Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Strength analysis of welded joints in support structures of heavy machinery subjected to changeable loading conditions

Smolnicki Tadeusz, Sokolski Piotr

Eksploatacja i Niezawodność

|

2024

|

Vol. 26, no. 1

art. no. 175889

EN

The durability of bearing units of large machines depends mainly on the condition of their welded joints. With this in mind, we developed numerical models of the analyzed bearing units, for which we performed FEM simulations of the stresses in welded joints inseveral basic load cases. In each of the respective variants the technical condition of the bearing nodes was different and it corresponded to the severity of the degradation processes. Different positions of the superstructure in relation to the undercarriage were also taken into account. The simulations used the hot-spot method dedicated to FEM analyses of complex welded structures. We discovered that the loads have a significant influence on the values and distribution of von Mises principal stresses and their axial components. Based on the carried out analyses, we identified the most unfavorable load cases that generate the highest stresses in the welded joints of the assessed nodes. We also demonstrated that the applied method effectively assesses the stresses of welded joints subjected to variable working loads.

2

A System for Monitoring the Position of Brown Coal Bucket-Whell Excavators and their Operational Safety

Sladek Vit, Dejl Stanislav, Kapica Roman, Vrublova Dana, Bauer Roman

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 2, vol. 2

69--78

EN

The purpose of the system for real-time tracking of mining excavator and loader positions is to improve the management and control of brown coal mining in opencast mines and to improve work safety. The system calculates the wheel excavator position using data from GNSS equipment installed on the giant mining machines, inclinometers and inertial measurement units located on each mining machine. Data are transmitted from the machines and stored in databases on servers. Visualization of the wheel excavator movement in real time is performed in software products of KVASoftware s.r.o., which enables work with a digital terrain model, geology of the deposit and overburden, including objects impairing safety work. The article describes the procedure of data preparation and setting up the whole system in different levels of KVASoftvare s.r.o. software products. It also describes in detail its use with regard to the safety of work in heavy mining operations, specifically in areas affected by underground mining or areas dangerous due to the occurrence of tectonic deformations in the overburden and in the seam.

PL

Celem systemu śledzenia w czasie rzeczywistym pozycji koparek i ładowarek górniczych jest usprawnienie zarządzania i kontroli wydobycia węgla brunatnego w kopalniach odkrywkowych oraz poprawa bezpieczeństwa pracy. System oblicza położenie koparki kołowej wykorzystując dane z urządzeń GNSS zainstalowanych na gigantycznych maszynach górniczych, inklinometrów oraz inercyjnych jednostek pomiarowych znajdujących się na każdej maszynie górniczej. Dane przesyłane są z maszyn i przechowywane w bazach danych na serwerach. Wizualizacja ruchu koparki kołowej w czasie rzeczywistym realizowana jest w oprogramowaniu firmy KVASoftware s.r.o., które umożliwia pracę z cyfrowym modelem terenu, geologią złoża i nadkładu, w tym obiektami zagrażającymi bezpieczeństwu pracy. W artykule opisano procedurę przygotowania danych i konfiguracji całego systemu na różnych poziomach KVASoftvare s.r.o. produkty oprogramowania. Szczegółowo opisano także jego zastosowanie ze względu na bezpieczeństwo pracy w ciężkiej eksploatacji górniczej, szczególnie na terenach objętych eksploatacją podziemną lub na terenach niebezpiecznych ze względu na występowanie deformacji tektonicznych w nadkładzie i w pokładzie.

3

Requirements for bucket wheel drive mechanism of BWEs (bucket wheel excavators) operating in hard mineable soils

Alenowicz Jerzy

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 2

5--12

EN

State of the art and reasons for undertaking modernization activities of bucket wheel drive mechanisms of BWEs operating of domestic lignite open cast mines have been discussed in the paper. The distribution of loads and mass moments of inertia acting on the BWE mining system has been given. The applied overload protections in bucket wheel drive mechanisms in the form of various types of clutches have been presented. The gears and motors of bucket wheel drives have been described. Examples of modernized bucket wheel drive mechanisms have been given. List of requirements for bucket wheel drive mechanisms which should be met by BWEs operating in hard mineable soils has been presented.

