One of the aims of the project BEWEXMIN Bucket wheel excavators operating under difficult mining conditions including unmineable inclusions and geological structures with excessive mining resistance’is the development of a load and fatigue monitoring system for bucket wheel excavator’s superstructures. The article describes resistances associated with exploitation of soils with bucket wheel excavators, which were the basis for the development of a system for assessing the risks of damage to the excavator’s superstructures in real time based on recorded signals.
PL
Jednym z zadań międzynarodowego projektu badawczego BEWEXMIN: ,,Praca koparek kołowych w warunkach występowania w urabianym ośrodku utworów o nadmiernych oporach urabiania jak i wtrąceń nieurabialnych” jest opracowanie systemu monitorowania wytężenia ustroju nośnego wielonaczyniowej koparki kołowej. W artykule zestawiono i opisano opory związane z urabianiem gruntów wielonaczyniowymi koparkami kołowymi, które były podstawą budowy systemu oraz opracowano metody oceny zagrożeń uszkodzenia ustroju nośnego w czasie rzeczywistym w oparciu o rejestrowane sygnały.
W artykule zaprezentowano obecnie prowadzone w „Poltegor-Instytut” Instytut Górnictwa Odkrywkowego prace, których celem jest ograniczenie liczby awarii koparek eksploatowanych w gruntach zawierających wtrącenia nieurabialne. Zostanie to osiągnięte poprzez optymalne dostosowanie wielonaczyniowych koparek już eksploatowanych i nowo budowanych do urabiania nadkładu z przerostami o nadmiernych oporach urabiania oraz wtrąceniami nieurabialnymi, monitorowanie wytężenia ustroju nośnego wielonaczyniowej koparki kołowej i opracowanie metody analizowania sygnałów diagnostycznych dla bieżącej oceny zagrożenia uszkodzeniem ustroju nośnego oraz ciągłej kontroli wytrzymałości zmęczeniowej ustroju.
EN
The article presents the work carried out in the Poltegor Institute, which aims to reduce the number of failures of bucket wheel excavators operating in soils including nonmineable intrusions. This will be achieved by adaptation of bucket wheel excavators already in service and newly built to for exploitation in such conditions, monitoring of the load bearing capacity of a bucket wheel excavator, developing a diagnostic signal analysis method for current superstructure damage hazard assessment and continuous endurance monitoring.
W artykule przedstawiono wyniki prac nad modułem ładowarka zrealizowanych w ramach projektu rozwojowego pt.: ,,Zintegrowany system sterowania technologią wydobycia surowców skalnych” finansowany ze środków NCBiR. Projekt zrealizowany był w latach 2011-2014, a jego głównym celem było opracowanie i przetestowanie na obiektach rzeczywistych systemów automatyzacji procesu wydobycia surowców skalnych metodą lądową oraz spod lustra wody w wyrobiskach odkrywkowych, a także wprowadzenie nowoczesnego systemu organizacji i zarządzania wydobyciem w tych kopalniach.
EN
The paper describes a module for a loader, which was created within the project entitled „The integrated control system for opencast mining technology”. The project was financed by NCBiR and implemented in 2011 - 2014. The main objective of the project was to develop and test the system for open pit mining in real conditions, including surface and underwater mining methods. A modern tool to support and optimize mining management was also developed.
W artykule scharakteryzowano Moduł: Wozidło, stanowiący część opracowanego w ramach projektu rozwojowego Zintegrowanego System Sterowania Technologią Wydobycia Surowców Skalnych. Przedstawiono budowę modułu i możliwość jego konfiguracji sprzętowej. W oparciu o zastosowane rozwiązania techniczne przedstawiono proces testowania, a także rezultaty zainstalowania modułu na obiekcie rzeczywistym.
EN
The paper describes one of the modules of The Integrated Control System for Rock Mining Technology, which was created within the development project. The article presents the structure and possibilities of hardware configuration. On the basis of applied technical and hardware solutions, process testing and results of installing the module on real object have been presented.
Określono przyczyny powstawania uszkodzeń i awarii ustrojów nośnych koparek górnictwa odkrywkowego. Omówiono dotychczasowe prace dotyczące oceny zasobu trwałości zmęczeniowej. Zaprezentowano opracowany w Poltegor-Instytut system ciągłego monitoringu i oceny stanu wytężenia ustrojów nośnych. Przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych systemu na ustroju nośnym koparki kołowej SchRs 4000 w KWB Bełchatów. Podano korzyści wynikające z wdrożenia systemu na koparkach górnictwa odkrywkowego.
