
ГОРНЫЕ МАШИНЫ
Оригинальная статья
Проведение параметрической оптимизации стрелы гидравлического экскаватора
Аннотации
В статье проведены анализ механических характеристик экскаватора, а также параметрическая оптимизация конструкции его стрелы. Путем сравнения рациональных конструктивных параметров рабочего оборудования гидравлического экскаватора с использованием метода конечных элементов (МКЭ) были получены эпюры напряжения и деформации к коэффициенту запаса прочности конструкции. Нагрузки и граничные условия устанавливаются в точном соответствии с реальными режимами работы. На основе проверенного МКЭ было проведено уточнение значений конструктивных параметров стрелы экскаватора для улучшения ее прочностных свойств при снижении металлоемкости на 13%. Результаты численного моделирования показывают, что несущая способность стрелы может быть усилена за счет выбора более рациональных геометрических форм и размеров.
Ключевые слова
Гидравлический экскаватор, метод конечных элементов, статический анализ, цифровая модель, параметрическая оптимизация, коэффициент запаса прочности.
Список литературы
-
Комиссаров А.П., Лагунова Ю.А., Шестаков В.С. Проектирование карьерных экскаваторов. М.: Инновационное машиностроение, 2017. 228 с.
-
Соловьев С.В., Кузиев Д.А. Исследование жесткостных параметров привода тягового механизма драглайна ЭШ-10/70 // Уголь. 2017. № 1. С. 37-38. DOI: 10.18796/0041-5790-2017-1-37-38. Solovyov S.V., Kuziev D.А. Dragline ESh-10/70 linkage stiffness parameters study. Ugol’. 2017;(1):37-38. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2017-1-37-38.
-
Цифровая модель процесса экскавации горных пород рабочим оборудованием карьерного экскаватора / А.П. Комиссаров, Ю.А. Лагунова, Р.Ш. Набиуллин и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2022. № 4. С. 156-168. DOI: org/10.25018/0236-1493-2022-4-0-156-168. Komissarov A.P., Lagunova Yu.A., Nabiullin R.Sh., Khoroshavin S.A. Digital model of the process of rock excavation by working equipment of a quarry excavator. Gornyj informatsionno-analyticheskij byulleten’. 2022;(4):156-168. (In Russ.). DOI: org/10.25018/0236-1493-2022-4-0-156-168.
-
Кривенко А.Е., Занг К.К. Исследование влияния температурного режима рабочей жидкости гидросистемы на эффективность работы карьерного гидравлического экскаватора // Горный журнал. 2020. №12. С. 78–81. DOI: org/10.17580/gzh.2020.12.18. Krivenko A.E., Zang K.K. Investigation of the influence of the temperature regime of the working hydraulic system fluids on the efficiency of a quarry hydraulic excavator. Gornyj zhurnal. 2020;(12):78-81. (In Russ.). DOI: org/10.17580/gzh.2020.12.18.
-
Шестаков В.С., Телиман И.В., Безкоровайный П.Г. Исследование нагруженности рабочего оборудования гидравлического экскаватора // Горное оборудование и электромеханика. 2024. № 1 (171). С. 18-23. DOI: 10.26730/1816-4528-2024-1-18-23. Shestakov V.S., Teliman I.V., Bezkorovaynyi P.G. Investigation of the loading of working equipment of a hydraulic excavator. Gornoe oborudovanie i elektromekhanika. 20241;(171):18-23. (In Russ.). DOI: 10.26730/1816-4528-2024-1-18-23.
-
Грнеж Б. Применение стали марки HARD OX в горной промышленности // Горная промышленность. 2008. № 3(79). С. 34-38. G rnezh B. The use of HARD OX steel in the mining industry. Gornaya promyshlennost’. 2008;3(79):34-38. (In Russ.).
