Оценка остаточного ресурса крупномодульных зубчатых передач горных машин на основе измерения их поверхностной твердости
Диссертация
Актуальность работы. Ремонт и замена крупномодульных зубчатых передач горных машин сопровождается выводом из эксплуатации основного производственного оборудования технологической цепи машин, что ведет к значительным потерям. Достоверная оценка остаточного ресурса зубчатых передач горных машин, по результатам проводимой в рамках технического обслуживания диагностики состояния крупномодульных… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ГОРНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ОТКРЫТЫХ ГОРНЫХ РАБОТ
- 1. 1. Нагрузки и условия работы горных машин
- 1. 2. Трансмиссии горных машин
- 1. 3. Крупномодульные открытые зубчатые передачи горных машин
- 1. 4. Мероприятия по повышению долговечности трансмиссий горных машин
- 1. 5. Изменение твердости поверхностного слоя элементов зубчатых передач экскаватора типа ЭКГ
- 1. 6. Обзор и классификация процессов деградации механических свойств металла
- 1. 7. Кинетика разрушения материалов зубчатых колес
- 1. 8. Энергетический подход в оценке остаточного ресурса
- Выводы по главе
- Задачи исследования
- ГЛАВА 2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ТРАНСМИССИЙ ГОРНЫХ МАШИН НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ ПОВЕРХНОСТНОЙ ТВЕРДОСТИ ИХ ЗУБЬЕВ
- 2. 1. Оценка контактной и изгибной выносливости зубьев
- 2. 1. 1. Расчет зубьев на контактную прочность
- 2. 1. 2. Расчет зубьев на прочность при изгибе
- 2. 2. Оценка износа зубьев зубчатого колеса
- 2. 3. Энергетический ресурс зубчатой передачи
- 2. 4. Оценка остаточного ресурса зубчатых колес с учетом эволюции поверхностной твердости их зубьев
- 2. 4. 1. Накопление деформационной поврежденности зубьев зубчатых колес горных машин на основе взаимного превращения дефектов кристаллического строения их материла
- 2. 4. 2. Изменение твердости поверхности, как показатель остаточного ресурса зубчатой передачи
- 2. 4. 3. Оценка остаточного ресурса зубчатого колеса по результатам измерений твердости
- 2. 1. Оценка контактной и изгибной выносливости зубьев
- 3. 1. Программа экспериментальных исследований. Обработка данных
- 3. 2. Выбор параметров образцов и оборудования
- 3. 3. Маятниковый стенд
- 3. 3. 1. Описание и принцип работы стенда
- 3. 3. 2. Физические и геометрические параметры стенда
- 3. 3. 3. Экспериментальная оценка затухающих колебаний
- 3. 4. Оценка геометрических параметров образцов после разрушения растяжением
- 3. 5. Оценка изменения твердости образцов
- 3. 5. 1. Оценка твердости образцов, разрушенных растяжением
- 3. 5. 2. Оценка твердости образцов после разрушения на маятниковом стенде
- 3. 5. 3. Математическая обработка результатов экспериментов на маятниковом стенде
- 3. 5. 4. Оценка твердости медных образцов после разрушения
- 3. 5. 5. Оценка твердости после разрушения стандартных образцов
- 3. 6. Оценка твердости шестерен
- 3. 6. 1. Измерения твердости поверхностного слоя зуба шестерни
- 3. 6. 2. Измерения твердости поверхностного слоя зуба колеса
- 4. 1. Методика определения остаточного ресурса зубчатого колеса крупномодульной зубчатой передачи горной машины
- 4. 2. Методика определения остаточного ресурса зубчатого колеса при эксплуатации трансмиссии в горной машине
Список литературы
- Александров Ю.В. Ресурсные испытания металла длительно эксплуатируемых трубопроводов / Ю. В. Александров, A.C. Кузьбожев, Р. В. Агиней. СПб.: «Недра», 2011. — 304 с.
- Андреева Л.И. К вопросу мониторинга условий эксплуатации и технического состояния экскаваторов цикличного действия / Л. И. Андреева, Т. И. Красникова, A.A. Андреев, К. О. Хан // Горное оборудование и электромеханика. 2012. — № 5. — С. 29−32.
- Андреева Л.И. Оценка технического состояния экскаваторов для определения целесообразности их дальнейшей эксплуатации / Л. И. Андреева, В. А. Коростылев, К. О. Хан // Горное оборудование и электромеханика. 2011. — № 6. — С. 12−16.