EN
Reasons of damages and failures in load carrying structures of opencast mining excavators have been defined. Activities connected with assessment of fatigue life reserves have been discussed. System for constant monitoring and effort assessment of load-carrying structures elaborated in Poltegor-Institute has been presented. Results of the system tests on load carrying structure of SchRs 4000 bucket wheel excavator in Opencast Mining Bełchatów have been presented. Advantages resulting from implementation of the system in opencast mining excavators have been indicated.
Przedstawiono opis budowy i działania systemu ciągłej diagnostyki wytężenia ustrojów nośnych maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Zaprezentowano wyniki badań doświadczalnych systemu na koparce kołowej w KWB Bełchatów. Stwierdzono, że system działa prawidłowo realizując założone funkcje. Podano zalety wynikające z zastosowania systemu na maszynach podstawowych górnictwa odkrywkowego. Wskazano na możliwości wdrożenia systemu na kolejnych maszynach eksploatowanych w krajowych kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego.
EN
Description of a construction and operation of a system for continuous effort diagnostics of load carrying structures in opencast mining machines has been presented. Results of the system tests in KWB Bełchatów mine has been shown. During the tests it was found that the system works properly, according to the assumptions. Advantages of the system installation on opencast mining basic machines have been discussed. Possibilities of the system implementation on other machines operating in domestic brown coal mines have been indicated.
W momencie natrafienia przez czerpak koparki kołowej na nieurabialnąprzeszkodę powstaje krótkotrwałe obciążenie dynamiczne o charakterze impulsowym. Celem ograniczenia wielkości tego obciążenia stosowane są w napędzie koła czerpakowego sprzęgła przeciążeniowe o dwóch odmiennych sposobach działania: poślizgowe i rozłączne Sprzęgło rozłączne może ograniczyć wielkość tego obciążenia jeżeli zadziała ono szybciej niż pojawi się wartość maksymalna impulsu. W publikacji omówiono rezultaty doświadczalnych badań reakcji sprzęgieł rozłącznych wykorzystujących właściwości przekładni planetarnej, zastopowanych w napędzie koła koparki SchRs 4600. Szybkość działania tych sprzęgieł, przy uderzeniowym zatrzymaniu ruchu koła, może być niewystarczająca.
EN
Brief dynamie overload of impulse nature takes place when excavator wheel buckets come across unmineable obstacle. Overload coupling that operates in two different manners is applied in the bucket wheel drive in order to reduce overloading. The first one is a slip coupling, the second one disengaging coupling. Disengaging coupling may decrease the level of overloading if it starts to operate before maximum value of the impulse is reached. Test results for disengaging coupling that uses features ofplanetary gear applied in bucket wheel drive of SchRs 4600 excavator have been discussed in the paper. When the wheel is suddenly stopped reaction of coupling might be too slow.
Przedstawiono specyfikę pracy i budowy maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Podano zasady wymiarowania ustrojów nośnych tych maszyn oraz istniejące niedogodności. Wskazano na przyczyny powstawania pęknięć zmęczeniowych powyższych ustrojów. Omówiono dotychczasowe sposoby oceny zasobu trwałości zmęczeniowej na podstawie badań. Zamieszczono opis i schemat działania systemu ciągłego monitoringu stanu wytężenia ustrojów nośnych maszyn podstawowych. Podano zalety wynikające z zastosowania systemu w bieżącej eksploatacji powyższych maszyn. Zaprezentowano możliwości wdrożenia systemu w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego.
EN
Specificity of operation and construction of opencast mining basic machines has been presented in the paper. Regulations of load carrying structures dimensioning and existing inconveniences have been discussed. Reasons of fatigue fracturing in these structures have been indicated. Previous assessment methods of fatigue life resources based on research have been presented. Description and operational scheme of a system of constant monitoring of load carrying structure effort of opencast mining basic machines has been placed. Advantages resulting from system implementation in current exploitation of machines have been given. Possibilities of system implementation in brown coal opencast mines have been discussed.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podano przyczyny prowadzenia badań naprężeń statycznych maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Przedstawiono metody prowadzenia badań. Zaprezentowano przykłady wykonanych badań na koparkach kołowych wielonaczyniowych eksploatowanych w krajowych kopalniach węgla brunatnego. Wykazano potrzebę prowadzenia tego typu badań zarówno na maszynach nowo budowanych jak i poddanych długoletniej eksploatacji.
