MODEL MATEMATYCZNY SIŁY URABIANIA GRUNTU KOPARKĄ KOŁOWĄ – WERYFIKACJA DOŚWIADCZALNA
MATHEMATICAL MODEL OF DIGGING FORCE FOR BUCKET WHEEL EXCAVATOR – EXPERIMENTAL VERIFICATION
Jerzy Alenowicz, Marek Onichimiuk, Marian Wygoda – Poltegor-Instytut Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Wrocław
Przedstawiono matematyczny model składowej stycznej siły urabiania działającej bezpośrednio na krawędź czerpaka koparki kołowej. Zaprezentowano metodę doświadczalnej weryfikacji przedstawionego modelu matematycznego. Omówiono wyniki badań przeprowadzonych na obiektach rzeczywistych. Wykazano poprawność sformułowania wyżej wymienionego modelu. Podano najistotniejsze jego zastosowanie praktyczne.
Mathematical model of component tangent digging force operating directly on the bucket edge of bucket wheel excavators has been presented in the paper. Experimental verification method of presented mathematical model has been demonstrated. Tests results on real objects have been discussed. Correctness of above mentioned model has been demonstrated. The most important aspects of its practical application have been provided.
ANALIZA USZKODZEŃ ORAZ BADANIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE ELEMENTÓW PODWOZI GĄSIENICOWYCH MASZYN ROBOCZYCH CIĘŻKICH
CATERPILLAR CARRIAGE FAILURES ANALYSIS AND STRENGTH EXAMINATION OF THE HEAVY DUTY WORKING MACHINERY
Józef Augustynowicz, Krzysztof Dudek, Andrzej Figiel, Franciszek Przystupa – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Andrzej Staszak – Kopex-Famago Sp. z o.o., Zgorzelec
W artykule przedstawiono analizę statystyczną danych o uszkodzeniach elementów zespołów podwozi gąsienicowych maszyn eksploatowanych w kopalniach węgla brunatnego. Analiza uszkodzeń dotyczyła ich lokalizacji, częstości występowania, znaczenia dla stanu zdatności maszyn do dalszej pracy, oraz przyczyn. Przedstawiono wyniki badań wytrzymałości doraźnej oraz naprężeń odlewniczych ogniw gąsienicowych.
The paper presents data statistical analysis of the machinery caterpillar carriage elements failures. The heavy duty working machinery were exploited in the brown coal strip mines. Failures analysis were concern on the localizations, on the occurrence frequency, on the significance for the machinery working ability state and on the causes. Caterpillar track links structural strength and the casting stresses investigation results were presented.
DOŚWIADCZALNE WYZNACZANIE POŁOŻENIA ŚRODKA CIĘŻKOŚCI OBROTOWEGO NADWOZIA ZWAŁOWARKO-ŁADOWARKI
EXPERIMENTAL DETERMINATION OF CENTRE OF GRAVITY POSITION IN ROTARY BODY OF DUMPING CONVEYOR AND LOADER
Józef Augustynowicz, Krzysztof Dudek, Andrzej Figiel, Weronika Huss – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Zbigniew Woźniak – Kopalnia Węgla Brunatnego „Konin” S.A.
Przedstawiono doświadczalną metodę określania położenia środka ciężkości maszyn roboczych na podwoziu szynowym. Analiza statystyczna wyników tensometrycznych pomiarów nacisków na szyny przez koła podwozia podczas przejazdów maszyny nad punktem pomiarowym przy skrajnych położeniach roboczych nadwozia umożliwia wyznaczenie współrzędnych środka ciężkości maszyny i jej obrotowego nadwozia, a także ocenę jakości pracy wahaczy.
Experimental method of determining centre of gravity in machines on rails chassis has been presented in the paper. Statistical results analysis of extensometric measurements of chassis wheel load on rails during machine movement above measuring point with extreme location of body enables determination of coordinates of machine centre of gravity and its rotary body as well as evaluation of rocker arms working quality.
WYKORZYSTANIE MAGISTRALI CAN W PROCESACH STEROWANIA MASZYNAMI INŻYNIERYJNYMI
CAN-BUS ENGINEERING MACHINES STEARING SYSTEM
Adam Bartnicki – Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
W artykule przedstawiono tendencje rozwojowe systemów sterowania współczesnych maszyn i pojazdów opartych na magistrali CAN. Zaprezentowano zalety magistrali i aspekty przemawiające za wprowadzaniem tego typu systemów. Zaproponowano konfigurację hydrotronicznego układu sterowania opartego na magistrali CAN dla miniładowarki.
In this paper the author present hydrotronic control system based on CAN bus. Nowadays these types of systems are used in modern engineering machines. Using CAN bus control system leads to gaining high sensitivity of working movements. The paper also presents the application of CAN bus system in mini loader as an example of modern engineering machine.
OCENA STANU TECHNICZNEGO WYBRANYCH WĘZŁÓW USTROJU NOŚNEGO KOPARKI SRs-1200 W ZWIĄZKU Z JEJ ZAMIERZONĄ PRZEBUDOWĄ
TECHNOLOGICAL CONDITION ESTIMATION OF SELECTED UNITS OF SRs-1200 EXCAVATOR SUPPORTING STRUCTURE IN RELATION TO PLANNED RECONSTRUCTION
Piotr Białucki, Lesław Sozański – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Marek Maniak, Mirosław Wojnicz – KWB ,,Konin’’ S.A.
Omówiono wyniki prac, celem których było wykrycie ewentualnych eksploatacyjnych wad materiałowych metodą magnetyczno- proszkową w konstrukcyjnie istotnych elementach ustroju nośnego koparki w związku z jej zamierzoną odnową i adaptacją do dalszej wieloletniej eksploatacji.
Results of works aiming at detection of possible material exploitation failures have been presented in the paper. Magnetic powder test method has been applied for tests of crucial elements of excavator supporting structure in relation to its renovation and adaptation for further long-term exploitation.
