Надежность рабочего оборудования экскаваторов ЭКГ и пути ее
повышения. Часть 3. Численный анализ напряженного состояния и
прочности элементов металлоконструкций и узлов экскаваторов
Реферат
Введение 6
1 Численный расчет трёхмерной модели стрелы экскаватора ЭКГ-12,5 7
1.1 Характеристика конструкции стрелы экскаватора ЭКГ -12,5 7
1.2 Численный расчет верхней секции стрелы экскаватора ЭКГ-12,5 9
1.3 Численный расчет нижней секции стрелы экскаватора ЭКГ-12,5 29
1.4 Сравнение результатов аналитического и численного расчетов 45
1.4.1 Сравнение результатов аналитического и численного расчетов
верхней секции стрелы 45
1.4.2 Сравнение результатов аналитического и численного расчетов
нижней секции стрелы 57
2 Трехмерная модель двуногой стойки экскаватора ЭКГ-12,5 70
2.1 Численный расчет двуногой стойки экскаватора ЭКГ-12,5 71
3 Трехмерная модель седлового подшипника экскаватора ЭКГ-12,5 98
3.1 Численный расчет седлового подшипника экскаватора ЭКГ-12,5 100
4 Безопасность жизнедеятельности 105
4.1 Правила безопасности при выемочно-погрузочных работах 105
4.2 Обеспечение безопасности при эксплуатации электроустановок 106
4.3 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 107
4.4 Безопасная жизнедеятельность во время ремонтных работ 108
4.5 Требования по борьбе с пылью, вредными газами и радиационной
безопасности 110
5 Экономическая часть 118
5.1 Сетевая модель выполнения работы 118
Заключение 123
Список использованных источников 124
Приложение А Слайды презентации 127
При анализе напряженно-деформированного состояния силовых элементов конструкций технических объектов широко используются расчетные модели, включающие в себя описание геометрии и граничных условий (расчетная схема), и аналитические выражения, позволяющие получить замкнутые решения для вычисления искомых величин (деформаций и напряжений). Эти модели построены с использованием ряда предположений, упрощений и допущений. В связи с этим аналитические решения, полученные с использованием таких моделей, предположительно характеризуются некоторой, чаще всего неизвестной погрешностью.
Под аналитическими решениями в настоящей работе понимаются аналитические выражения для вычисления приближенных решений по упрощенным расчетным моделям.
В качестве одного из способов повышения надежности деталей и узлов карьерных экскаваторов можно использовать более точный способ расчетов на прочность, и за счет этого обнаруживать перегруженные конструктивные зоны, которые потенциально могут привести к отказам при эксплуатации. Такие методы расчета называют численными.
Применение современных CAE-систем и численных методов моделирования конструкций в этой ситуации следует рассматривать не как альтернативу классическому подходу, а дополнение к нему, позволяющее не столько повысить точность количественных оценок напряженного состояния, сколько достичь более высокого уровня системности понимания результатов. Последнее выражается в более глубоком понимании работы элементов конструкции, установлении и оценке количественного влияния факторов, определяющих отличия результатов аналитических и численных решений.
В данной дипломной работе, для анализа силовых потоков и расчетных нагрузок, разработаны численные модели верхней и нижней секции стрелы, двуногой стойки и седлового подшипника экскаватора ЭКГ-12,5. Получены результаты усилий в каждом соединении элементов и приведена методика расчета усилий в соединениях элементов двуногой стойки. Это способствует повышению надежности путем повышения точности расчетов на прочность, и за счет этого можно обнаруживать перегруженные конструктивные зоны, которые потенциально могут привести к отказам при эксплуатации.
В результате численного расчета установлены перегруженные конструктивные зоны в верхних и нижних секциях стрелы, которые не не было возможности установить аналитическим расчетом.
Это объясняет актуальность применения современных CAE-систем и численных методов моделирования конструкций, и что в этой ситуации следует рассматривать не как альтернативу классическому подходу, а дополнение к нему, позволяющее не столько повысить точность количественных оценок напряженного состояния, сколько достичь более высокого уровня системности понимания результатов.
Так же было выявлено, что при штатных условиях эксплуатации элементы седлового подшипника не испытывают больших напряжений. Предположительно, накопление повреждений происходит при динамическом нагружении и возникновении нештатных ситуаций (удар ковшом о забой или транспортное средство, падение негабарита на ковш в забое, работа поворотного механизма при рукояти, не выведенной из забоя и др.) Разработанная модель седлового подшипника может быть использована для дальнейших расчетов в указанных ситуациях.