EN
Justification of research into static stresses in opencast mining machines has been presented in the paper. Methodology of research has been discussed. Examples of tests conducted on bucket wheel excavators operating in domestic brown coal mines have been presented. The need for further research on newly-constructed machines as well as long operating ones has been pointed out.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono przyczyny podjęcia prac zmierzających do budowy systemu ciągłej diagnostyki wytężenia ustroju nośnego maszyn górnictwa odkrywkowego. Określono główne zadania systemu. Zamieszczono schemat systemu wraz z opisem działania poszczególnych jego modułów. Podano zasady doboru punktów pomiarowych na ustrojach nośnych objętych ciągłą diagnostyką wytężenia. Zaprezentowano zalety wynikające z zastosowania systemu w eksploatacji maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Wskazano na możliwości wdrożenia systemu w odniesieniu do maszyn górnictwa odkrywkowego oraz innych maszyn i urządzeń gdzie istnieje realne ryzyko uszkodzenia konstrukcji w wyniku oddziaływania procesów zmęczenia metali.
EN
Foundations for carrying out research aiming at construction of mechatronic system for continuous effort diagnostics of load carrying structure in opencast mining machines are introduced in the paper. Main functions of the system are defined. Scheme of the system along with description of its particular modules are given. Rules for selection of measuring points at load carrying structures subjected to continuous effort diagnostics are introduced. Advantages resulting from system implementation into exploitation of basic opencast mining machines are presented. Possibilities of system application with regard to opencast mining machines or other machines and devices, which structures might possibly get damaged as an effect of acting metal fatigue processes, were indicated.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono dotychczasowy deterministyczny model składowej stycznej siły skrawania na kole czerpakowym koparki. Zaprezentowano nowy statyczny model składowej stycznej powyższej siły. Opisano zalety wynikające z zastosowania tego modelu w projektowaniu i eksploatacji koparek kołowych, Podano przykład praktycznego zastosowania modelu statystycznego przy doborze wartości składowej stycznej siły urabiania i wymaganej mocy napędu mechanizmu układu urabiania dla planowanej nowej koparki kołowej, przeznaczonej do urabiania odpadów paleniskowych jednej z krajowych elektrowni węglowych.
EN
Former deterministic model of cutting force tangent component on a bucket wheel has been discussed. A new static model of tangent component of above-mentioned force has been presented. Merits resulting from utilization of this model in bucket wheel excavators designing and exploitation have been described. An example of practical utilization of the static model in order to select proper value of cutting force tangent component and required power of mining system driving gear for planned construction of a new bucket wheel excavator designed for furnace wastes exploitation in one of domestic coal power plants have been presented.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
EN
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.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podstawowym elementem zabezpieczającym ustrój nośny wielonaczyniowej koparki kołowej jest, umieszczone w napędzie koła czerpakowego, sprzęgło przeciążeniowe. W publikacji przedstawiono budowę, stosowanych w napędzie koła czerpakowego, sprzęgieł przeciążeniowych w zależności od miejsca ich usytuowania w łańcuchu kinematycznym napędu. Omówiono sposób ich działania oraz znaczenie miejsca zabudowy w ochronie przeciążeniowej ustroju nadwozia koparki.
EN
Overload coupling installed in bucket wheel drive is the basie protection element of support structure of bucket wheel excavator. Construction ofoverload couplings applied in bucket wheel drives, depending on their location in kinematic chain ofthe drive have been presented in thepaper. Methods of their operation and importance oflocalization in excavator overload structure have been discussed.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań i oceny trwałości zmęczeniowej konstrukcji nośnej wysięgnika koparki SRs-1200 po długoletnim okresie jej eksploatacji, przeważnie w gruntach trudno urabialnych. Opisano metodę oceny trwałości zmęczeniowej. Podano sposób prowadzenia badań naprężeń od obciążeń statycznych i obciążeń dynamicznych. Określono zależność statystyczną naprężeń od mocy napędu koła czerpakowego. Oszacowano trwałość zmęczeniową wybranych elementów konstrukcji nośnej i wysięgnika przeciwwagi koparki.
EN
Results oftests and assessments offatigue life of counterweight boom support structure of SRs-1200 excavator operating i for a long time mostly in cohesive soils have been presented in thepaper. Method offatigue life assessment has been described. o Methodology oftests on stressesfrom static and dynamie loads has been presented. Statistical dependence ofstresses on bucket i wheel drivingpower has been defined. Fatigue life ofselected elements of counterweight boom support structure ofexcavator has been estimated.