WPŁYW KĄTA POCHYLENIA PŁYTY ODBOJOWEJ NA PRĘDKOŚĆ MATERIAŁU OPUSZCZAJĄCEGO WĘZEŁ ODBOJOWY
THE INFLUENCE OF AN INCLINATION ANGLE OF THE IMPACT PLATE ON THE VELOCITY OF A MATERIAL LEAVING THE POURING POINT
Joanna A. Cyganiuk – Wydział Mechaniczny, Instytut Budowy i Eksploatacji Maszyn, Zakład Automatyzacji Procesów Produkcyjnych, Uniwersytet Zielonogórski
Franciszek W. Przystupa – Wydział Mechaniczny, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Zakład Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii, Politechnika Wrocławska
Artykuł przedstawia analizę wpływu kąta pochylenia płaskiej płyty odbojowej na prędkość materiału typu cement opuszczającego płytę. Analizę wykonano dla ujemnych kątów pochylenia płyty –βp oraz dla rzeczywistych warunków produkcyjnych. Wykazano liczbowe wartości zmiany prędkości materiału w zależności od kąta pochylenia płyty, przyjmując za wartość wyjściową kąt pochylenia płyty odbojowej w przepływomierzu piętrzącym GRAN 30. Do analizy przyjęto liczbowe wartości prędkości materiału opuszczającego płytę przepływomierza, jako wartości odniesienia. Wartości te wyznaczono teoretycznie posługując się matematycznym modelem przepływu strumienia materiału miałkiego typu cement w węźle odbojowym z płaską płytą odbojową.
The paper presents the analysis of the influence of the inclination angle of a flat impact plate on the velocity of material such as cement leaving the plate. The analysis was carried out for negative inclination angles of the plate –βp as well as for real production processes. The numerical values of changes of the material velocity depending on the impact plate inclination angle were calculated. The inclination angle of the impact plate in the GRAN 30 flowmeter was taken as an initial value. Numerical values of the velocity of the material leaving the flowmeter’s plate were taken as a reference values in the analysis. These values were determined theoretically with the use of the mathematical model of the flow of the fine material such as cement in impact point with flat impact plate.
NIEZAWODNOŚĆ SYSTEMU: ŁADOWARKA – KRUSZARKA – ODSTAWA PRZENOŚNIKOWA GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO
RELIABILITY OF A SYSTEM: LOADER – CRUSHER – BELT CONVEYING FOR SURFACE MINING
Jacek M. Czaplicki – Instytut Mechanizacji Górnictwa, Politechnika Śląska, Gliwice
Przenośniki taśmowe należą do tej klasy urządzeń technicznych, która charakteryzuje się bardzo wysoką niezawodnością. Poza tym wykazują się całym szeregiem dalszych zalet, co sprawia, iż zastosowanie tych urządzeń jest jak najbardziej zalecane. Najbardziej wrażliwym a zarazem najbardziej kosztownym elementem jest taśma przenośnikowa. W celu utrzymania jej wysokiej trwałości w eksploatacji górniczej, gdy transportowane nosiwo jest o bardzo niekorzystnych właściwościach, przed podaniem materiału do odstawy montuje się kruszarkę. Po pokruszeniu, drobny stosunkowo urobek jest łatwo odstawiany do punktu wysypu, a transportujące to nosiwo przenośniki zachowują wysoką niezawodność eksploatacyjną. Problemem jest ocena niezawodności całego systemu: maszyna ładująca – kruszarka – przenośniki taśmowe. Stosowane dotychczas modelowanie matematyczne w oparciu o procesy Markowa dla oceny tej niezawodności jest słuszne w praktyce jedynie w niewielkiej liczbie przypadków. W pracy zaproponowano zastosowanie modelowania w oparciu o procesy semi-Markowa, które mają duży walor wysokiego stopnia generalizacji i pozwalają na konstrukcję podstawowych mierników niezawodności omawianego systemu w przypadku ogólnym.
Belt conveyors are such pieces of equipment that they have very high reliability. They characterise also a number of merits and for this reason they are recommended for wide application. The most sensitive as well as the most expensive item of conveyors is a belt. To keep its durability on high level even in mining operations when tough broken pieces of rock are transported, a sizer is frequently applied to crush rock before its entrance on a belt. A problem that is here considered is an evaluation of reliability of a system: loading machine – crusher – belt conveying. Applied mathematical modelling in this regard by means of Markov processes has sense in a small number of practical cases. In this paper a proposition is being made to apply semi-Markov processes. They have great value of high level of generalization and they allow to construct basic reliability measures for the system considered in a general case.
PLAN KOMPLEKSOWEJ OCENY AKTUALNEGO STANU TECHNICZNEGO ORAZ PRZEBUDOWY I ADAPTACJI KOPAREK KOŁOWYCH SRs-1800 DLA KWB ,,KONIN’’ S.A.
FULL ESTIMATION PLAN OF CURRENT TECHNICAL CONDITION AS WELL AS RECONSTRUCTION AND ADAPTATION OF SRs-1800 WHEEL EXCAVATOR FOR KWB KONIN S.A.
Dionizy Dudek – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Jerzy Paszkowiak – KWB ,,Konin’’ S.A
Omówiono plan kompleksowej oceny aktualnego stanu technicznego zakupionych koparek SRs-1800 oraz diagnostyki i monitoringu ich konstrukcji nośnych po adaptacji i modernizacji. Rozwiązanie problemu zaplanowano wykonać w kilku etapach.
Full assessment plan of current technological condition of purchased SRs-1200 excavators as well as diagnostics and monitoring of their supporting structure after adaptation and modernization has been presented in the paper. Solution of this problem is planned in several stages.
TERMOWIZJA JAKO METODA DIAGNOSTYKI MŁOTÓW HYDRAULICZNYCH
THERMO VISION AS A DIAGNOSTIC METHOD OF HYDRAULIC HAMMERS
Krzysztof Dudek, Marek Sokolski – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono wyniki badań termowizyjnych małogabarytowych młotów hydraulicznych i sporządzono mapę termiczną młota w dobrym stanie technicznym, przyjętego za obiekt wzorcowy. Mapa ta może stanowić podstawę nieinwazyjnej metody diagnostyki stanu technicznego innych młotów hydraulicznych o podobnej konstrukcji.