- Балина О.В. Влияние усталостного нагружения в малоцикловой области на структуру и свойства трубных сталей / О. В. Балина, И. М. Ковенский, В. В. Нассонов // Известия вузов. Машиностроение. 2008. — № 3. — С.41−46.
- Балина О.В. Структура и свойства труб и насосных штанг после механического нагружения / О. В. Балина, В. В. Нассонов, И. М. Ковенский, Л. Н. Нассонова // Известия вузов. Нефть и газ. -2004. -№ 5.-С. 156−161.
- Безъязычный В.Ф. Экспериментальное подтверждение малоцикловой усталостной природы фреттинг-изнашивания поверхностных слоев металлов / В. Ф. Безъязычный, Б. М. Драпкин, Р. В. Любимов, М. В. Тимофеев. // Трение и износ. 2000. — Т. 2. — № 3. — С. 9−16.
- Бетехтин В. И Пластическая деформация и разрушение кристаллических тел. Сообщение 1. Деформация и развитие микротрещин / В. И. Бетехтин, В. И. Владимиров, А. Г. Кадомцев, А. И. Петров // Проблемы прочности. 1979. — № 7. — С. 38−45.
- Бетехтин В.И. Пластическая деформация и разрушение кристаллических тел. Сообщение 2. Деформация и развитие микротрещин / В. И. Бетехтин, В. И. Владимиров, А. Г. Кадомцев,
- A.И. Петров // Проблемы прочности. 1979. — № 8. — С. 51−57.
- Бовтало Я.Н. Влияние деформации и схемы напряженного состояния на механические свойства стали / Я. Н. Бовтало, Ю. К. Филиппов,
- B.Н. Игнатенко // Известия ТулГУ. 2010. — Ч. 1. — С. 108−115.
- Богатых Н.Э. Теоретическое обоснование эксплуатации по техническому состоянию и возможности контроля качества выпускаемых шестеренных насосов / Н. Э. Богатых // Вестник МГТУ «Станкин». Научно рецензируемый журнал. М.: МГТУ «Станкин», 2010.-№ 3.-С. 53−56.
- Бреннер В.А. Повышение ресурса бесцепных систем подачи угледобывающих комбайнов / В. А. Бреннер, Л. В. Лукиенко -Новомосковск: Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделева. Новомосковский институт, 2004. 204 с.
- БритаревВ.А. Горные машины и комплексы / В. А. Бритарев, В. Ф. Замышляев. -М.: «Недра», 1984. 288 с.
- Геккер Ф.Р. Динамические процессы в трибосистемах / Ф. Р. Геккер // Международная конф. «Надежность и качество в промышленности, энергетике и на транспорте» сб. трудов, часть 2. Самара: СамГТУ НИИПНМС, 1999.-С. 19−20.
- Герцбах И.Б. Модели отказов / И. Б. Герцбах, Х. Б. Кордонский. М.: «Советское радио», 1966. — 166 с.
- ГолдобинВ.А. Анализ прочности зубьев эвольвентных передач со смещением исходного контура / В. А. Голдобин, A.A. Пустовой // Машинопроизводство: материалы 10-ой региональной научно-методической конференции. Донецк: ДонНТУ, 2008. — С. 14−16.
- ГОСТ 21 571–76. Система технического обслуживания и ремонта техники. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин.
- ГОСТ 23.205−79. Обеспечение износостойкости изделий. Ускоренные ресурсные испытания с периодическим форсированием режима.
- ГрешновВ.М. Инженерная физическая модель деформируемости металлов / В. М. Грешнов, Ю. А. Лавриненко, A.B. Напалков // Кузнечно-штамповочное производство. 1998. — № 7. — С. 5−9.
- Дерюга И.Ф. Исследование напряженного состояния изношенных зубьев прямозубых колес при изгибе / И. Ф. Дерюга // Известия ТПИ.- 1970.-Т. 173.-С. 64−68.
- Докукин A.B. Статистическая динамика горных машин / A.B. Докукин, Ю. Д. Красников, З. Я. Хургин. М.: Машиностроение, 1978.-239 с.
- Долинский Е.Ф. Обработка результатов измерений / Е. Ф. Долинский.- М.: Изд. Стандартов, 1973. 192 с.