PL

Przedstawiono stan dotychczasowy oraz przyczyny podejmowania działań modernizacyjnych mechanizmów napędów kół czerpakowych koparek wielonaczyniowych kołowych eksploatowanych w krajowych kopalniach odkrywkowych węgla brunatnego. Podano rozkład obciążeń i masowych momentów bezwładności oddziaływujących na układ urabiania koparki kołowej. Zaprezentowano stosowane zabezpieczenia przeciążeniowe w mechanizmach napędów kół czerpakowych w postaci różnego rodzaju sprzęgieł. Opisano stosowane przekładnie i silniki mechanizmów napędów kół czerpakowych. Podano przykłady zmodernizowanych mechanizmów napędów kół czerpakowych. Zaprezentowano wykaz wymagań jakie powinny spełniać mechanizmy napędów kół czerpakowych koparek wielonaczyniowych kołowych eksploatowanych w utworach trudno urabialnych.

4

Bucket wheel excavators with a kinematic breakdown system : identification and monitoring of the basic parameters of static stability of the slewing superstructure

Milenović Ivan, Bošnjak Srđan, Gnjatović Nebojša, Obradović Aleksandar

Eksploatacja i Niezawodność

|

2022

|

Vol. 24, no. 2

359--370

EN

Identification of the basic parameters of static stability (BPSS) of the slewing superstructure is the key step in solving the problem of its static stability, as well as static stability of the entire bucket wheel excavator (BWE). Specificity of the slewing superstructure examined in this paper lies in the kinematic breakdown system (KBS) which prevents the loss of static stability on the counterweight side. Development of a unique method for the formation and two-step validation of the calculation models for this particular design concept was the main objective of the presented research. A two-step validation of the analytical models is conducted based on the experimental results. As the outcome, the final calculation model formed in such manner represents an accurate basis both for the proof of static stability and for the monitoring of the BPSS during exploitation. By comparing the results of the control weighing and the referent values of the final calculation model it was concluded that the existing double-walled bucket wheel represents a 'weak point' of the considered BWE.

5

Computational model of the basic efficiency parameters of the bucket wheel excavator working in a block with a vertical obstacle

Nowak-Szpak Anna

Mining Science

|

2021

|

Vol. 28

189--201

EN

The article presents the results of the numerical experiments designed to determine the effect of obstacles in the form of the drainage wells/piezometer on the basic efficiency parameters of the excavator’s work. Simulation research on built model included defining the basic parameters of the excavator working in the front block on stabile front (as a comparison) and on the non-stable front for two variants of drainage infrastructure exposing.

6

Real-time positioning of equipment and material tracking of waste streams in surface coal mining – a case study

Vrublová Dana, Kapica Roman, Smelik Stanislav, Smeliková Markéta

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 2

249--264

EN

The primary objective of the case study is to improve monitoring, controlling, planning and managing the extraction processes in surface lignite mining. Under the North Bohemian Lignite Basin (also Most Basin) conditions and the Sokolov Basin, wheeled excavators are deployed as the main technology for extracting coal and overlying rock. Their real-time spatial position can be tracked based on data from GNSS technology, inclinometers, and incremental rotary encoders. The measured data is sent to a remote server and stored in the database. It also serves to calculate volumes of extracted masses. Volume calculation, space position visualisation, and wheel boom movements are performed in KVASoftware. It is a program designed for modelling and designing quarries. Knowing the position of the wheel against the digital terrain (quarry), the model is essential for the implementation of many risk-elimination applications, namely with respect to the geological conditions, occupational safety, observance of the profile grade line, the area of extraction, qualitative parameters of the raw material, etc. The mathematical model of backfilling extracted materials is also an integral part of the above-mentioned system.

7

The influence of incrustation and chute blockage on the dynamic behaviour of a bucket wheel excavator slewing superstructure

Gnjatović Nebojša B., Bošnjak Sran M., Milenović Ivan L.J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2020

|

Vol. 58 nr 3

573--584

EN

Exploitation of bucket wheel excavators (BWEs) is accompanied by an increase of mass due to transport and adherence of a large amount of the material. Technical regulations do not account for the dynamic behaviour of BWEs. Such problems are analysed as quasi- -static. A procedure and results of investigation of the influence of masses of the bucket wheel (BW) incrustation and soil in a blocked BW chute on the superstructure response are presented. Analysis of sensitivity of dynamic characteristics and the response to adherence of the material is conducted. The method and results can be used in the design stages of new and in reconstructions of obsolete BWEs.