In the paper the results of thermo vision research of the small-sized hydraulic hammers were presented and the thermal map of a hammer in the good technical state was made out – that hammer was taken as a model object. The thermal map can be a basis for no invasion diagnostic method of the hydraulic hammer of similar construction.
WYBRANE ASPEKTY MODERNIZACJI UKŁADÓW PRZESIEWANIA WĘGLA
SOME RECONSTRUCTION ASPECTS OF COAL VIBRATING SCREENS
Andrzej Figiel – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Zbigniew Skomra, Grzegorz Wota – Zakład Urządzeń Technicznych WAMAG S.A., Wałbrzych
Coraz większe oczekiwania stawiane przez eksploatatorów przesiewaczy wykorzystywanych do wstępnej klasyfikacji węgla wymuszają na projektantach i wykonawcach tych urządzeń podjęcie takich działań, które pozwolą je spełnić. Jednym z najważniejszych wymagań – oprócz oczywiście wydajności – jest zapewnienie wysokiej niezawodności przesiewaczy. Stanowią one bowiem jedno z najważniejszych ogniw w ciągu technologicznym pozyskiwania węgla. W artykule przedstawiono wynik działań projektantów i wykonawcy unikatowego w skali kraju przesiewacza wibracyjno kołowego o wydajności Q = 400 [Mg•h-1], który już od ponad roku pracuje bezawaryjnie w KWK „Jas-Mos” w Jastrzębiu-Zdrój.
Higher and higher expectations formulated by end users of rough coal screens force designer and manufacturer to satisfy them. One of the most important features, beside effectiveness, is high reliability of coal screens. Screens are one of the most important links in hard coal exploitation chain. In the paper it is shown result of designer and manufacturer cooperation according to unique in Poland vibrating drum screen of efficiency Q=400 [Mg•h-1]. It has been successfully operated in KWK „Jas-Mos” in Jastrzębie-Zdrój over a year
STRUKTURA A WŁASNOŚCI WSPÓŁCZESNYCH STALI SPAWALNYCH O ZWIĘKSZONEJ ODPORNOŚCI NA ŚCIERANIE
STRUCTURE AND PROPERTIES OF MODERN ABRASION RESISTANT STEELS WITH GOOD WELDABILITY
Stanisław Frydman, Grzegorz Pękalski – Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Zaprezentowano trzy rodzaje stopów z grupy zaawansowanych stali niskostopowych, spawalnych o zwiększonej odporności na ścieranie: HTK700, HTK900 oraz Hardox400. Stale te, ze względu na swoje wysokie własności, mogą zastąpić, jak się wydaje, poprzednio stosowane stopy w wielu elementach maszyn górnictwa odkrywkowego, przedłużając okres eksploatacji tych maszyn. O własnościach tych stopów decyduje przede wszystkim rodzaj finalnej obróbki. Stan dostarczenia tych stali, który poddano badaniom, charakteryzuje się różnymi strukturami, po różnych obróbkach. Struktury te otrzymano na drodze regulowanego walcowania bądź hartowania i odpuszczania. Różnica struktur wywołała zróżnicowanie ich własności. O ile stal HTK700 charakteryzuje się mniejszymi własnościami wytrzymałościowymi od pozostałych, to wykazuje większą plastyczność. Stale HTK900 i Hardox400 cechuje znacząco większa wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności oraz twardość w porównaniu do stali HTK700. Istotną cechą stali na elementy konstrukcji takich jak maszyny górnictwa odkrywkowego jest odpowiednia udarność i odporność na kruche pękanie. Dlatego też poświęcono wiele uwagi na analizę przełomów badanych materiałów, po próbie udarności wykonanej metodą Charpy’ego. Stal Hardox400, poza dobrymi własnościami wytrzymałościowymi, wykazuje strukturę o znacznej udarności, a jej drobnopłytkowość i jednorodność wpływa również na odpowiednią odporność na rozwój kruchego pękania w zakresie temperatury 20o÷ -40oC. W zależności od zastosowania, wśród współczesnych zaawansowanych stali spawalnych można dobrać odpowiedni rodzaj obróbki zapewniający pożądaną strukturę o optymalnych własnościach.
Three kind of advanced, low alloyed abrasion resistant steels: HTK700, HTK900 and Hardox400 are presented. The steels, because of those high properties, are predicted to be applied, instead of present materials, in basic machines of brown coal mining. Delivered state of the steels was investigated. HTK700 steel is delivered after controlled rolling, whereas HTK900 and Hardox400 steels are after quench hardening (and tempering). The steels in the state, after different heat treatment and mechanical working present different microstructure. The different microstructure influence different properties of the analyzed steels. HTK700 steel is characterized by lower strength parameters, whereas HTK900 and Hardox400 steels show higher strength and hardness. Effect of microstructure on mechanical properties of the steels is analyzed in this paper. Specially dynamic properties of the different microstructure are considered. The results of Charpy V-notch test together with fractographic analyze are discussion. Hardox400 steel except high strength is characterized by pretty high resistance to impact loading in the range of temperature 20o÷ -40oC. According to an application there is a choice between modern, advanced steels with different microstructure and different properties
MONITORING STANU EKSPLOATACYJNEGO MASZYN PRZY POMOCY ROZPROSZONEGO SYSTEMU AKWIZYCJI DANYCH
MONITORING OF OPERATIONAL STATE OF MACHINES USING SCATTERED SYSTEM FOR DATA ACQUISITION
Weronika Huss, Lech Prus – Zakład Inżynierii Niezawodności i Diagnostyki, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Janusz Kopczyk – JAS Projektowanie Systemów Komputerowych, Wrocław
Zaproponowano rozproszony system do akwizycji danych, przeznaczony w szczególności do monitorowania trudno dostępnych lub znajdujących się w ruchu fragmentów konstrukcji maszyn roboczych ciężkich. System może być złożony z dowolnej liczby rozmieszczonych na konstrukcji zestawów. Pojedynczy zestaw składa się z czterech podstawowych modułów i wyposażony jest w 11 kanałów pomiarowych (analogowych i dwustanowych). Zarejestrowane przez zestaw przebiegi mogą zostać poddane wstępnej analizie. Zarówno sygnały, jak i wyniki analiz rejestrowane są na karcie pamięci.