- Дорошев Ю.С. Повышение технологической надежности карьерных экскаваторов: монография / Ю. С. Дорошев, С. В. Нестругин. -Владивосток: изд. ДВГТУ, 2009. 194 с.
- Елизаветин M.JI. Повышение надежности машин / M.JI. Елизаветин. М.: Машиностроение, 1973. — 430 с.
- Зайков В.И. Эксплуатация горных машин и оборудования / В. И. Зайков, Г. П. Берлявский, М.: Издательство МГГУ, 2000. 258 с.
- Звонарев И.Е. К вопросу оценки ресурса механических трансмиссий машин энергетическим методом / И. Е. Звонарев, C. J1. Иванов, A.C. Фокин // Горное оборудование и электромеханика. 2011. — № 8. -С. 38−41.
- Ибатуллин И.Д. Кинетика усталостной повреждаемости и разрушения поверхностных слоев: монография / И. Д. Ибатуллин. -Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2008. 387 с.
- Иванов C.JI. Повышение ресурса трансмиссий горных машин на основе оценки энергонагруженности их элементов / C. J1. Иванов. -СПб.: Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет), 1999. 92 с.
- Иванов C.JI. К экспериментальной оценке энергоресурса элементов трансмиссий машин / C.JI. Иванов, A.C. Фокин, И. Е. Звонарев // Современные проблемы машиностроения: труды VI Международной научно-технической конференции. Томск, 2011. — С. 77−80.
- Иванов C.JI. Основы расчетного определения энергоресурса редукторов горных машин / C.JI. Иванов // Горный журнал. 1997. -№ 11.-С. 29−30.
- Иванов C.JI. Оценка энергоресурса элементов трансмиссий / C.JI. Иванов, A.C. Фокин, И. Е. Звонарев // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 9-ой международной научно-практической конференции. Воркута, 2011. — С. 268−272.
- Иванова B.C. Синергетика и фракталы. Универсальности механического поведения материалов / B.C. Иванова, И. Р. Кузеев, М. М. Закирничная. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. — 363 с.
- Иванова B.C. Разрушение металлов / B.C. Иванова. М.: Металлургия, 1979. — 168 с.
- Износ деталей сельскохозяйственных машин / М. М. Севернев и др. -Л.: «Колос», 1972.-287 с.
- Исследование твердости металла труб при нагружении изгибом / A.C. Кузьбожев, Р. В. Агиней и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2009. — Т. 75. — № 7. — С. 47−50.
- Кантович Л.И. Горные машины: учебник для техникумов / Л. И. Кантович, В. Н. Гетопанов. M.: Недра, 1989. — 304 с.
- Квагинидзе B.C. Экскаваторы на карьерах. Конструкции, эксплуатация, расчет. Учебное пособие / B.C. Квагинидзе, Ю. А. Антонов, В. Б. Корецкий. M.: МГГУ, 2009. — 409 с.
- Когаев В.П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность / В. П. Когаев, H.A. Махутов, А. П. Гусенков. М.: Машиностроение, 1985. -223 с.
- Колеснеченко В.В. Справочник молодого машиниста бульдозера, скрепера, грейдера / В. В. Колеснеченко. М.: Высш. шк., 1988. -224 с.
- Колмогоров B. J1. Напряжение, деформации, разрушение / B.JI. Колмогоров. М.: Металлургия, 1970. — 230 с.
- Коломийцев М.Д. Методы определения ресурса горных машин / М. Д. Коломийцев, Б. С. Маховиков // Записки СПГГИ. 1993. — Т. 138.-С. 84−94.
- Коломийцев М.Д. Эксплуатация горных машин и автоматизированных комплексов / М. Д. Коломийцев. JL: Ленинградский горный ин-т, 1986. — 96 с.
- Кох П. И. Надежность и долговечность одноковшовых экскаваторов / П. И. Кох. М.: «Машиностроение», 1966. — 133 с.
- Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский, М. Н. Добычин, B.C. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. — 525 с.
- Красников Ю.Д. Повышение надежности горных выемочных машин / Ю. Д. Красников, C.B. Солод, Х. И. Хазанов. М.: Недра, 1989. -215 с.
- Кузнецов В.Д. Физика резания и трения металлов и кристаллов. Избранные труды / В. Д. Кузнецов. М.: Наука, 1977. — 310 с.
