Analiza zastosowania struktur kratownicowych w miejsce profili pełnościennych

Wiele maszyn górnictwa odkrywkowego pracujących w polskich kopalniach jest na co dzień modernizowanych i remontowanych w celu zwiększenia ich żywotności, niezawodności oraz poprawy bezpieczeństwa pracy. W dużej mierze konieczność przeprowadzania tych zabiegów wynika z długoletniej ich eksploatacji oraz ich niedoskonałości. Niedociągnięcia te wynikają z nieuwzględnienia trudnych do przewidzenia czynników w procesie ich projektowania bądź modernizowania. Praca ta ma na celu sprawdzenie możliwości wykorzystania nietypowych, do tej pory rzadko stosowanych rozwiązań, które poprzez zmniejszenie masy całkowitej ustroju nośnego koparek, mogłyby zwiększyć ich żywotność, ułatwić remonty bądź wyprowadzić z niebezpiecznych częstotliwości drgań własnych. Celem pracy jest zbadanie możliwości zastosowania struktur kratownicowych [1] w miejscach profili pełnościennych w ustrojach nośnych maszyn wielkogabarytowych, stosowanych w górnictwie węgla brunatnego. Analizę przeprowadzono na przykładzie wysięgnicy wysięgnika koła czerpakowego koparki KWK-1200M.W tym celu na bazie trójwymiarowego modelu dyskretnego masztu głównego koparki wieloczerpakowej kołowej model KWK-1200M został wykonany projekt zastąpienia elementów pełnościennych profilem kratownicowym. Projekt ten był poddany numerycznym symulacjom przy pomocy metody elementów skończonych (MES).Zakres badań obejmował analizę zmian częstotliwości drgań własnych masztu, a także wpływ na wytężenie w różnych sytuacjach roboczej. W wyniku analiz zmienione zostało niemal całe wnętrze masztu, mianowicie cięgna rurowe wraz z blachami węzłowymi oraz podwójny dwuteownik znajdujący nieco ponad 1/3 wysokości masztu. Powstały model obliczeniowy pozwolił na ocenę wpływu struktury kratownicowej na cały ustrój nośny a także określenie wad i zalet płynących z powstałej modernizacji.

---

The aim of the presented work is investigation of the possibility of application of truss structures instead of full wall structures in the load carrying structures of lignite mine machines. The analysis was made on the basis of the jib of the bucket wheel boom of the bucket wheel excavator KWK 1200M. Application of truss structure allowed to reduce mass of the jib about 14%.