We propose a scattered system for data acquisition. It is especially recommended for monitoring hard to reach or being in motion parts of heavy duty machines. An arbitrary number of sets may enter into the composition of the system. A single set consists of four basic module and is equipped in eleven measuring channels (analog and binary). Recorded data may be initially analyzed. Both signals and results of analysis are recorded on memory card.
OCENA JAKOŚCI BLACH PANCERNYCH W ASPEKCIE WYMAGAŃ DO ZABUDOWY MASZYN INŻYNIERYJNYCH SPECJALNEGO PRZEZNACZENIA
THE APPRECIATION QUALITY OF ARMOURED METAL IN ASPECT REQUIREMENT TO COVER ENGINEER VEHICLES OF SPECIAL DESTINATION
Krzysztof Jamroziak, Piotr Saska – Wyższa Szkoła Oficerska Wojsk Lądowych, Wrocław
W artykule omówiono ogólne założenia, jakie powinna spełniać blacha pancerna do zabudowy maszyn inżynieryjnych specjalnego przeznaczenia w zastosowaniach militarnych. Przeprowadzono analizę najpopularniejszych gatunków stali stosowanych do zabudowy balistycznej. Na przykładzie wybranych wyników badań własnych oraz danych producenta podjęto próbę oceny jakościowej analizowanego tworzywa z przeznaczeniem do zabudowy elementów maszyn narażonych na oddziaływanie udarowe fragmentujących pocisków i min.
The article presents general principles which should comply the armoured metal to cover military engineer vehicles. The authors conduct analysis the most popular kind of steels to ballistic cover. In the article authors undertake test of appreciation quality material used to cover engineer vehicles which is subjected on influence percussive of fragmentation bullets and mines.
DIAGNOZOWANIE I DZIAŁANIE W STANACH PRZECIĄŻEŃ UDAROWYCH MECHANIZMU URABIANIA KOPARKI
DIAGNOSING AND OPERATING IN THE STATES OF IMPACT OVERLOADS OF MINING MECHANISM OF EXCAVATOR
Marcin Kowalczyk, Eugeniusz Rusiński – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Pogarszające się warunki urabiania w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego objawiające się zwiększoną częstotliwością przeciążeń udarowych powodują zwiększenie awaryjności maszyn, tempa ich degradacji i zmniejszają ich dyspozycyjność. Opracowano nowy układ zabezpieczający spełniający kryteria ochrony maszyny przed przeciążeniami udarowymi, w tym dostatecznej szybkości działania. Diagnozowanie stanu odbywa się w nim m.in. na podstawie kryterium dopuszczalnej prędkości narastania obciążenia, które umożliwia rozpoczęcie działania na układzie napędowym koła czerpakowego wcześniej i przy mniejszych obciążeniach niż dotychczas, jednocześnie nie ogranicza wydajności maszyny.
Deteriorating conditions of brown coal mining in strip mines show increased frequency of overloading impact that causes the high failure frequency of machines, degradation rate and reducing the possibilities for operation. A new protecting system meeting criteria of the safeguard of the machine against overloading impact was drawn up, in it of sufficient running speed. Diagnosing the state is held in it among others on the basis of a criterion of the limited velocity of load growing which enables to start acting on the driving layout of the bucket wheel earlier and at lower loads than so far, simultaneously it does not limit the productivity of the machines.
WPŁYW MODYFIKACJI OLEJU MINERALNEGO PROSZKAMI SMARU STAŁEGO NA CHARAKTERYSTYKI TRIBOLOGICZNE SKOJARZEŃ STALOWYCH
INFLUENCE OF MODIFICATION OF MINERAL OIL WITH SOLID LUBRICANT POWDER ON TRIBOLOGY CHARACTERISTICS OF STEEL SLIDING NODES
Stanisław Krawiec – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Michał Krawiec – Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu
W artykule przedstawiono badania wpływu modyfikacji oleju mineralnego proszkami wybranych smarów stałych na efektywność smarowania stalowych węzłów ślizgowych pracujących w obszarze tarcia mieszanego. Analizie poddano kompozycje smarowe otrzymane przez dodanie (w ilości 3% wagowo) do oleju mineralnego Antykol TS120 wybranego smaru stałego. W szczególności modyfikatorem był: dwusiarczek molibdenu, grafit, miedź oraz policzterofluoroetylen (PTFE). Własności smarne kompozycji olejowych oceniano na podstawie eksperymentu tribologicznego przeprowadzonego na aparacie czterokulowym zgodnie z wytycznymi normy PN-76/M04147. Efektywność analizowanych kompozycji oceniano według czterech wielkości kryterialnych, tj. zużycia kulek d, obciążenia zespawania Fz , granicznego obciążenia zużycia Goz oraz wskaźnika zużycia Ih. Wyniki eksperymentu zostały opracowane statystycznie przy poziomie ufności 95%. Otrzymane wartości wskaźnika zużycia Ih, granicznego obciążenia zużycia Goz oraz charakterystyki zużycia od obciążenia nadanego i obciążenia zespawania Fz przedstawiono graficznie na rysunkach 3, 4 i 5. Badania wykazały, że zmodyfikowanie oleju mineralnego Antykol TS120 przez dodanie 3% (wagowo) proszku jednego z czterech analizowanych smarów stałych powoduje zawsze wzrost efektywności smarowania stalowych skojarzeń ślizgowych, ocenianej przyjętymi czteroma kryteriami. Wzrost ten jest różny i zależy od rodzaju smaru stałego i wartości działającego obciążenia. Im wyższe wartości działających obciążeń tym bardziej ujawnia się pozytywny efekt modyfikacji.