W artykule przedstawiono zespół zagadnień związanych z modelowaniem obciążeń ekstremalnych w procesie projektowania i eksploatacji koparek kołowych przeznaczonych do pracy w gruntach trudno urabialnych. Opisano dotychczasowy deterministyczny model obciążeń zewnętrznych koła czerpakowego. Zaprezentowano nowe statystyczne podejście do modelowania sił urabiania gruntów trudno urabialnych koparkami kołowymi na podstawie rzeczywistych badań parametrów tego procesu. Podstawę takiego modelowania stanowią wartości skrajnych statystycznych rozkładów asymptotycznych naprężeń konstrukcji nośnej i jednostkowych oporów urabiania. Zaproponowano model składowej stycznej siły urabiania działającej bezpośrednio na krawędź czerpaka koparki kołowej. Omówiono dalsze postępowanie związane z weryfikacją zaproponowanego modelu statystycznego. Podano korzyści wynikające z zastosowania powyższego modelu w projektowaniu i eksploatacji koparek kołowych górnictwa odkrywkowego.
EN
Problems connected with extreme loadings modelling in the process of design and exploitation of bucket wheel excavators intended for operation in the hard diggable soils, have been presented in the article. Existing deterministic model of bucket wheel loadings has been described. New statistical approach to digging forces modelling of hard diggable soils with bucket wheel excavators has been presented on the basis of actual research on parameters of this process. Extreme values of statistical asymptotic distributions of steel structure stress and unit digging resistances are the basis for modelling. The model of component tangent digging force operating directly on the edge bucket of bucket wheel excavators was proposed. The further procedure connected with verification of proposed statistical model was discussed. The advantages resulting from use of the above model in design and exploitation of opencast mining bucket wheel excavators were given.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W Kopalni Węgla Brunatnego Konin i Adamów węgiel z odkrywek dostarczany jest do elektrowni transportem kolejowym. Przy ujemnych temperaturach powietrza następuje przymarzanie węgla brunatnego do ścian wagonu jak i wzajemne zmrażanie się poszczególnych bryl. Utrudnia to lub wprost uniemożliwia swobodne grawitacyjne opróżnianie wagonu. Stopień wystąpienia tych zjawisk zależy przede wszystkim od temperatury powietrza. W Kopalni Konin zapobiega się temu poprzez grzanie wagonu. Sie jest to jednak działanie wystarczające. Gromadzące się w wagonie pozostałości węgla nie tylko zmniejszają pojemność Wagonu, ale mogą również uniemożliwić zamknięcie klap. W artykule przedstawiono wyniki monitoringu stopnia zanieczyszczenia wagonów pozostałościami węgla brunatnego przy różnej temperaturze powietrza. Omówiono, powstające przy ujemnych temperaturach, utrudnienia procesu rozładunku wagonów z uwzględnieniem właściwości węgla brunatnego. Dokonano ilościowej oceny wpływu temperatury na stopień zanieczyszczenia wagonów i częstotliwość ich oczyszczania. Przedstawiono stosowany w Kopalni Konin sposób czyszczenia wagonów.
EN
Brown coal from Konin Brown Coal Mine and from Adamów Brown Coal Mine is delivered to power plants by rail transport. Sub-zero air temperature causes brown coal congealment and sticking to wagon walls. Such weather conditions cause also reciprocal freezing of particular cobs. This impedes or even makes impossible unconstrained wagons gravitational emptying. The level of this effect occurrence depends on air temperature. In Konin mine wagons are heated. Unfortunately this is not a suf-ticieiu solution. Coal residues accumulating in wagons not only reduce wagons capacity but can also preclude doors closure. Results of monitoring of wagons impurity with coal residues in different air temperatures have been presented in this article. Problems with wagons unloading, caused by low temperatures have been discussed. Quantitative assessment of temperature influence on the level of wagons impurity and the frequency of emptying has been presented. The method of wagons cleaning applied in Konin have been described.
W referacie podano przyczyny szybkiego zużycia i typowych uszkodzeń członów gąsienicowych koparek i zwałowarek pracujących w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego. Przedstawiono zastosowane metody optymalizacji konstrukcji i technologii wykonania członów gąsienicowych. Zamieszczono wyniki badań eksploatacyjnych trwałości członów doświadczalnych prowadzonych na koparkach SRs-1220 w KWB "Konin" SA. Wykazano celowość i przydatność zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych.
