The dependency of the dynamic response of a two mast bucket wheel excavator superstructure on the counterweight mass and the degree of Fourier approximation of the digging resistance

• Autorzy: Gnjatovic N. , Bosnjak S. , Stefanovic A.

Identyfikatory

DOI

10.24425/122909

Warianty tytułu

PL

Zależność odpowiedzi dynamicznej konstrukcji dwumasztowej koparki kołowej od masy przeciwciężaru oraz stopnia aproksymacji oporu urabiania za pomocą szeregu Fouriera

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sensitivity analysis of the dynamic response of both the designed and the actual models of a slewing superstructure with two masts to the variation of the counterweight mass and the degree of accuracy of the approximation polynomials of the digging resistance was conducted in the paper. Spatial reduced dynamic models of the bucket wheel excavator SchRs 1600 were used as a basis for the presented investigations. Based on the comparative analysis of the calculation results, the following conclusions were drawn: (a) mass of the counterweight has a significantly higher influence on the maximum intensities of accelerations of the referent points than on the spectrum of natural frequencies, (b) the accuracy of approximations of the digging resistance and the maximum values of accelerations differ by an order of magnitude, for the approximation trigonometric polynomial of the same number of harmonics.

PL

W pracy przeprowadzono analizę wrażliwości odpowiedzi dynamicznej modelu obliczeniowego i rzeczywistego konstrukcji obrotowej koparki z dwoma masztami na zmiany masy przeciwciężaru oraz zmiany stopnia dokładności przybliżania wielomianów określających opory urabiania. W pracy wykorzystano przestrzenne zredukowane modele dynamiczne koparki kołowej SchRs1600. Na podstawie analizy porównawczej wyników obliczeń wyciągnięto następujące wnioski: (a) masa przeciwciężaru ma znacznie większy wpływ na maksymalne natężenie przyspieszeń w punktach odniesienia niż na zakres częstotliwości własnych; (b) dokładność przybliżenia oporów urabiania i maksymalne wielkości przyspieszeń różnią się o rząd wielkości dla procedury aproksymacji wykorzystującej wielomian zawierający funkcje trygonometryczne, o tej samej liczbie harmonicznych.

Słowa kluczowe

EN

bucket wheel excavator; dynamic response; counterweight mass variation; digging resistance approximation

PL

koparka kołowa; odpowiedź dynamiczna; zmiany masy przeciwciężaru; przybliżone obliczenia oporu urabiania

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 63, no. 2
• Strony: 491--509
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gnjatovic N.

• University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering, Kraljice Marije 16, 11120 Belgrade, Serbia

autor

Bosnjak S.

• University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering, Kraljice Marije 16, 11120 Belgrade, Serbia

autor

Stefanovic A.

• University of Belgrade, Faculty of Mechanical Engineering, Kraljice Marije 16, 11120 Belgrade, Serbia

