Импульсно-ударные составляющие динамических

нагрузок на примере карьерного экскаватора

В результате исследований [1] было установлено, что ударные импульсы виброскорости присутствуют только во время выполнения экскаватором операции черпания, и имеют в основном треугольную форму (85% зарегистрированных импульсов) и реже трапециевидную или в форме ступенчатого скачка скорости без выраженного пика. При этом записывались большие длительности реализаций по 2-3 полных цикла погрузки (50-60с). В табл. 3.1 приведены эти данные, полученные на экскаваторе ЭКГ-8И №79, НКГОКа, при погрузке скальной горной массы в автосамосвалы (d_ср =250мм, k _p=1,3). Из таблицы видно, что на поворотную платформу экска-ватора передаются также ударные импульсы ускорения длительностью от 0,5 до 47,5 мс и величиной от 0,2 до 84,9 м/с². Все зарегистрированные импульсы имеют различную длительность, следовательно, их можно расценивать как одиночные, непериодические ударные нагрузки в пределах одного цикла черпания. Сравнивая ударные импульсы по ускорению с предельными по ГОСТ 16962-71значениями видно,

что все импульсы меньше допустимых величин. В то же время по ГОСТ 17516-72 всякие импульсно-ударные воздействия не допустимы.

Для общей оценки импульсно-ударных нагрузок рассмотрим количество, а также средние значения длительности и величины импульсов (табл. 3.1). Из этих данных видно, что по оси х зарегистрировано число ударных импульсов – 6. По оси z число ударных импульсов в 1,5 раза больше, чем по оси х. Кроме того, по оси z импульсы в 4-6 раз более интенсивны по величине и имеют в 1,5-2,8 раза более “жесткое” воздействие за счет их меньшей длительности.

В дальнейшем подробный анализ ударных импульсов в зависимости от горнотехнических условий осуществлялся только на записях осциллограмм в процессе операций черпания. Результаты обработки экспериментальных данных приведены на рис. 3.3. Из рисунка видно, что ударные импульсы ускорения отсутствуют только при очень хорошем дроблении горной массы (кусковатость с d_ср £ 100 мм).

При увеличении кусковатости d_ср ³ 200 мм по осям х и z приходится не менее 10-20 ударных импульсов величиной 3-5 м/с² . При этом наибольшая величина ударных импульсов по виброускорению составляет 9-11 м/с², а количество равно 20-50 за одну операцию черпания, при k_p = 1,3-1,4 и d_ср = 500-600 мм.

Еще более значительно возрастают импульсно-ударные нагрузки при ухудшении коэффициента разрыхления горной массы k_p < 1,2. В этом случае, например по оси z при k_p = 1,05, величина ударных импульсов достигает 16 м/с², а их количество доходит до 80-90 импульсов за каждую операцию черпания.

Рис. 3.3. Характеристики ударных импульсов на поворотной платформе экскаватора ЭКГ-8И при различном коэффициенте разрыхления и кусковатости породы забоя в среднем по осям х, z:

По форме полученных графиков (рис. 3.3) видно, что количество и величина ударных импульсов ускорения возрастает линейно с увеличением кусковатости горной массы забоя при постоянном коэффициенте разрыхления, а с увеличением ее коэффициента разрыхления при постоянной кусковатости – уменьшение приближено к экспоненте.