The paper deals with influence of modification of mineral oil with solid lubricants powder on lubrication efficiency in steel sliding nodes in mixed lubrication conditions. The research was done on lubricating greases thickened by solid lubricant (fraction 3%) with Antykol TS120 mineral oil. Disulfide of molybdenum, graphite, cooper and PTFE powder were used. Tribological test was carried out in agreement with the prescriptions of the Polish standard PN-76/C-04147 using a four-ball apparatus. The efficiency of the tested lubrication compositions was evaluated using four criteria: ball wear d, limiting wear load G, seizure load Fz and wear index Ih. Obtained values of wear index Ih, limiting wear load Goz and characteristics ball wear in function of applied load and seizure load Fz on figures 3, 4 and 5 are presented. Investigation shows that the modification of Antykol TS120 mineral oil with solid lubricant (fraction 3%) always cause an increase of lubrication efficiency in steel sliding nodes. This increase is different and depends on solid lubricant and load value. The positive effect of modification goes hand in hand with high load value.
WYKORZYSTANIE HEURYSTYCZNYCH METOD ANALIZY NIEZAWODNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA W ZARZĄDZANIU EKSPLOATACJĄ SYSTEMÓW MASZYNOWYCH
TAKING ADVANTAGE OF HEURISTIC METHODS OF RELIABILITY AND SAFETY ANALYSIS IN MACHINE SYSTEMS MANAGEMENT
Marek Młyńczak – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Metody analityczne wspomagające analizę systemów i procesów, a w konsekwencji ich zarządzanie, wymagają specjalistycznego podejścia i wiedzy eksperckiej, a w szczególności wiedzy opartej na wieloletnich obserwacjach różnych obszarów eksploatacji obiektów danego rodzaju. Celem pracy jest przedstawienie możliwości analizy niezawodności i bezpieczeństwa przy wykorzystaniu różnych informacji badawczych i wiedzy eksperckiej.
Analytical methods supporting system and process analysis, and in consequence their management, require special approach and expert knowledge, especially based on long term observations various operational aspects of given object. The aim of the paper is giving an overview of the methods and possibilities of its application taking advantage of different field data and expert knowledge.
OBRÓBKA CIEPLNA STALIWA L35GSM, A MOŻLIWOŚCI JEGO ZASTOSOWANIA NA OGNIWA GĄSIENICOWE KOPAREK WĘGLA BRUNATNEGO
HEAT TREATMENT OF THE L35GSM CAST STEEL AND ITS USABILITY FOR TRACK LINKS IN BROWN COAL EXCAVATORS
Grzegorz Pękalski – Instytut Materiałoznawstwa i Mechaniki Technicznej, Politechnika Wrocławska
Niskostopowe staliwo gatunku L35GSM jest stosowane na ogniwa gąsienicowe maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego jako materiał alternatywny do staliwa L120G13. Zachowania eksploatacyjne tych materiałów są zależne od poprawności efektów ich obróbki cieplnej oraz ich składów chemicznych. W artykule wskazano na podstawowe zasady koniecznej obróbki cieplnej staliwa L35GSM, która umożliwia jego praktycznie bezawaryjne zastosowanie jako materiału na ogniwa gąsienicowe. Praca bazuje na rezultatach badań laboratoryjnych i eksploatacyjnych dotyczących tego materiału realizowanych w latach wcześniejszych. Są one podstawą do formułowania zaleceń i wniosków dotyczących kompleksowej obróbki cieplnej zespołów ogniwo gąsienicowe – płyta gąsienicowa.
Low-alloy cast steel of the L35GSM grade is used for track links of basic machines for surface mining, as alternative material to the L120G13 cast steel. The operating response for those materials depends on the effects of their heat treatment, as well as on their chemical composition. In the article, the basic rules for necessary heat treatment of the L35GSM cast steel enabling its virtually fault-free use for track links have been indicated. The work is based at the results of laboratory and operating tests concerning that material conducted earlier. They constitute a base for formulating recommendations and conclusions related to complex heat treatment of the track link – crawler tread assemblies.
WYBRANE ASPEKTY OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH KOŁA CZERPAKOWEGO KOPARKI KOŁOWEJ
ELECTED ASPECTS OF EXCAVATOR’S BUCKET WHEEL STRENGTH CALCULATIONS
Eugeniusz Rusiński, Paweł Kaczyński, Przemysław Moczko – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Jednym z istotnych problemów podczas eksploatacji maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego są pojawiające się z upływem czasu pęknięcia ustroju nośnego. Elementami szczególnie wytężonymi i narażonymi na awarie są układy urabiania. Czerpaki podczas pracy natrafiają na ośrodki nieurabiane. Powoduje to występowanie zjawiska udaru oraz pracę koła czerpakowego w warunkach o wiele gorszych, niż założone podczas projektowania. W efekcie w materiale rodzimym oraz spoinach pojawiają się naprężenia na poziomie znacznie przewyższającym poziom dopuszczalny. Następstwem tego jest powstawanie pęknięć ustroju nośnego, co skutkuje nieplanowanymi przestojami maszyny, podczas których wykonuje się naprawy powstałych uszkodzeń. Współczesne metody analizy wytrzymałościowej wykorzystują dokładne modele MES, które umożliwiają zdiagnozowanie stanu wytężenia konstrukcji i wytypowanie rejonów niespełniających warunków wytrzymałości doraźnej i zmęczeniowej określonych w przedmiotowej normie PN-G-47000-2.