8

Vibration analysis of a bucket wheel excavator boom using rayleigh’s damping model

Popescu Florin Dumitru, Radu Sorin Mihai, Kotwica Krzysztof, Andraș Andrei, Kertesz (Brînaș) Ildiko, Dinescu Stela

New Trends in Production Engineering

|

2019

|

Vol. 2, Iss. 1

233--241

EN

For the ERc 1400-30/7 type bucket wheel excavator (BWE) used in various Romanian open pit mines, a virtual model of the boom was constructed in SolidWorks. On this model, the variable in time forces acting during the excavation process were simulated, and the time history analysis (time response) was performed. This dynamic time response analysis was performed for excavation of homogenous material only, considering the damping as being of Rayleigh’s type, where the damping matrix is a linear combination of the mass and stiffness matrices. Based on the conducted analysis, the displacements of the boom during excavation were observed.

9

Simulation of the frequency response of the ERC 1400 Bucket Wheel Excavator boom, during the excavation process

Popescu Florin Dumitru, Radu Sorin Mihai, Andraș Andrei, Kertesz (Brînaș) Ildiko

New Trends in Production Engineering

|

2019

|

Vol. 2, Iss. 1

153--167

EN

The paper deals with the modal analysis and frequency response analysis of a bucket wheel excavator (BWE) boom, obtained by simulation, based on a virtual model of an existing BWE boom. The boom, which generally is realized as a spatial truss, is the most vulnerable subsystem of the BWE, being submitted to severe operational loads characterized by very pronounced cyclical, dynamic and stochastic variability. This vulnerability is the consequence of its shape and constructive parameters and the nature, source and character of the external exciting loads to which it is exposed. The classical approach recommended by standards and norms cannot predict the occurrence of failures caused by vibration, which produces fatigue due to the load’s cyclical variability and the deformation produced by resonant vibration of some constitutive elements. As exciting load we considered the operational forces acting on the bucket wheel. In this manner we can take into account the constructive features - with modal analysis, and the vibration regime - with frequency response analysis. The proposed method is useful both in the design phase of new load-bearing structures of truss type subjected to high-variability forces, and also in refurbishment or improvement phases of the existing structures of this kind.

10

Resistances occurring during the exploitation of soils with bucket wheel excavators

Bajcar A., Onichimiuk M., Wygoda M., Nowak-Szpak A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 4

80--85

EN

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.

11

In situ measurements regarding the BWE boom using accelerometers and strain gauges at BWEs operating in CEO open pits

Lazar M., Andras I., Risteiu M., Predoiu I.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 4

86--93

EN

The boom of BWE is a very complex structure, dictated by its functions in operation of the excavator. In the simplest approach, it can be considered as an arm of an R-R robotic manipulator, having at distal extremity the working element, i.e. the bucket wheel, being fixed at proximal extremity by a joint to the turret, which, at its turn is articulated to the infrastructure which includes the undercarriage (travelling mechanism). In order to reduce the weight/stiffness ratio and to include the on board conveyer, the boom is generally embodied as a lattice – truss structure. The constitutive elements i.e. the members and joints are subject to severe loads, which due to their cyclical variable character with a high random component, lead to failures which are caused by overloading and/or fatigue. The actual paper deals with the field measurements performed in past years on several BWEs from CEO open pits, including acceleration measurements and stress measurements using strain gauges. Both kind of sensors-accelerometers and strain gauges were mounted on several critical points of the boom, and the measurements were performed both in normal operation and in some loading-operating scenarios. The recorded data were postprocessed in order to obtain spectral graphs in order to obtain information about the influence of different excitation sources on the boom elements behaviour.