EN
Paper presents causes for fast wearing out and typical damages of caterpillar links in excavators and stackers working in open cast lignite mines. Discuss caterpillar links used methods of structure optimization and production technology. Paper describes also investigation on operational durability of experimental caterpillar links carried on SRs-1200 excavators in "Konin" Open Cast Mine. The results entirely confirmed the purposefulness of used structural and technological solutions.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono działania, których celem było uzyskanie wzrostu wydajności koparki wielonaczyniowej kołowej KWK 1500s eksploatowanej na nadkładzie w Kopalni Węgla Brunatnego Konin S.A. Omówiono przyczyny obniżenia wydajności osiąganej przez koparkę. Przeprowadzono kompleksowe badania obciążeń mechanizmów napędu koła czerpakowego i napędu obrotu nadwozia oraz stopnia wypełnienia naczyń urabiających dla różnych parametrów pracy. Na podstawie przeprowadzonych badań określono optymalne parametry pracy koparki w funkcji zdefiniowanej jako maksymalizacja wydajności efektywnej. Parametry te zostały wprowadzone do automatycznego układu sterowania koparki w miejsce parametrów dotychczasowych. W ten sposób uzyskano znaczący wzrost wydajności koparki.
EN
The article presents the performances which aimed at the increase in the output of the bucket wheel excavator KWK 1500s. This excavator is exploited in the overburden of "Konin" Lignite Mine. The causes for the decrease of the excavator output were discussed. The tests of the bucket wheel drive, the main slewing mechanism, and the filling ratio of buckets for different work parameters were carried out. As a result of the tests the specific cutting resistances for nominal and maximal drive loads were determined. Next the optimum work parameters were evaluated in the function which was defined as the maximization of the effective output. These parameters were introduced into the automatic control system of the excavator instead of the former parameters. Finally the considerable increase of the excavator output was achieved.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podano przyczyny zużywania się członów gąsienicowych podwozi koparek i zwałowarek pracujących w kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego. Przedstawiono metody regeneracji członów gąsienicowych ze szczególnym uwzględnieniem napawania przy użyciu drutów rdzeniowych. Opisano proces regeneracji członów gąsienicowych w Zakładzie Warsztaty Naprawcze KWB Konin S.A. Omówiono wyniki badań eksploatacyjnych trwałości członów gąsienicowych prowadzonych w Odkrywce Jóźwin KWB Konin S.A.
EN
Paper presents causes of caterpillar links wear in excavators and stackers working in open cast lignite mines. Discuss caterpillar links regeneration methods with emphasis on weld padding with application of flux-cored wires. Paper describes also regeneration process of caterpillar links in Warsztaty Naprawcze KWB Konin S.A. Finally, presents investigations on operational durability of caterpillar links conducted in cast Jóźwin KWB Konin S.A.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawienie wyniki badań stopnia degradacji ustroju nośnego ładowarko-zwałowarki ŁZKS 500, pracującej przez blisko 30 lat na składowisku węgla kamiennego w Elektrowni Kozienice. Badania obejmowały ocenę wizualna ustroju i badania defektoskopowe ultradźwiękowe wybranych węzłów ustroju; w tym również pomiary ubytków korozyjnych w prętach o skomplikowanym kształcie przekroju.
EN
Wheel stacker-reclaimers working on coal stacking yards are long-lived machines. Over the years of operations, machine load carrying structure is gradually degraded. Paper presents results of technical condition examinations of steel load currying structure of ŁZKA 500 stacker-reclaimer, working over 30 years on coal stacking yard in Kozienice Power Plant. The first stage of investigations included visual examinations of carrying structure. In the second phase, flaw tests were performed at selected places of carrying structure having critical meaning for machine safety and those, which condition brought attention during visual inspection. Load carrying structure was showing sings of considerable corrosion damages, especially in bucket wheel jib. The largest corrosive losses occurred in places of coal dirt accumulation. Ultrasonic test showed that steel wall thickness in rods (and closed profiles) of bucket wheel jib had locally over 50% of corrosive losses. However, inspection did not reval any fatigue damages. Only one teat in welded connection was found in a tower of load carrying structure and had character of immediate steel scrap. Ultrasonic flaw test showed that one bolt, in connection of bucket wheel jib to tower, is showing a small internal defect that might occurred during production process. In remaining tested places no defects were found. According to general assessment of stell load carrying structure was due to repair and after its completition machine could be back in operation.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.