Occurrences of load-carrying structure fractures are one of the most important problems in mining machinery exploitation. Mining systems are particularly efforted and subjected to failure. Buckets come across the ground during mining, which causes stroke effect occurrence and operating conditions deterioration. In the consequence level of stresses in material and welding connections is much bigger than allowable stress. Fractures of load carrying structure are evolving. This leads to unplanned shutdowns, during which necessary repairs are making. Modern, based on FEA strength analysis methods are presented in this paper. Nowadays technical development and computing power increase make able to create 3D models of welded structures. This representation of real object is very precise. It was impossible to do this during designing process. Constructors were basing on general methods – such as beam bending. FEA and surface models makes able to observe stress concentration in complex constructions. This methodology is used to identification of particularly efforted and endangered to future fractures expansion places. It allows to observe construction stress level and indicate places where strength criteria are not satisfied according to Polish Standard PN-G-47000-2:2005.
PROGNOZOWANIE BEZPIECZEŃSTWA W TRANSPORCIE DROGOWYM Z UDZIAŁEM POJAZDÓW CIĘŻKICH
FORECASTING OF SAFETY IN ROAD TRANSPORT SYSTEM WITH THE PARTICIPATION OF HEAVY VEHICLES
Jacek Sipa, Franciszek W. Przystupa – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Ocena zagrożeń w transporcie drogowym na podstawie stanów przeszłych, które już zaistniały w obiekcie, jest zadaniem wymagającym wykorzystania istniejących baz wypadkowych. Na podstawie zawartych w nich informacji obliczyć można dla odcinków lub poszczególnych miejsc współczynniki wypadkowe, których wartości pozwolą na ocenę bezpieczeństwa sieci drogowej. Większy problem stanowi predykcja poziomu bezpieczeństwa na danym odcinku drogowym. Zależy on bowiem od wielu czynników wpływających na stan obiektu, często i nieprzewidywalnie zmieniających się w czasie. Również powiązanie ze sobą wielu zmiennych różnej natury w celu określenia ich wpływu na powstawanie zdarzeń niepożądanych jest zadaniem trudnym. W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania metody regresji wielokrotnej w modelowaniu liczb zdarzeń drogowych oraz ich ofiar w zależności od czynników określających stan systemu. Szczególny nacisk położono na zmienne niezależne określające ruch pojazdów ciężkich. Przedstawiono udział tych pojazdów w ruchu drogowym na wybranym odcinku drogi oraz wpływ ich występowalności na liczbę zdarzeń drogowych, ofiar rannych i śmiertelnych.
Estimation of the safety level in road transport on the basis of past states, which have occurred in the object, requires for using existing accident databases. On the grounds of information that are contained there it is possible to calculate risk factors for road segments and individual places of the road net. Values of them allow to estimate the safety level in a given road net. Prediction of the safety level on a given road segment causes a more serious problem. It depends on many factors influencing the state of system that vary often and on unexpected way in time. Connection of many variables of a different nature in order to define their impact on causing undesirable events is also a difficult task. In the paper usability of multiple regression methods in modeling road accident counts and victims depending on factors determining traffic was presented. A special emphasis was placed on influence of independent variables describing traffic of heavy vehicles. The participation of this kind of vehicles in traffic on a selected road segment and their influence on the number of road events, wounded and dead victims was presented.
OCENA MOŻLIWOŚCI TRANSPORTU MASZYN PODSTAWOWYCH PRZY ZWIĘKSZONYCH POCHYLENIACH PODŁOŻA
EVALUATION OF TRANSPORT POSSIBILITIES OF BASIC MACHINES AT INCREASED BASE INCLINATION
Tadeusz Smolnicki, Jerzy Czmochowski, Mariusz Stańco – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Podczas transportu maszyn podstawowych pomiędzy odkrywkami ze względów ekonomicznych, geologicznych lub społecznych zachodzi sporadycznie konieczność zwiększenia dopuszczalnego pochylenia podłoża. Do określenia krytycznych jego wartości oraz dodatkowych obligatoryjnych wymagań, niezbędna jest analiza stateczności maszyny, ocena zmiany wytężenia elementów ustroju nośnego oraz obliczenia wytrzymałościowe wybranych węzłów konstrukcyjnych. Niezbędna jest przy tym identyfikacja istniejącego stanu technicznego – stopnia degradacji obiektu. Zastosowane procedury opisano na przykładzie koparki wielonaczyniowej.
From the economic, geologic or public reasons, during the transportation of basic machines between the open pits a need to increase acceptable base inclination is occasionally occurring. To the determination of critical value and additional compulsory requirements, an analysis of the stability of the machine, evaluation of the change of elements effort of supporting structure and the strength calculation of selected structural knots are essential. In addition an identification of the existing technical condition is essential – of degree of the object degradation. Applied procedures were described on the example of the multibucket excavator.
OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE PŁYT GĄSIENICOWYCH KOPARKI SRs-1800
STRENGTH CALCULATIONS OF CRAWLER TREADS OF SRs-1800 EXCAVATOR
Tadeusz Smolnicki, Jerzy Czmochowski, Mariusz Stańco – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Płyty gąsienicowe w maszynach podstawowych górnictwa odkrywkowego narażone są na złożone obciążenia od interakcji z podłożem. Przeprowadzono obliczenia wytrzymałościowe płyt koparki SRs-1800, które uległy znacznej degradacji i deformacji podczas eksploatacji maszyny w hiszpańskiej kopalni Puentes. Obciążenia płyt gąsienicowych nie są jednoznacznie zdefiniowane w żadnej z norm. Określenie schematu podparcia obiektu oraz obciążenia wymaga uwzględnienia wpływu obciążeń masowych od nadwozia, sił trakcyjnych, sił poprzecznych oraz podatności podłoża. Obliczenia wykonano w zakresie wytrzymałości doraźnej i zmęczeniowej.
Crawler treads in basic machines of open cast mine are exposed to complex loading coming from the interaction with the ground. The strength calculations of crawler treads of SRs-1800 excavator, that underwent the significant degradation and deformation during the operation of the machine in Spain mine Puentes are presented. The loadings of crawler treads are not unequivocally defined in any of standards. The elaboration of the suspension scheme as well as the loading demands taking the influence of mass loadings coming from the superstructure, tractional forces, lateral forces and the flexibility of the foundation into consideration. The calculations in the range of immediate and fatigue strength were conducted.
