Прогнозирование износа инструмента на основе корреляционного моделирования параметров вибрации температуры и механических свойств сцепления
Ключевые слова:
карьерные экскаваторы, зубья ковшей, абразивный износ, режимы эксплуатации, горные породы, износостойкость, техническое обслуживаниеАннотация
Проблема интенсивного изнашивания зубьев ковшей карьерных экскаваторов представляет значительную техническую и экономическую задачу в горнодобывающей промышленности. Настоящее исследование посвящено комплексному анализу влияния различных режимов эксплуатации на скорость износа режущих элементов горнотранспортного оборудования. В ходе работы установлено, что интенсивность изнашивания зубьев определяется совокупностью факторов, включающих механические свойства разрабатываемых горных пород, параметры рабочих циклов экскаватора, температурные условия эксплуатации и химический состав материала зубьев. Исследование проводилось на базе крупного карьера с использованием экскаваторов типа ЭКГ-10 и ЭКГ-15 в условиях разработки железорудных месторождений. Применялась методика многофакторного анализа с контролем абразивности горных пород по индексу Серкара, измерением твердости материалов зубьев методом Роквелла и оценкой износа объемно-весовым методом. Результаты показали, что при работе в породах с индексом абразивности выше 4,5 интенсивность износа возрастает в 2,8 раза по сравнению со стандартными условиями. Установлена прямая корреляция между частотой рабочих циклов и скоростью износа с коэффициентом детерминации R² = 0,847. Выявлено, что оптимизация режимов нагружения позволяет снизить интенсивность изнашивания на 35-42% при сохранении производительности оборудования. Полученные зависимости позволяют прогнозировать ресурс зубьев и оптимизировать графики технического обслуживания карьерных экскаваторов, что имеет существенное практическое значение для повышения эффективности горных работ
Библиографические ссылки
Гадолина И.В., Побегайло П.А., Крицкий Д.Ю., Папич Л. Уточнение инженерной методики оценки скорости износа элементов рабочих органов экскаваторов // Надежность. 2019. Т. 19. № 1. С. 18-23.
Иванов С.Л., Иванова П.В., Кувшинкин С.Ю. Оценка времени работы перспективного модельного ряда карьерных экскаваторов в реальных условиях эксплуатации // Записки Горного института. 2020. Т. 242. С. 228-233.
Побегайло П.А., Крицкий Д.Ю., Гильманшина Т.Р. Износ элементов карьерных экскаваторов: анализ современного состояния // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 2. С. 64-74.
Ativor G., Temeng V.A., Ziggah Y.Y. Predicting abrasive wear in excavator bucket teeth using cutting-edge vector machines and artificial neural networks // Ghana mining journal. 2024. Vol. 24. № 1. pp. 92-108.
Dadhinch S., Bodin U., Andersson U. Key challenges in automation of earth-moving machines // Automation in construction. 2016. Vol. 68. pp. 212-222.
Das B., Sawrav K., Singh S.B., Bandyopadhyay P.P. Tribological behaviour of the hardfacing alloys utilised to fabricate the wear parts of an excavator bucket // Transactions of the IMF. 2021. Vol. 99. № 3. pp. 153-161.
Dong Z., Jiang F., Tan Y., Wang F., Ma R., Liu J. Review of the modeling methods of bucket tooth wear for construction machinery // Lubricants. 2023. Vol. 11. № 6. pp. 253.
Fernandez J.E., Vijande R., Tucho R., Rodriguez J., Martin A. Materials selection to excavator teeth in mining industry // Wear. 2001. Vol. 250-251. pp. 11-18.
Ismail R., Muhammad Z., Jamari J., Bayuseno A.P. Designing and wear testing of excavator bucket teeth for the need of Indonesian mining // ARPN Journal of engineering and applied sciences. 2020. Vol. 15. № 1. pp. 21-26.
Keles A., Yildirim M. Improvement of mechanical properties by means of titanium alloying to steel teeth used in the excavator // Engineering science and technology, an international journal. 2020. Vol. 23. № 1. pp. 117-125.
Kritskii D.U., Pantelik M., Pobegailo P.A., Gadolina I.V., Papic L. Determining the impact of cutting elements state on the bucket-wheel excavator vibration and energy consumption // Journal of vibration engineering & Technologies. 2022. Vol. 10. № 8. pp. 3283-3294.
Ng F., Harding J. A., Glass J. An eco-approach to optimise efficiency and productivity of hydraulic excavator // Journal of cleaner production. 2015. Vol. 112. pp. 3966-3976.
Pereira M.P., Barnett M.R. Discrete element method simulation of impact-abrasion wear for excavator bucket teeth // Wear. 2021. Vol. 484-485. pp. 203-826.
Suryo S.H., Bayuseno A.P., Jamari J., Ramadhan G. Simulation of excavator bucket pressuring through finite element method // Civil engineering journal. 2018. Vol. 4. № 3. pp. 584-596.
Suryo S.H., Bayuseno A.P., Jamari J., Wahyudi A.I. Analysis of rake angle effect to stress distribution on excavator bucket teeth using finite element method // Civil engineering journal. 2017. Vol. 3. № 12. pp. 1222-1234.
Suryo S.H., Widyanto S.A., Paryanto P., Mansuri A.S. Hardness optimization of heat treatment process of bucket teeth excavator // Civil engineering journal. 2018. Vol. 4. № 2. pp. 384-398.