Bibliografia

• [1] AS4324.1, 1995. Mobile equipment for continuous handling of bulk materials Part 1 – General requirements for the design of steel structures. Standards Australia.
• [2] Bošković S., Jovančić P., Ignjatović D., Rakićević B., Maneski T., 2015. Vibration as deciding parameter during revitalization process for replacing the bucket wheel drive. Journal of Vibroengineering 17, 1, 24-32.
• [3] Bošnjak S., Oguamanam D., Zrnić N., 2006. On the dynamic modelling of bucket wheel excavators. FME Transactions 34, 4, 221-226.
• [4] Bošnjak S., Zrnić N., 2012. Dynamics, failures, redesigning and environmentally friendly technologies in surface mining systems. Archives of Civil and Mechanical Engineering 12, 3, 348-359.
• [5] Bošnjak S., 2015. Comments on “Determination and analysis of the theoretical production of a bucket wheel excavator”. Archives of Mining Sciences 60, 1, 283-301.
• [6] Bošnjak S.M., Oguamanam D.C.D., Zrnić N.Đ., 2015. The influence of constructive parameters on response of bucket wheel excavator superstructure in the out-of-resonance region. Archives of Civil and Mechanical Engineering 15, 4, 977-985.
• [7] Bošnjak S., Gnjatović N., 2016. The influence of geometric configuration on response of the bucket wheel excavator superstructure. FME Transactions 44, 3, 313-323.
• [8] Bošnjak S., Gnjatović N., Savićević S., Pantelić M., Milenović I., 2016. Basic parameters of the static stability, loads and strength of the vital parts of the bucket wheel excavator’s slewing superstructure. Journal of Zhejiang University-SCIENCE A 17, 5, 353-365.
• [9] Brkić A., Maneski T., Ignjatović D., Jovančić P., Spasojević Brkić V., 2014. Diagnostics of bucket wheel excavator discharge boom dynamic performance and its reconstruction. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 16, 2, 188-197.
• [10] Che Z.X., Chen Y.L., 2014. Determination and analysis of the theoretical production of a bucket wheel excavator. Archives of Mining Sciences 59, 1, 283-291.
• [11] Cireş I., Nani V.M., 2016. Stability control for a huge excavator for surface excavation. Applied Mathematical Modelling 40, 1, 388-397.
• [12] DIN 22261-2, 2016. Excavators, Stackers and Auxiliary Equipment in Brown Coal Open Cut Mines Part 2 – Calculation Principals. German Institute for Standardization.
• [13] Dudek D., Frydman S., Huss W., Pękalski G., 2011. The L35GSM cast steel – possibilities of structure and properties shaping at the example of crawler links. Archives of Civil and Mechanical Engineering 11, 1, 19-32.
• [14] Gnjatović N., 2016. Influence of constructional parameters and parameters of excitation on response of the bucket wheel excavator with two masts in the out-of-resonance region. Ph.D. dissertation. University of Belgrade – Faculty of mechanical engineering, Belgrade, Serbia.
• [15] Gottvald J., 2010. The calculation and measurement of the natural frequencies of the bucket wheel excavator SchRs 1320/4x30. Transport 25, 3, 269-277.
• [16] Gottvald J., 2011. Measuring and Comparison of Natural Frequencies of Bucket Wheel Excavators SchRs 1320 and K 2000. GEMESED’11 – Proceedings of the 4th WSEAS international conference on Energy and development – environment – biomedicine, Corfu Island, Greece, 335-340.
• [17] Gottvald J. 2012. Analysis of vibrations of bucket wheel excavator SchRs 1320 during mining process. FME Transactions 40, 4, 165-170.
• [18] Machniak Ł., Kozioł W., 2017. Method of assessment of hard rock workability using bucket wheel excavators, Archives of Mining Sciences 62, 1, 73-82.
• [19] Pietrusiak D., 2013. Analiza modalna w ocenie dynamiki ustroju wielonaczyniowych koparek kołowych. Ph.D. dissertation., Politechnika Wrocławska, Wroclaw, Poland.
• [20] Pietrusiak D., Moczko P., Czmochowski J., 2014. Field and Numerical Testing of the BWE SchRs4600.50 Dynamic Behavior. In: Allemang R. et al. (eds.) Topics in Modal Analysis, Vol. 7, Springer, New York, 525-532.
• [21] Pietrusiak D., 2017. Evaluation of large-scale load-carrying structures of machines with the application of the dynamic effects factor. Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability 19, 4, 542-551.
• [22] Rasper L., 1973. Der Schaufelradbagger als Gewinnungsgerat. Trans. Tech. Publications, Clausthal, Germany.
• [23] Rusiński E., Czmochowski J., Iluk A., Kowalczyk M., 2010. An analysis of the causes of a BWE counterweight boom support fracture. Engineering Failure Analysis 17, 1, 179-191.
• [24] Rusiński E., Dragan S., Moczko P., Pietrusiak D., 2012. Implementation of experimental method of determining modal characteristics of surface mining machinery in the modernization of the excavating unit. Archives of Civil and Mechanical Engineering 12, 4, 471-476.
• [25] Rusiński E., Czmochowski J., Moczko P., Kowalczyk M., Pietrusiak D., Przybyłek G., Smolnicki T., Stańco M., 2015. Ocena stanu technicznego maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego. Oficyna wydawnicza politechniki wrocławskiej, Wroclaw, Poland.
• [26] Rusiński E, Czmochowski J, Moczko P, Pietrusiak D., 2017. Surface Mining Machines – Problems of Maintenance and Modernization. Springer International Publishing AG, Cham, Switzerland.
• [27] Savković M., Gašić M., Arsić M., Petrović R., 2011. Analysis of the axle fracture of the bucket wheel excavator. Engineering Failure Analysis 18, 1, 433-441.
• [28] Schlecht B., 2014. Untersuchung und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Schaufelradantrieben. Final report of the research project 16575 BR funded by the Federal Ministry for Economics Affairs and Energy of Germany.
• [29] Volkov D.P., Cherkasov, V.А., 1969. Динамика и прочность многоковшовых экскаваторов и отвалообрaзователей. Машиностоение, Moscow, Russia.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)