PL

Wysięgnik wielonaczyniowej koparki kołowej jest złożoną strukturą definiowaną przez technologię pracy koparki. W celu zmniejszenia stosunku waga/sztywność oraz występowania przenośnika taśmowego wysięgnik jest zaprojektowany jako konstrukcja kratownicowa. Jej elementy są poddawane silnym obciążeniom, które ze względu na ich cykliczny charakter z wysoką składową losową prowadzą do awarii spowodowanych przeciążeniem lub zmęczeniem konstrukcji. Niniejszy artykuł przedstawia pomiary terenowe wykonane w ostatnich latach na wielonaczyniowych koparkach kołowych pracujących w kopalniach CEO za pomocą tensometrów oraz akcelerometrów. Pomiary te zostały zamontowane w krytycznych punktach wysięgnika, a pomiary zostały wykonane zarówno podczas normalnej pracy koparki jak i podczas realizacji scenariuszy obciążenia. Zarejestrowane dane zostały poddane obróbce w celu uzyskania wykresów widmowych.

12

Fatigue assessment of BWE boom members and joints in order to assess their remaining lifetime

Vîlceanu F., Andraș I., Lazăr M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 4

74--79

EN

The paper deals with a new method to establish the fatigue resistance of the constitutive elements of BWE boom (members and joints) based on local surface hardening. The hardness increase with the number of variable load cycles was determined on samples collected from critical parts of BWE boom elements, and, based on this, the in situ hardness in critical points of the analysed structure has been correlated with the age of the BWE. In this manner, we obtain an image of the degree of fatigue along the boom and some dependencies of as a function of the age (which is correlated with the number of cycles, number of working hours, quantity of excavated material) on a fleet of BWE-s with different age. The age of the BWE-s has been also correlated with the number of faults and number of faults involving the load carrying structure.

PL

W artykule opisano metodę ustalania wytrzymałości zmęczeniowej elementów składowych wysięgnika wielonaczyniowej koparki kołowej w oparciu o miejscowe utwardzenie powierzchni. Wzrost twardości wraz z liczbą cykli zmiennego obciążenia wyznaczono na podstawie pomiarów krytycznych elementów wysięgników koparek pracujących w rumuńskich kopalniach odkrywkowych. Twardość in situ w punktach krytycznych analizowanej struktury została skorelowana z wiekiem wielonaczyniowej koparki kołowej. Przedstawiono uzyskane wyniki stopnia zmęczenia elementów wzdłuż wysięgnika i niektórych zależności wynikających z wieku, który jest skorelowany z liczbą cykli, liczbą godzin pracy, ilością wykopanego materiału. Przedstawiono również korelację wieku koparek z ogólną liczbą usterek i liczbą usterek związanych z konstrukcją nośną.

13

Experimental design for applying geophysical methods in investigating the spatial distribution of hard formations in the excavation face of bucket wheel excavators

Triantafyllou M., Pirtses S., Myronidis L., Roumpos C., Pavloudakis F., Michalakopoulos T., Apostolopoulos G., Galetakis M., Vafidis A.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 4

42--50

EN

The estimation of hard formations spatial distribution is critical for the planning of the Bucket Wheel Excavator’s (BWE) operation. It can be made by the application of geophysical methods in correlation to drilling data and other geological criteria. The main objective of this work was to design an expert monitoring measurement system, intended to inform in advance the BWE operators for the occurrence of hard rock inclusions or difficult or even non-diggable geological formations. In this framework, numerous technical limitations were taken into consideration, regarding mainly the interference of the measuring device with the metal structure of the bucket wheel and its boom. Moreover, field tests were carried out regarding the operation of the hard rocks detection system, which was installed on a BWE that operated in several locations within the overburden strata of South Field Mine, Ptolemais, Greece. The selection of the measuring excavation face positions was based on specific criteria. Field tests were performed in excavation faces where the hard rock inclusions had been mapped in detail, as well as in others where the locations of the hard formations were unknown. According to the results of these tests, the response of the detection system to the variations of hard rock layers thickness is satisfactory. However, further work is required for improving the rigidity of the detection system, as well as the accuracy of the GPS device that monitors the position of the bucket-wheel in real time.

