкополосные спектры и разностные спектры получить с помощью узкополосного анализатора в реальном времени типа 2031 фирмы «Брюль и Къер» [1].

Результаты узкополосного анализа в реальном времени при Δ f_э = 2,5 Гц приведены на рис. 2.3-2.7 при работе различных агрегатов – источников вибрации экскаватора.

Для удобства анализа полученных данных узкополосные спектры расположены на рисунках в порядке убывания максимальных величин зарегистрированных уровней вибрации. Из рисунков видно, что наиболее интенсивным источником колебаний среди оборудования экскаватора ЭКГ-8И является трехмашинный агрегат (рис. 2.3), который генерирует интенсивную вибрацию уровнем 116 дБ на дискретной частоте 25 Гц из-за плохой балансировки вращающихся масс. Следующим по интенсивности является редуктор подъема. Уровни виброскорости на нем достигают 103-106 дБ в области частот 0,2-35 Гц (рис. 2.4). Далее следуют: редуктор механизма поворота – 92-96 дБ в диапазоне 0,2-25 Гц (рис.2.5); редуктор механизма напора – 89-90 дБ в диапазоне 0,2-25 Гц (рис.2.6) и четырехмашинный агрегат – 87 дБ на частоте 12 Гц (рис.2.7).

Рис. 2.3. Узкополосный спектр виброскорости рамы трехмашинного агрегата

Рис. 2.4. Узкополосный спектр виброскорости лапы редуктора механизма подъема

Рис. 2.5. Узкополосный спектр виброскорости фланца редуктора механизма поворота

Рис. 2.6. Узкополосный спектр виброскорости лапы редуктора механизма напора

Рис. 2.7. Узкополосный спектр виброскорости рамы четырехмашиннрго агрегата

Рис. 2.8. Разностный спектр виброскорости V₁ – V₂ кресла машиниста: V₁ – при работе механизма подъема; V₂ – преобразовательных агрегатов.

Рис. 2.9. Разностный спектр V₁ – V₂ виброскорости кресла машиниста: V₁ – при работе механизма поворота;V₂ – преобразовательных агрегатов.

Рис. 2.10. Разностный спектр V₁ – V₂ виброскорости кресла машиниста: V₁ – при работе механизма напора;V₂ – преобразовательных агрегатов.

В результате проведенных исследований разностных спектров (рис.2.8-2.10) установлено, что закономерности передачи колебаний оборудованию экскаватора под действием различных источников вибрации примерно одинаковы для всех исследованных объектов (электрических шкафов управления, силового трансформатора, осветителей кузова, прожекторов, кресла машиниста). Поэтому покажем эти закономерности на примере разностных спектров* одного объекта – кресла машиниста.

Кроме того, анализируя характер спектров, можно сделать вывод о том, что колебания преобразовательных агрегатов имеют полигармонический характер с явно выраженными дискретными частотными составляющими во всем исследуемом частотном диапазоне.

В табл. 2.3 приведены паспортные данные числа оборотов и частоты вращения электродвигателей преобразовательных агрегатов и силовых механизмов экскаватора ЭКГ-8И.

Сопоставляя данные табл.2.3 и характер спектров, рис.2.3- 2.7, видно, что максимальные амплитуды на частотах первых гармоник соответствуют частотам вращения (основные колебания):

Таблица 2.3