Оценка долговечности металлоконструкций экскаваторов ЭКГ-10 при наличии трещин

Металлические конструкции экскаваторов при разработке взорванных и невзорванных горных пород испытывают циклические нагрузки, которые вызывают образование и развитие трещин. В основном трещины возникают из дефектов сварных швов. Несмотря на периодический приборный контроль сварных швов (ультразвуковой, рентгеновский, акустико-эмиссионный и т.д.), трещины при определенных обстоятельствах могут приводить к аварийным ситуациям. Различные условия забоев, подготовки взрывом горных пород, состояния металлоконструкций приводят к различной скорости развития трещин, что невозможно оценить интуитивно. Требуются сведения о параметрах развития трещин в зависимости от внешних условий. Проведенные исследования влияния взрывной подготовки забоев к экскавации показали, что на скорость развития трещин в металлоконструкциях экскаваторов влияют средний диаметр куска во взорванном развале пород и размер блоков в невзорванных породах. При этом меняется характер нагружения. Наличие сведений о скоростях роста трещин в металлоконструкциях экскаватора позволяет своевременно устанавливать момент разрушения экскаватора и производить своевременную постановку его на ремонт.

Насонов М. Ю., Юнгмейстер Д. А., До Дык Чонг Оценка долговечности металлоконструкций экскаваторов ЭКГ-10 при наличии трещин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 11. – С. 67–79. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2022_11_0_67.

Насонов Михаил Юрьевич¹ — д-р техн. наук, доцент, профессор, e-mail: nasonov-m@spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-8529-1913,
Юнгмейстер Дмитрий Алексеевич¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: iungmeister@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-7858-8340,
До Дык Чонг¹ — аспирант, e-mail: ductrongiemm@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-9105-9491,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

До Дык Чонг, e-mail: ductrongiemm@gmail.com.

1. Хлыбов А. А. Оценка накопления повреждений в конструкционных металлических материалах акустическими методами для обеспечения безопасной эксплуатации технических объектов: Автореф. дис. докт. техн. наук. — М., 2011. — 33 с.

2. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н., Линник В. Ю. Оценка влияния абразивности горных пород на параметры породоразрушающих машин // Записки Горного института. — 2019. — Т. 240. — С. 621—627. DOI: 10.31897/pmi.2019.6.621.

3. Мислибаев И. Т., Махмудов А. М., Махмудов Ш. А. Теоретическое обобщение режимов функционирования и моделирование эксплуатационных показателей работы экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 1. — С. 102—110. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-102-110.

4. Великанов В. С. Прогнозирование нагруженности рабочего оборудования карьерного экскаватора по нечетко-логистической модели // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 29—36. DOI: 10.31897/pmi.2020.1.29.

5. Курганов В. М., Грязнов М. В., Колобанов С. В. Оценка надежности функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов в карьере // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 10—21. DOI: 10.31897/pmi.2020.1.10.

6. Kuvshinkin S. U., Zvonarev I. E., Ivanova P. V. Relationship of dynamic properties of mine excavator hoisting mechanism versus design parameters of operating equipment // Journal of Physics: Conference Series. 2018, vol. 1118, no. 1, pp. 1—5. DOI: 10.1088/1742-6596/ 1118/1/012054.

7. Богданов А. П., Гайнуллин А. А., Ефимов А. А., Левкович Р. В., Наумов Д. С., Окулов К. Ю. Дефекты металлоконструкции карьерных экскаваторов // Universum: технические науки. — 2015. — № 11. — С. 1—25. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/defektymetallokonstruktsii-kariernyh-ekskavatorov (дата обращения: 20.04.2022).

8. Грабский А. А., Сергеев В. Ю., Грабская Е. П. Обоснование выбора стратегии технического обслуживания и ремонтов карьерных экскаваторов // Уголь. — 2021. — № 2. — С. 14—17. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-2-14-17.

9. Bolobov V. I., Chupin S. A. About the use of 110G13L steel as a material for the excavator bucket teeth // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019, vol. 378, no. 1, article 012005. DOI:10.1088/1755-1315/378/1/012005.

10. Сероштан В. И., Гаах Т. В. Процесс образования трещин в металлоконструкциях грузоподъемных кранов // Известия ТулГУ. — 2016. — № 5. — С. 213—220.

11. Шишлянников Д. И., Иванов С. Л., Звонарев И. Е., Зверев В. Ю. Повышение эффективности применения выемочных и транспортирующих машин комбайновых комплексов калийных рудников // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 9. — С. 116—124. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-9-0-116-124.

