Мехатронная система для обкатки и испытаний механических передач карьерных экскаваторов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Механические передачи подъемных и тяговых лебедок, а также механизмы напора карьерных экскаваторов находятся под действием наибольших знакопеременных ударных нагрузок. Поэтому к качеству изготовления механических передач предъявляются повышенные требования. Процесс управления жизненным циклом редукторов включает обкатку и испытания нового изделия на предприятии, диагностику и контроль в процессе эксплуатации. Стенды для этих целей должны обеспечивать максимальное соответствие режима испытаний условиям эксплуатации механической передачи. Разработанный стенд предназначен для обкатки (приработки сопряженных соединений) и контроля качества изготовления и сборки редукторов лебедок подъема и напора электрических карьерных экскаваторов ЭКГ-8ус, ЭКГ-10, ЭКГ-12К, ЭКГ-15М, ЭКГ-18, ЭКГ-20КМ, ЭКГ-32Р в условиях приемо-сдаточных испытаний. В стенде применены двигатели экскаваторные постоянного тока мощностью 350 кВт (приводные машины) и мощностью 560 кВт (нагружающая машина). В качестве мультипликатора использован редуктор лебедки подъема экскаватора ЭКГ-15М. Два промежуточных вала объединены промежуточной вставкой. Нагружающий двигатель соединен с одним валом. Для управления двигателями использованы типовые транзисторные преобразователи постоянного тока с широтно-импульсным регулированием, применяемые на экскаваторах с главными приводами постоянного тока. Обкатка и испытания редукторов проводятся методом взаимной нагрузки. Программное обеспечение испытательного стенда реализовано на основе информационно-диагностической системы Пульсар-7. При этом обеспечиваются следующие режимы работы: 1. Интерактивное управление компонентами стенда в ручном режиме. В этом режиме оператор может проверять функционирование компонентов стенда, выполнять их настройку. 2. Автоматическое управление процессом обкатки испытаний. Подпрограммы из имеющейся библиотеки обеспечивают формирование требуемых в соответствии с видом испытания последовательностей управляющих команд. Предусмотрены режимы обкатки без нагрузки, с постоянной нагрузкой, переменными нагрузкой и угловой скоростью, воспроизведения цикла экскавации. В процессе испытания производится автоматическое создание протокола по испытуемому изделию. 3. Формирование протоколов испытания. Оператор может просматривать и выводить на печать любые ранее сформированные протоколы. 4. Настройка программы и вспомогательные функции, в том числе справочная подсистема. На основе составленного математического описания мехатронных систем выполнено исследование процессов при обкатке редуктора напора ЭКГ-15Мс помощью Simulink.Разработанный стенд реализован в ООО Компания «Объединенная Энергия» и внедрен в ООО «ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова».

Об авторах

С. И. Малафеев

Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых; ООО «Компания «Объединенная Энергия»

Email: simalafeev@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7691-3442

А. А. Малафеева

Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации (Владимирский филиал)

Email: amalafeeva@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0000-3141-874X

В. И. Коняшин

ООО «Компания «Объединенная Энергия»

Email: solytonik@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-7183-0780

А. А. Новгородов

ООО «Компания «Объединенная Энергия»

Email: novgorodov@jpc.ru
ORCID iD: 0009-0000-7557-0145

Список литературы

  1. Quan Z., Ge L., Wei Z., Li Y. W., Quan L. A survey of powertrain for energy-efficient heavy-duty machinery technologies. In: Proceedings of the IEEE. 2021;109(3):279–308. https://doi.org/10.1109/jproc.2021.3051555
  2. Хорешок А. А., Кудреватых А. В., Ащеулов А. С. и др. Увеличение ходимости редукторов мотор-колес карьерных самосвалов методом внедрения контроля фактического технического состояния. Горные науки и технологии. 2021;6(4):267–276. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-4-267-276
  3. Drygin M. Yu., Kuryshkin N.P. Increasing the quality of excavators’ planetary reduction gearboxes on the basis of dimensional analysis and geometrical characteristics of tooth wheels. In: Journal of Physics: Conference Series, Volume 944, XI International scientific and technical conference "Applied Mechanics and Dynamics Systems". 14–16 November 2017, Omsk, Russian Federation. https://doi.org/10.1088/1742-6596/944/1/012030
  4. Mao Y., Tong J., Chin Z. Y. et al. Transmission error and vibration-based condition monitoring of gear wear with contaminated lubricant.Wear. 2023;523:2047–2060. https://doi.org/10.1016/j.wear.2023.204760
  5. Gericke B. L., Sushko A. E., Gericke P. B., Efremenkov A. B. Digital technologies used in technical diagnostics, assessment of technical condition, maintenance and repair of mining machines and equipment. In: Journal of Physics: Conference Series, Volume 2052, 3rd International Scientific and Practical Conference on Mathematical Modeling, Programming and Applied Mathematics (MMPAM 2021). 6–7 September 2021, Veliky Novgorod, Russia. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2052/1/012016
  6. Альгин В. Б., Ишин Н. Н. Надежность технически сложных изделий в свете «Индустрии 4.0». Актуальные вопросы машиноведения. 2017;(6):43–54.
  7. Blau P. J. On the nature of running-in. Tribology International. 2005;38(11–12):1007–1012. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2005.07.020
  8. Jamaria J., Ammarullaha M. I., Afifa I. Y. et al. Running-in Analysis of Transmission Gear. Tribologyin Industry. 2021;43(3):434–441. https://doi.org/10.24874/ti.1092.04.21.08
  9. Войнов К. Н. Обобщения в трибологии. СПб.: Издательско-полиграфическая ассоциация высших учебных заведений; 2024. 250 с.
  10. Kragelsky I. V., Kombalov V. S. Calculation of value of stable roughness after running-in (elastic contact). Wear. 1969;14(2):137–140.
  11. Sjöberg S., Sosa M., Andersson M., Olofsson U. Analysis of efficiency of spur ground gears and the influence of running-in, Tribology International. 2016;93A:172–181. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.08.045
  12. Wang Q., Ma B., Liang Y. et al. Effects of operating conditions on the tribological behavior of a wet multi-disc clutch during the running-in process. Tribology International. 2023;179:108096. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.108096
  13. Khonsari M. M., Ghatrehsamani S.,Akbarzadeh S. On the running-in nature of metallic tribo-components: A review. Wear. 2021;474–475:203871. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203871
  14. Иванов В. П. Обкатка редукторов горно-шахтных машин. Горная механика и машиностроение. 2016;(2):55–59.
  15. Стрельцов В. В., Попов В. Н., Карпенков В. Ф. Ресурсосберегающая ускоренная обкатка отремонтированных двигателей. М.: Колос; 1995. 175 с.
  16. Жерве Г. К. Промышленные испытания электрических машин. Л.: Энергоатомиздат; 1984. 408 с.
  17. Малафеев С. И., Серебренников Н. А. Повышение энергетической эффективности карьерных экскаваторов на основе модернизации электрооборудования и систем управления. Уголь. 2018;(10):30–34. http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2018-10-30-34
  18. Malafeev S. I., Novgorodov A. A., Konyashin V. I. Bench tests of the quarry excavators main electric drives. In: XI International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). Saint-Petersburg, Russia, October 04–07, 2020. https://doi.org/10.1109/icepds47235.2020.9249257

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).