Evaluation of resistance to catastrophic failures of large-size caterpillar chain links of open-pit mining machinery

• Autorzy: Sokolski P. , Sokolski M.

Warianty tytułu

PL

Ocena odporności na uszkodzenia katastroficzne wielkogabarytowych ogniw gąsienicowych podwozi maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Large-size caterpillar undercarriages of basic mining machines are operated in extremely harsh conditions: they are subjected to high workloads and aggressive environmental influence. Under these conditions, the degradation can develop intensively and results in wear and tear of parts and subassemblies of these undercarriages. Especially dangerous are the catastrophic failures of components of the caterpillar chain: links or connecting pins (plastic deformations or brittle fractures), which generally exclude further work of the undercarriage. Because of that, a study on the structure of the damaged parts was carried out. Basing on numerical models of typical large–size chain links an assessment of effort of these parts was done, critical areas in their build were localized and proposals of modifications of their geometrical parameters were formulated as well. The main result of implementation of these modifications is a significant increase in links’ resistance to catastrophic failure, which is particularly important in terms of operational safety and reliability of basic machines.

PL

Wielkogabarytowe podwozia gąsienicowe maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego pracują w wyjątkowo trudnych warunkach eksploatacyjnych: są poddawane ekstremalnie dużym obciążeniom roboczym oraz agresywnemu oddziaływaniu środowiska. W takich warunkach procesy degradacji mogą rozwijać się szczególnie intensywnie, a ich efektem są zużycie lub uszkodzenia elementów i podzespołów tych podwozi. Szczególnie groźne są uszkodzenia katastroficzne elementów łańcucha gąsienicy: ogniw lub sworzni łączących (odkształcenia plastyczne lub kruche pęknięcia), które wykluczają na ogół dalszą eksploatację podwozia. Mając to na uwadze, przeprowadzono studium struktury uszkodzeń elementów wielkogabarytowych podwozi gąsienicowych. Na podstawie modeli numerycznych dokonano oceny wytężenia typowych wielkogabarytowych ogniw gąsienicowych, wyznaczono obszary krytyczne i zaproponowano modyfikacje ich cech geometrycznych. Wynikiem tych modyfikacji jest znaczące zwiększenie odporności ogniw na uszkodzenia katastroficzne, co jest szczególnie istotne w aspekcie bezpieczeństwa eksploatacji maszyn podstawowych.

Słowa kluczowe

EN

large-size caterpillar undercarriages; degradation; failures of chain links; numerical strength analyses

PL

wielkogabarytowe podwozia gąsienicowe; degradacja; uszkodzenia ogniw gąsienicowych; numeryczne analizy wytrzymałościowe

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, no. 1
• Strony: 80--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Sokolski P.

• Institute of Machinery Design and Operation, Faculty of Mechanical Engineering, Wroclaw University of Technology, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

autor

Sokolski M.

• Institute of Machinery Design and Operation, Faculty of Mechanical Engineering, Wroclaw University of Technology, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland

Bibliografia

• 1. Babiarz S, Dudek D. Kronika awarii i katastrof maszyn podstawowych w polskim górnictwie odkrywkowym. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej 2007 (In Polish).
• 2. Bosnjak S, Petkovic Z, Zrnic N, Pantelic M, Obradovic A. Failure analysis and redesign of the bucket wheel excavator two-wheel bogie. Engineering Failure Analysis 2010, 17: 473–485.
• 3. Bosnjak SM, Arsic MA, Zrnic ND, Odanovic ZD, Djordevic MD. Failure Analysis of the Stacker Crawler Chain Link. Procedia Engineering 2010, 10: 2244 2249.
• 4. Czarny R, Paszkowski M. The influence of graphite solid additives, MoS2 and PTFE on changes in shear stress values in lubricating greases, Journal of Synthetic Lubrication 2007, 24 (1): 19–29.
• 5. Dudek D, Nowakowski T. Problems of degradation and maintenance of surface mine engineering machines. Proceedings of International Symposium on Materials Ageing and Component Life Extension, Milan, Italy, 10-13 October 1995. Vol. 2 ds. V. Bicego, A. Nitta, R. Viswanathan Warley: Engineering Materials Advisory Services, 1995: 1285-1294.
• 6. Krawiec S. The synergistic effect of copper powder with PTFE in a grease lubricant under mixed friction conditions, Archives of Civil and Mechanical Engineering 2011, 11 (2): 379–390.
• 7. Nowakowski T. Comparative analysis of degradation degree of bucket wheel excavators. Proceedings of ESREL '99 - The Tenth European Conference on Safety and Reliability, Munich-Garching, Germany, 13–17 September 1999. Vol. 1/ Ed. by G. I. Schueller, P. Kafka Rotterdam: A.A.Balkema, 1999: 223-227.
• 8. Rusiński E, Harnatkiewicz P, Bobyr M, Yakhno B. Caterpillar drive shaft damage causes analysis. Archives of Civil and Mechanical Engineering 2008, 8 (3):117–129.
• 9. Smolnicki T, Maślak P. Measurement of traction and steering forces of multicaterpilar mechanism of stacker machine drive. 27th DanubiaAdria Symposium on Advances in Experimental Mechanics, September 22nd-25th, Wroclaw 2010, Wrocław University of Technology: 195–196.
• 10. Smolnicki T, Maślak P. Multicaterpillar track chassis of big machines – identification of loads. Key Engineering Materials 2012, 490: 187–194.
• 11. Sokolski P. Analiza wpływu cech geometrycznych na wytężenie obszarów krytycznych ogniw gąsienicowych wielkogabarytowych maszyn górniczych. Górnictwo Odkrywkowe 2011, 52 (3/4): 38–41 (in Polish).
• 12. Sokolski P. Metoda diagnozowania ogniw gąsienic wielkogabarytowych maszyn roboczych. (rozprawa doktorska). Wrocław: Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn, Seria PRE Nr 9/2012 (in Polish).
• 13. Sokolski P. Poprawa efektywności działania wielkogabarytowych podwozi gąsienicowych poprzez modyfikacje postaci geometrycznej ich elementów. Monografia: Efektywność wykorzystania maszyn roboczych i urządzeń w przemyśle: eksploatacja – niezawodność – bezpieczeństwo. Red. nauk. Adam Idzikowski. Częstochowa: Sekcja Wydawnictw Wydziału Zarządzania Politechniki Częstochowskiej 2013: 108–116 (in Polish).
• 14. Wocka N, Warcholak A. Działania innowacyjne zwiększające trwałość i niezawodność eksploatacyjna gąsienicowych mechanizmów jazdy koparek i zwałowarek w polskich kopalniach węgla brunatnego. Górnictwo i Geoinżynieria 2011,35 (3/1): 291–307 (in Polish).