Введение
1. Состояние вопроса 11
1.1. Анализ основных схем рабочего оборудования прямая лопата одноковшовых экскаваторов с механическим приводом 11
1.2. Обзор работ по определению динамических нагрузок в рабочем оборудовании одноковшовых экскаваторов с механическим приводом ... 17
1.3. Обзор методов определения оптимальных параметров стержневых систем 22
1.4. Постановка задач исследования 28
Выводы по главе 30
2. Методология анализа и синтеза параметров рабочего оборудования в статическом режиме нагружения 31
2.1. Общие принципы анализа и синтеза геометрических параметров % рабочего оборудования прямая лопата. 31
2.2. Определение усилий в элементах рабочего оборудования при действии нагрузок механизма подъёма ковша 36
2.3. Определение усилий в элементах рабочего оборудования от действия нагрузок механизма напора ковша 38
2.4. Определение усилий в элементах рабочего оборудования от совместного действия подъёмного и напорного усилий 41
2.5. Представление алгоритма анализа усилий в элементах рабочего оборудования в матричном виде для расчёта на ЭВМ 44
2.6. Синтез оптимальных параметров рабочего оборудования 54
2.6.1. Выбор критерия оптимизации 54
2.6.2. Алгоритм оптимизации параметров рабочего оборудования 57
2.6.3. Анализ расчёта параметров рабочего оборудования 63
Выводы по главе 72
3. Аналитическое исследование динамических силовых факторов в элементах рабочего оборудования экскаватора 73
3.1. Выбор расчётной схемы при стопорений механизма подъёма ковша 73
3.2. Определение аналитических зависимостей динамических нагрузок в канатах механизма подъёма ковша и подвески стрелы 76
3.3. Обоснование выбора расчётной схемы для определения динамических нагрузок от действия механизма напора ковша 84
Выводы по главе 98
4. Экспериментальные исследования опытных образцов карьерных экскаваторов 99
4.1. Общая часть 99
4.2. Подготовка к экспериментальным исследованиям и методика их проведения 106
4.3. Испытания металлоконструкций рабочего оборудования 114
4.3.1. Испытания металлоконструкций стрелы 115
4.3.2. Испытания металлоконструкций подкосов стрелы и двуногой стойки 121
4.3.3. Испытания металлоконструкции рукояти 125
4.3.4. Результаты экспериментальных исследований опытных образцов карьерных экскаваторов 130
Выводы по главе 144
5. Моделирование и расчёт рабочего оборудования экскаватора 145
5.1. Построение конечно-элементной модели рабочего оборудования экскаватора 145
5.1.1. Обоснование выбора программного продукта для моделирования расчетной схемы рабочего оборудования экскаватора и её расчёта 146
5.1.2. Методика моделирования расчётной схемы рабочего оборудования экскаватора 149
5.1.3. Стержневой конечный элемент 150
5.1.4. Пластинчатый конечный элемент 154
5.1.5. Объёмные (сплошные) конечные элементы 155
5.2. Построение конечно-элементной расчётной схемы рабочего оборудования 158
5.3. Статический расчёт рабочего оборудования 169
5.4. Динамический расчёт и расчёт на долговечность рабочего оборудования экскаватора 175
5.5. Расчёт оптимальной конструкции рабочего оборудования в модуле АРМ STRUCTURE 3D 202
Результаты и выводы по главе 212
Основные выводы и результаты работы 213
Список литературы 215
Приложение 1 236