PL

Oszacowanie rozkładu przestrzennego twardych formacji skalnych ma kluczowe znaczenie dla planowania pracy wielonaczyniowej koparki kołowej (BWE). Można to osiągnąć, stosując metody geofizyczne w zestawieniu z danymi wiertniczymi i innymi kryteriami geologicznymi. Głównym celem tej pracy było zaprojektowanie eksperckiego systemu monitorowania, mającego na celu wcześniejsze informowanie operatorów koparki wielonaczyniowej BWE o występowaniu wtrąceń twardych skał lub trudnych, a nawet nieurabialnych formacji geologicznych. W tym kontekście brano pod uwagę liczne ograniczenia techniczne, dotyczące głównie interferencji urządzenia pomiarowego z metalową konstrukcją koła czerpakowego i jego wysięgnika. Ponadto przeprowadzono testy terenowe dotyczące działania systemu wykrywania twardych skał, który został zainstalowany na koparce BWE i działał w kilku miejscach w obrębie pięter nadkładowych w kopalni South Field Mine, Ptolemais w Grecji. Wybór zabierek wybranych do badań terenowych oparto na określonych kryteriach. Testy polowe przeprowadzono na skarpach czołowych wybieranych zabierek, w których wgłębienia z twardego kamienia zostały wcześniej szczegółowo odwzorowane, a także w innych, gdzie umiejscowienia twardych formacji były przed badaniem nieznane. Zgodnie z otrzymanymi wynikami można stwierdzić, że zastosowanie układu detekcyjnego dla wykrywania zmian grubości twardych warstw skał jest zadowalające. Konieczne są jednak dalsze prace nad poprawą konstrukcji mocowania systemu detekcji, a także nad dokładnością urządzenia GPS, które monitoruje pozycję koła czerpakowego w czasie rzeczywistym.

14

Experience in renewal BWEs bucket at Mátrai Erőmű SA open pit

Gábor L., Virág Z.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 4

94--97

EN

The Department of Geotechnical Equipment is involved since two decades in research and development of teeth, buckets and other active parts of different kinds of mining excavators. The actual study is devoted to reveal new difficulties arising when excavating in the sandstone as overburden rock, mainly regarding the buckets of bucket wheel excavators. As a consequence of the increased cutting forces, the buckets suffer deformations. In case of the change of cutting geometry, as a result of renewal (strengthening) of buckets, the winning becomes no-optimal and there will be more breakdowns. The investigations made and reported in the actual paper led to provide guidelines for a better renewal method of buckets.

PL

Department of Geotechnical Equipment od dwóch dekad zajmuje się badaniami i rozwojem zębów, czerpaków oraz innych aktywnych elementów różnych maszyn podstawowych. Aktualne badania służą rozwiązaniu problemów związanych z pracą koparek wielonaczyniowych kołowych w nadkładzie zawierającym piaskowce. W wyniku pracy w takim środowisku, a co za tym idzie, zwiększonych sił skrawania, czerpaki koparek ulegają odkształceniom. Zmiana geometrii procesu cięcia skały, która jest rezultatem renowacji czerpaków prowadzi do nieoptymalnego urabiania skutkującego zwiększoną ilością awarii. Przeprowadzone badania, przedstawione w niniejszym artykule, doprowadziły do opracowania wytycznych nowej, lepszej metody renowacji czerpaków.

15

Automatic detection of unmineable inclusions while bucket wheel excavator digging, using electromagnetic (EM) sensor and GPS

Galetakis M., Vafidis A., Kritikakis G., Deligiorgis V., Michalakopoulos T., Apostolopoulos G., Roumpos C., Pavloudakis F.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2018

|

R. 59, nr 4

7--15

EN

This work describes a methodology for the automatic detection of unmineable inclusions while bucket wheel excavator (BWE) digging, using electromagnetic (EM) sensor and GPS. The overall methodology consists of data collection, pre-processing and evaluation. Two different data evaluation approaches were developed and implemented in Matlab programming environment. A relatively simple one called Simple Mode, based on statistical process control and a more sophisticated one, called Advanced Mode, based on Position Prominence Index (PPI) and on Neural-Network based Pattern Recognition (NNPR). Synthetic electromagnetic data created and used (both in simple and advanced mode) for testing the algorithms extensively. Real data, surveyed by moving the EM sensor (CMD2 of GF Instruments) and GPS against a mine slope, were examined with the proposed methodology as well. Advanced Mode provided more accurate results than Simple Mode in automatic detection of unmineable inclusions. However it is sensitive in positioning accuracy and it requires access to EM data acquired in successive bucket wheel cuts.