-
Клементьева И.Н., Кузиев Д.А. Выемочно-погрузочный драглайн с ковшом инновационной конструкции // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 7. С. 149-157. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-07-0-149-157. Klementyeva I.N., Kuziev D.A. Extracting-and-loading dragline with innovative design bucket. Gornyj informatsionno-analyticheskijbyulleten’. 2019;(7):149-157. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2019-07-0-149-157.
-
Сурина Н.В., Мнацаканян В.У. Система автоматизированного проектирования технологических процессов при ремонте горной техники // Горный журнал. 2019. № 7. С. 90-95. DOI: 10.17580/gzh.2019.07.08. Surina N.V. System of computer-aided design of technological processes in the repair of mining equipment / N.V. Surina, V.U. Mnatsakanyan. Gornyj zhurnal. 2019;(7):90-95. (In Russ.). DOI: 10.17580/gzh.2019.07.08.
-
Сарычев В.Д., Грановский А.Ю., Невский С.А. Построение математической модели износа внутренних поверхностей ковша экскаватора // Горный журнал. 2019. № 8. С. 70-73. DOI: 10.17580/gzh.2019.08.13. Sarychev V.D., Granovsky A.Yu., Nevsky S.A. Construction of a mathematical model of wear of the inner surfaces of the excavator bucket. Gornyj Zhurnal. 2019;(8):70-73. (In Russ.). DOI: 10.17580/gzh.2019.08.13.
-
Джураев Р.У., Райханова Г.Е., Губанов С.Г. Совершенствование конструкции режущих элементов ковша карьерных экскаваторов // Горный журнал. 2023. № 3. С. 49-55. DOI: org/10.17580/gzh.2023.03.07. Juraev R.U., Raykhanova G.E., Gubanov S.G. Improving the design of the cutting elements of the bucket of quarry excavators. Gornyj zhurnal. 2023;(3):49-55. (In Russ.). DOI: org/10.17580/gzh.2023.03.07.
-
Y u Chunlei, Bao Yingchao, Li Qi. Finite element analysis of excavator mechanical behavior and boom structure optimization. Measurement. 2021;(173):108637. DOI: org/10.1016/j.measurement.2020.108637.
-
Berns K., Proetzsch M., Schmidt D. Simulation and control of an autonomous bucket excavator for landscaping tasks. In Proceedings of the IEEE ICRA , Anchorage, Alaska, USA, May 3-8, 2010, pр. 5108-5113.
-
Губанов С.Г., Секретов М.В. Анализ производительности и эффективности эксплуатации штрипсовых станков ведущих фирм мира // Научный вестник Московского государственного горного университета. 2011. № 1. С. 3-8. G ubanov S.G., Sekretov M.V. Analysis of productivity and efficiency of operation of strip machines of leading companies in the world. Nauchnyj vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta. 2011;(1):3-8. (In Russ.).
-
Алгоритм определения максимальной мощности привода подачи карьерного бурового станка / Д.А. Кузиев, И.Ю. Пятова, И.Н. Клементьева и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 1. С. 128-133. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-128-133. Kuziev D.A., Pyatova I.Yu., Klement’eva I.N., Pikhtorinsky D. Algorithm for the determination of maximum feed drive power of drilling rigs in open pit mining. Gornyj informatsionno-analyticheskijbyulleten’. 2019;(1):128-133. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2019-01-0-128-133.
-
Bender F.A., Mitschke M., Braeunl T., Sawodny O. Predictive operator modeling for virtual prototyping of hydraulic excavators. Automation in Construction. 2017;(84):133-145. DOI: org/10.1016/j.autcon.2017.08.008.
Для цитирования
Проведение параметрической оптимизации стрелы гидравлического экскаватора / Н.Г. Веревочкин, А.А. Пецык, Е.Д. Кучеренко и др. // Уголь. 2025;(2):88-92. DOI: 10.18796/0041-5790-2025-2-88-92.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 9.01.2025
Поступила после рецензирования: 17.01.2025
Принята к публикации: 27.01.2025