- Леликов О.П. Прогнозирование ресурса передаточных механизмов по критерию износа / О. П. Леликов, Б. П. Нажесткин // Инженерный журнал. Справочник, 1999. № 5. — С. 24−31.
- Львов Д.С. Путь в XXI век: стратегические проблемы и перспективы российской экономики / рук. авт. колл. Д. С. Львов. М.: ОАО Изд. «Экономика», 1999. — 583 с.
- Малныч A.A. Модели для определения сроков отказа узлов и деталей кузнечно-штамповочных машин / A.A. Малныч, В. Г. Шибаков,
- A.Г. Исавнин // Материалы 5-ой международной научно-практической конференции «Научный потенциал на свете». София, 2009.-Т. 9.-С. 17−27.
- Малныч A.A. Методы классификации узлов кривошипных прессов по прогнозирующим моделям / A.A. Малныч, В. Г. Шибаков,
- B.В. Мороз // Научнотехнический и производственный журнал «Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением». М.: 2009. — № 8. — С. 39−44.
- Марченко Е.А. О природе разрушения поверхности металлов при трении / Е. А. Марченко. М.: Наука, 1979. — 118 с.
- Михлин В.М. Методические указания по прогнозированию технического состояния машин / В. М. Михлин, A.A. Сельцер. М., ОНТИ ГОСНИТИ, 1972. — 61 с.
- Надежность горных машин и комплексов / A.B. Топчиев, В. Н. Гетопанов, В. И. Солод и др. М.: Недра, 1968. — 88 с.
- Новости ИРГТУ: Чучуй A.A. Системы управления надежностью горных машин разрабатывают в ИрГТУ / A.A. Чуйчуй. электронный ресурс. URL: http://www.istu.edu/news/12 016 (дата обращения: 27.04.2013)
- Объединенные машиностроительные заводы. ООО «ИЗ-КАРТЭКС им. П. Г Коробкова» сайт. URL: http://www.omz.ru/rus/segments/mineq/kartex/ (дата обращения: 27.04.2013)
- Олизаренко В.В. Основы эксплуатации горных машин и оборудования: учебное пособие / В. В. Олизаренко. Магнитогорск: МГТУ, 2008.- 169 с.
- Опорно-поворотные устройства экскаваторов // Строительные машины и оборудование. Справочник Электронный ресурс. URL: http://stroy-technics.ru/article/oporno-povorotnye-ustroistva-ekskavatorov (дата обращения: 27.04.2013)
- ОСТ 24.060.08. Дизели. Методы испытаний на надежность
- Пачурин Г. В. Технология комплексного исследования разрушения деформированных металлов и сплавов в разных условиях нагружения: учеб. пособие / Г. В. Пачурин, H.A. Гущин, К. Г. Пачурин, Г. В. Пименов. Н. Новгород.: Нижегород. гос. ун-т., 2005.- 141 с.
- Перелыгин В. Экскаватор любит ласку чистку и смазку / В. Перелыгин // Основные средства. — № 3. — 2009.
- Петрова И.М. Влияние износа на накопление усталостных повреждений / И. М. Петрова, Г. В. Москвитин, В. В. Гриб // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2006. — Т. 72. — № 11. — С. 49−52.
- Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров / Р. Ю. Подэрни. М.: МГГУ, 2007.-680 с.
- Полеховский Ю.С. Экономическая геология: учебное пособие / Ю. С. Полеховский, С. В. Петров. СПб.: Изд. СПбГУ, 2004. — 100 с.
- Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней / Е. П. Попов. -М.: Наука, 1986.-296 с.
- Предупреждение разрушения деталей забойного оборудования / Н. Б. Шубина, Б. Н. Грязнов, И. М. Шахтин и др. М.: Недра, 1985. -215 с.
- РД 50−490−84 Методические указания. Техническая диагностика. Методика прогнозирования остаточного ресурса машин и деталей по косвенным параметрам. Руководящий документ. М.: Издательство стандартов, 1984. 20 с.
- РД 26.260.004−91 Методические указания Прогнозирование остаточного ресурса оборудования по изменению параметров его технического состояния при эксплуатации. Руководящий документ. М.: Издательство стандартов, 1992. 23 с.
- Редукторы и моторедукторы общего машиностроения: Справочник / JI.С. Бойко, А. З. Высоцкий, Э. Н. Галиченко и др. М.: Машиностроение, 1984. — 247 с.