12. Fadeev D., Ivanov S. Features of the walking mechanism of a floating platform autonomous modular complex for the extraction and processing of peat raw materials / Scientific and Practical Studies of Raw Material Issues. Proceedings of the Russian-German Raw Materials Dialogue: A Collection of Young Scientists Papers and Discussion, 2019. London: CRC Press / Taylor & Francis Group, 2020, pp. 239—243. DOI: 10.1201/9781003017226-33.

13. Krasnyy V. A., Maksarov V. V., Maksimov D. D. Improving the wear resistance of piston rings of internal combustion engines when using ion-plasma coatings // Key Engineering Materials. 2020, vol. 854, рр. 133—139. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.854.133.

14. Семенов В. В. Работа стальных элементов и конструкций с трещинами, живучесть инженерных конструкций, имеющих трещины // Молодежный вестник ИрГТУ. — 2014. — № 3. — С. 3—4.

15. Manyele S. Investigation of excavator performance factors in an open-pit mine using loading cycle time // Engineering. 2017, vol. 9, pp. 599—624. DOI: 10.4236/eng.2017.97038.

16. Макаров А. П., Шевченко А. Н., Павлов А. М. Определение критической длины трещины в металлоконструкциях карьерных экскаваторов // Вестник ИрГТУ. — 2015. — № 12. — С. 57—63.

17. Никитин И. С., Бураго Н. Г., Никитин А. Д., Якушев В. Л. Определение критической плоскости и оценка усталостной долговечности при различных режимах циклического нагружения // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. — 2017. — № 4. — С. 238—252. DOI: 10.15593/perm. mech/2017.4.15.

18. Горбовец М. А., Ходинев И. А., Рыжков П. В. Оборудование для проведения испытаний на малоцикловую усталость при «жестком» цикле нагружения // Труды ВИАМ. — 2018. — № 9. — С. 51—60. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-9-51-60.

19. Шутова М. Н., Евтушенко С. И., Гонтаренко И. В. Определение надежности и категории технического состояния поврежденных металлических конструкций на основе численного эксперимента // Известия вузов: Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2018. — № 4. — С. 98—104.

20. Сараев Ю. Н., Безбородов В. П., Гладковский С. В., Голиков Н. И. О повышении надежности металлических конструкций при эксплуатации в условиях низких климатических температур посредством комплексного применения современных методов модифицирования зоны сварного соединения // Сварочное производство. — 2016. — № 9. — С. 3—9.

21. Шибанов Д. А., Иванов С. Л., Емельянов А. А., Пумпур Е. В. Оценка показателей работоспособности карьерных экскаваторов в реальных условиях эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 86—94. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-86-94.

22. Skibin G. M., Shutova M. N., Evtushenko S. I., Chutchenko I. A. Reliability increase of running gears elements of mining traction locomotives using finite-element analysis package // IOP Conference Series: Earth and Environ-mental Science. 2017, vol. 87, no. 2, article 022021. DOI: 10.1088/1755-1315/87/2/022021.

23. Агафонов К. В. Способы снижения рисков при эксплуатации подъемно-транспортного оборудования ракетных и ракетно-космических комплексов в послегарантийный период с применением неразрушающего контроля методом акустической эмиссии // Современная техника и технология. — 2016. — № 4. — С. 5—9.

24. Войченко К. Ю., Ремшев Е. Ю., Силаев М. Ю., Глушко А. Н. Исследование возможностей оценки качества нагруженных металлических конструкций акустическими методами неразрушающего контроля // Металлообработка. — 2014. — № 3. — С. 10—15.

25. Лахова Е. Н. Методика прогнозирования работоспособности критически нагруженных объектов машиностроения: Автореф. дис. канд. техн. наук. — СПб., 2012. — 18 с.

26. Антонова Ю. В., Гудовичев В. В., Раенко А. В., Борчев К. С., Саралидзе З. У., Соколов С. В. Методика оценки несущей способности и остаточного ресурса элементов конструкций // Научный журнал. — 2016. — № 2. — С. 28—36.

27. Карзов Г. П., Леонов В. П., Тимофеев Б. Т. Сварные сосуды высокого давления. — М.–Л.: Машиностроение, 1982. — 287 с.

28. Shibanov D. A., Ivanov S. L., Shishkin P. V. Digital technologies in modeling and design of mining excavators // Journal of Physics: Conference Series. 2021, vol. 1753, no. 1, article 012052. DOI: 10.1088/1742-6596/1753/1/012052.