IDENTYFIKACJA CZĘSTOTLIWOŚCIOWA OBCIĄŻEŃ CIĘGIEN W MASZYNACH PODSTAWOWYCH
FREQUENCY IDENTIFICATION OF BANDS LOADING IN BASIC MACHINES
Tadeusz Smolnicki, Mariusz Stańco – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Eksploatowane w polskich kopalniach odkrywkowych maszyny podstawowe często nie posiadają pełnych dowodów stateczności oraz pełnej dokumentacji obliczeniowej. Cięgna wykonane z blach są jednym z newralgicznych elementów ustroju nośnego, których zniszczenie może prowadzić do katastrofy [1]. W celu oceny właściwości postaci konstrukcyjnej i określenia stopnia wytężenia niezbędny jest pomiar ich obciążenia. Najszybszą metodą jest jego identyfikacja przez doświadczalny pomiar przyspieszeń i wyznaczenie częstości własnych i porównanie ich z częstościami wyznaczonymi na drodze numerycznej. Metodę tę zastosowano do cięgien przenośnika samojezdnego PGOT eksploatowanego w PGE KWB Bełchatów S.A.
The basic machines operated in polish open cast mines do not have full stability proof and full documentation of calculation very often. Bands made of metal sheets are the one of high risk elements of supporting structure, which destruction may cause the catastrophe. In order to evaluate the property of the structural form and determining the level of effort a measurement of the band loading is essential. The loading identification is the fastest method by the experimental measurement of accelerations and determination of free vibrations and comparing them with frequencies determined on the numerical way. This method was applied to bands of the self-propelled PGOT conveyor exploited in PGE KWB Bełchatów S.A.
OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE KOŁA ZABIERAKOWEGO POJAZDÓW KOPARKI KOŁOWEJ
STRENGTH CALCULATION OF DRIVER WHEEL OF BUCKET EXCAVATOR VEHICLES
Tadeusz Smolnicki, Grzegorz Przybyłek – Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
Koła zabierakowe w pojazdach maszyn eksploatowanych w polskich kopalniach należą do elementów, które powodują częste wyłączenie maszyn z eksploatacji wskutek szybkiej degradacji zabieraków oraz uszkodzeń w układzie ich mocowania a nawet samego koła. Dokonano oceny istniejącego rozwiązania konstrukcyjnego. Podstawowe kryteria nowej postaci konstrukcyjnej to dobre własności wytrzymałościowe, prostota rozwiązania oraz łatwość wymiany zabieraków. Obliczenia wytrzymałościowe wykonano metodami klasycznymi oraz metodą elementów skończonych z uwzględnieniem nieliniowości fizycznej i geometrycznej oraz tarcia w parach kinematycznych.
Driver wheels in vehicles of operated machines in Polish mines belong to elements which cause frequent excluding of the machines from the exploitation as a result of the fast degradation of drivers and of damage in the system of fixing them and also the wheel. The evaluation of existing structural solution was made. Basic criteria of the new structural form are good strength properties, a simplicity of the solution and an easiness of the exchange of drivers. The strength calculations were performed with classic methods and with the finite element method including the physical and geometrical nonlinearity and friction in cinematic pairs.
REALIZACJA ZMĘCZENIOWEGO ZASOBU EKSPLOATACYJNEGO KONSTRUKCJI NOŚNYCH MRC. UJĘCIE ZINTEGROWANE
ACCOMPLISHING THE REQUIRED FATIGUE LIFE OF LOAD-CARRYING MACHINE STRUCTURES. INTEGRATED APPROACH
Wojciech Sobczykiewicz – Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich, Politechnika Warszawska
Marek Kowalczyk – SKW, Biuro Projektowo-Techniczne, Zgorzelec
Przedstawiona została, w ogólnym schemacie, Zintegrowana Procedura – ZP. Dotyczy systemowego przeciwdziałania pękaniu zmęczeniowemu konstrukcji nośnych maszyn roboczych ciężkich, wytwarzanych praktycznie jednostkowo, a eksploatowanych bardzo intensywnie. Polega na zastosowaniu strategii eksploatacji według stanu technicznego, przy możliwie maksymalnym zintegrowaniu poszczególnych faz cyklu życia, szczególnie faz projektowania i eksploatacji. Przedstawiona schematycznie Zintegrowana Procedura to prezentacja istniejących aktualnie możliwości, na podstawie których może być określona metodologiczna droga postępowania, prowadząca do podniesienia wiarygodności oceny zasobu zmęczeniowego konstrukcji nośnych oraz pewności ich funkcjonowania.
An integrated approach for preventing fatigue failure of load-carrying structures of earthmoving and construction machines, piecewise produced and intensively operated is presented on a general algorithm. The presented approach assumes servicing of such structures based on their technical state as well as integration of their particular lifecycle stages, especially of the design and operation stages.
REALIZACJA ZMĘCZENIOWEGO ZASOBU EKSPLOATACYJNEGO KONSTRUKCJI NOŚNYCH MRC. UJĘCIE TRADYCYJNE
ACCOMPLISHING THE REQUIRED FATIGUE LIFE OF LOAD-CARRYING MACHINE STRUCTURES. TRADITIONAL APPROACH
Wojciech Sobczykiewicz – Instytut Maszyn Roboczych Ciężkich, Politechnika Warszawska
Marek Kowalczyk – SKW, Biuro Projektowo-Techniczne, Zgorzelec
Istnieje w obrębie maszyn roboczych tzn: dźwignic, maszyn do robót ziemnych, maszyn górnictwa odkrywkowego itp., grupa maszyn zwyczajowo zwanych ciężkimi. Dominującym zespołem tych maszyn, zarówno ze względów: masowych, gabarytowych, bezpieczeństwa technicznego jak i ekonomicznego, jest konstrukcja nośna. Podstawowy proces degradacyjny tego zespołu to zmęczenie. W artykule przedstawiony został stan obecny w zakresie wyznaczania wymaganego zmęczeniowego zasobu eksploatacyjnego tego zespołu, tych maszyn.