- Романов А.Н. Энергетические критерии разрушения при малоцикловом нагружении. Сообщение 1. Энергия разрушения при малом числе циклов нагружения / А. Н. Романов // Проблемы прочности.-1974.-№ 1.-С. 3−10.
- РусихинВ.И. Эксплуатация и ремонт механического оборудования карьеров / В. И. Русихин. М.: Недра, 1982. — 214 с.
- Селиванов М.Н. Качество измерений: метрологическая справочная книга / М. Н. Селиванов, А. Э. Фридман, Ж. Ф. Кудряшова. JL: Лениздат, 1987.-295 с.
- СеменчаП.В. Редукторы горных машин. Конструкции, расчеты и испытания / П. В. Семенча, Ю. А. Зислин. М.: Недра, 1990. — 237 с.
- Силин В.Б. Поиск структурных решений комбинаторными методами / В. Б. Силин. М.: МАИ, 1992. — 216 с.
- Сосновский Л.А. Основы трибофатики / Л. А. Сосновский. Гомель: «Апрохим», 2003. — Т. 1. — 246 с.
- Строительные машины: учеб. Для вузов по спец. ПГС / Д. П. Волков, Н. И. Алешин, В. Я. Крикун, О.Е. Рынсков- под ред. Д. П. Волкова. -М.: Высш. шк., 1988.-319 с.
- Трощенко В.Т. Прочность металлов при переменных нагрузках / В. Т. Трощенко. Киев: Наукова думка, 1978. — 173 с.
- Федоров В.В. О взаимосвязи поглощаемой материалом энергии циклических деформаций с усталостной прочностью / В. В. Федоров // Рассеяние энергии при колебаниях механических систем. Киев.: Наукова Думка, 1970. — С. 280−292.
- Фокин А.С. Экспериментальная оценка смазывающей способности консистентных смазок для горных машин / А. С. Фокин, С. Л. Иванов, И. Е. Звонарев // Горное оборудование и электромеханика. 2011. -№ 9. — С. 29−32.
- Хрущов М.М. Абразивное изнашивание / М. М. Хрущов, М. А. Бабичев. М.: Наука, 1970. — 251 с.
- Шварцбург Л.Э. Повышение эксплуатационных возможностей зубчатых передач за счет автоматизации прогнозирования ресурса / Л. Э. Шварцбург, Н. Э. Богатых // Вестник МГТУ «Станкин». Научно рецензируемый журнал. М.: МГТУ «Станкин», 2011. № 3. — С. 6769.
- Ясенев Д.А. Шагающий экскаватор ЭШ-14/65 / Д. А. Ясенев. М.- Свердловск: Машгиз, 1952. — 60 с.
- Antoni Skoc and Jacek Spalek. Kontemporary directions and methods of studying bevel gears working in mining machines drives / S. Antoni, S. Jacek // Acta Montanistica Slovaca, 2002. Vol. 3. — P. 205−207
- Chiu, Y. The Mechanism of Bearing Surface Fatigue: Experiments and Theories / Tribology Transactions, 1997. Vol. 40. — p. 658−666.
- Gromakovsky D.G., Malyarov A.N., Samarin Y.P. Modelling and Wear Calculation on Friction. Abstracts of Papers of the World Tribology Congress, Bookcraft Limited, Bath, UK, 1997, 462.
- Harris, Т. and W. Yu. Lundberg-Palmgren Fatigue Theory: Considerations of Failure Stress and Stressed Volume / Transactions ASME Journal of Tribology, 1999. Vol. 121. — 85−89.
- Lawrence G. Ludwig. Practical Lubrication of Open Gearing. Machinery Lubrication. 2006. Vol. 7 электронный ресурс. URL: http://www.machinerylubrication.com/Read/910/open-gearing-lubrication (дата обращения: 20.05.2013)
- Scott Evans. Open Gear Lubrication Management in a Pit Mine. Machinery Lubrication. 2001. Vol. 9 электронный ресурс. URL: http://www.machinerylubrication.com/Read/242/open-gear-lubrication (дата обращения: 20.05.2013)
- Webster, M. and С. Norbart. An Experimental Investigation of Micropitting Using a Roll Disk Machine / Tribology Transactions, 1995. -Vol. 38.-p. 883−893.