A quite big portion of engineering machines like cranes, earthmoving machines, open-cast mining machines, are so-called heavy machines. The prevailing unit of those machines, regarding the mass, dimensions, technical safety and economic aspects is the load-carrying structure. Degradation of that unit is basically caused by the fatigue process. The eurrent state of the art regarding assessment of the required fatigue life of that unit for heavy machines is presented and discussed in the paper.
MŁOTY HYDRAULICZNE – TENDENCJE ROZWOJOWE W MINIONYM ĆWIERĆWIECZU
HYDRAULIC HAMMERS – DEVELOPMENT TRENDS IN THE PAST QUARTER – CENTURY
Marek Sokolski – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono analizę tendencji w budowie młotów hydraulicznych. Wyróżniono trzy podstawowe kierunki rozwojowe: działania modernizacyjne, działania dywersyfikacyjne oraz działania innowacyjne. Scharakteryzowano szczegółowo rozwiązania układów uderzeniowych oraz systemów wymuszenia hydraulicznego współczesnych młotów. Określono granicę dalszego rozwoju konwencjonalnych młotów hydraulicznych oraz wykazano wyjątkowe zalety młotów nowej generacji.
The analysis of the development trends of the hydraulic hammers was presented. Three basic tendency: modernization, diversification and innovation were specified. The impact systems and the hydraulic excitation systems were in detail characterized. The limit of the further development of the conventional hydraulic hammers was determined and the unique advantages of the new generation hammers were pointed out.
OCENA MOŻLIWOŚCI ZWIĘKSZENIA PRĘDKOŚCI UDERZENIA W UKŁADACH ROBOCZYCH MŁOTÓW HYDRAULICZNYCH
RATING OF POSSIBILITIES OF INCREASE THE IMPACT VELOCITY IN THE WORKING SYSTEMS OF HYDRAULIC HAMMERS
Marek Sokolski, Piotr Sokolski – Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Politechnika Wrocławska
Przedstawiono wyniki analizy obciążeń udarowych w układach roboczych młotów hydraulicznych. Wykazano istotny wpływ podatności lokalnej styku „bijak – narzędzie” na wartość naprężeń. Na tej podstawie wskazano możliwości zwiększania efektywności działania konwencjonalnych młotów bijakowych poprzez zastosowanie układów roboczych o zwiększonej podatności lokalnej w miejscu uderzenia bijaka. Przeprowadzono analizę zagadnienia kontaktowego „bijak – narzędzie”, wykorzystując metodę elementów skończonych.
In the paper the results of analysis of impact loads in the working systems of hydraulic hammers were presented. The fundamental influence of the local flexibility of the contact “beater – tool” on the stress values was pointed out. On this basis the possibilities of performances increase of the conventional hydraulic hammers were indicated by application of the working systems with an increased local flexibility in the place of beater impact. The analysis of the contact problem “beater – tool” by use of the finite element method was carried out.
ROZKŁAD EKSTREMALNYCH WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA DYNAMICZNOŚCI OBCIĄŻENIA KOŁA CZERPAKOWEGO KOPARKI KOŁOWEJ
DISTRIBUTION OF EXTREME VALUES OF LOAD DYNAMISM FACTOR FOR BUCKET WHEEL EXCAVATORS
Stefan Wojciech Szepietowski – Poltegor-Instytut IGO, Wrocław
Obciążenie obwodowe koła czerpakowego ulega w procesie urabiania znacznym wahaniom, zarówno w sposób losowy jak i zdeterminowany. Wielkość tych wahań charakteryzuje współczynnik dynamiczności obciążenia. W publikacji przedstawiono asymptotyczne rozkłady ekstremalnych wartości tego współczynnika, wyznaczone na podstawie wyników badań obciążenia koła czerpakowego koparki SchRs 800 podczas urabiania gliny zwałowej przy różnej wysokości urabianego stopnia.
Bucket wheel circuit load is subjected to substantial fluctuations during mining processes both in random and determined manner. Level of these fluctuations is distinguished by load dynamism factor. Asymptotic distribution of extreme values of this factor has been presented in the paper. The distribution was calculated on the basis of SchRs 800 excavator bucket wheel load test results obtained during boulder clay mining with different height of mined benches.
WPŁYW LICZBY CZERPAKÓW NA PULSACJĘ OBCIĄŻENIA KOŁA CZERPAKOWEGO
INFLUENCE OF BUCKET QUANTITY ON BUCKET WHEEL LOAD PULSATION
Stefan Wojciech Szepietowski – Poltegor-Instytut IGO, Wrocław
Jednym z czynników mogących decydować o wielkości pulsacja obciążenia koła czerpakowego jest liczba zamontowanych na nim czerpaków. Przeprowadzono analizę teoretyczną wpływu liczby czerpaków na wartość amplitudy technologicznej zmienności obciążenia koła. Otrzymane rezultaty porównano z wynikami badań przeprowadzonych na koparce SchRs 800 przy urabianiu gliny zwałowej. Na tej podstawie przedstawiono ocenę całkowitej dynamiki obciążenia koła przy danej liczbie czerpaków. Podano prognozę zmiany wartości współczynnika dynamiczności całkowitej obciążenia koła koparki SchRs 4600 w przypadku zmiany liczby czerpaków z 11 do 16.
Quantity of installed buckets is one of the factors influencing bucket wheel load pulsation. Theoretical analysis of influence of bucket quantity on technological amplitude variability of wheel load has been conducted. These results have been compared with test results from SchRs 800 excavator. On this basis, estimation of total wheel load dynamics with given quantity of buckets have been presented. Prognosis of variation of total load dynamism coefficient for SchRs 4600 excavator with 16 buckets instead of 11 buckets has been described in the paper