PL

W pracy opisano metodologię automatycznego wykrywania nieurabialnych wtrąceń podczas normalnej pracy koparki wielonaczyniowej (BWE) przy użyciu czujnika elektromagnetycznego (EM) i GPS. Ogólna metodologia obejmuje gromadzenie danych, wstępne przetwarzanie oraz ocenę. Opracowano dwa różne warianty oceny danych i wdrożono je w środowisku programowania Matlab. Stosunkowo prosty, zwany Simple Mode, oparty na statystycznej kontroli procesu i bardziej zaawansowany, zwany Advanced Mode, oparty na Position Prominence Index (PPI) oraz na Neural-Network based Pattern Recognition (NNPR). Utworzono i wykorzystano syntetyczne dane elektromagnetyczne (zarówno w trybie prostym, jak i zaawansowanym) do wszechstronnego testowania algorytmów. Uzyskane w warunkach terenowych dane pochodzące z czujnika EM (CMD2 z GF Instruments) i GPS przesuwanych na skarpie zabierki, zostały również przeanalizowano przy zastosowaniu ww. metodologii. Tryb zaawansowany (Advanced Mode) zapewnia dokładniejsze wyniki niż tryb prosty (Simple Mode) w automatycznym wykrywaniu nieurabialnych inkluzji. Jest jednak wrażliwy na dokładność pozycjonowania i wymaga dostępu do danych czujnika elektromagnetycznego (EM) uzyskanych w kolejno wybieranych przez koparkę wielonaczyniową pasmach zabierki.

16

From "a priori" to "a posteriori" static stability of the slewing superstructure of a bucket wheel excavator

Bošnjak S., Gnjatović N. B., Milenović I.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 2

190--206

EN

The complexity of the slewing superstructure (SS) balancing problem derives from the changeability of its geometric configuration, the complexity of working conditions as well as multiple limitations of the possible set of solutions. Having in mind the fact that the existing reference literature does not fully specify the procedure of static stability proof, the aforementioned procedure is presented in detail for the first time in this paper. A major contribution is represented in the classification of the slewing superstructure models into two groups which were named: the ‘a priori’ model (designed image of the SS) and the ‘a posteriori’ model (actual image of the SS). The fundamental stages of the ‘a posteriori’ model development method are presented in the paper. The transformation and validation of the calculation model ‘a priori’ to the calculation model ‘a posteriori’ was conducted on the basis of weighing results. A calculation of the basic parameters of the bucket wheel excavator (BWE) superstructure was conducted for both analyzed models by using the in-house developed software. The ‘a posteriori’ models provide a reliable calculation of the SS static stability and may be used not only for static stability proof of the machine as a whole, but also for load analysis of substructures and elements of BWE and related surface mining machines, such as spreaders. Besides that, the previously mentioned models are of extreme importance for a successful and reliable exploitation and maintenence of the machine since they present the basis for adjustment and control of limiting winch rope forces values, periodic control of mass and center of gravity position, as well as for a possible reconstruction which would be conducted in order to realize better customization of the machine versus operating conditions.

PL

Złożoność problematyki stabilizacji nadwozia obrotowego (slewing superstructure, SS) wynika ze zmienności jego konfiguracji geometrycznej, złożoności warunków pracy oraz wielu ograniczeń możliwego zbioru rozwiązań. Ponieważ istniejąca literatura nie opisuje w pełni procedury przeprowadzania dowodu na równowagę statyczną, niniejsza praca stanowi pierwszą próbę opracowania takiej procedury. Głównym wkładem niniejszego artykułu jest klasyfikacja modeli nadwozia obrotowego na dwie grupy: model "a priori" (zaprojektowany obraz SS) i model "a posteriori" (rzeczywisty obraz SS). W artykule przedstawiono podstawowe etapy metody opracowywania modelu "a posteriori". Walidacji modelu obliczeniowego "a priori" i jego transformacji do modelu obliczeniowego "a posteriori" dokonano na podstawie wyników ważenia. Dla obydwu analizowanych modeli wykonano obliczenia podstawowych parametrów nadwozia koparki kołowej przy użyciu oprogramowania własnego. Modele "a posteriori" zapewniają niezawodne obliczenia równowagi statycznej SS i mogą być stosowane nie tylko do sprawdzania równowagi statycznej maszyny jako całości, ale również do analizy obciążenia podzespołów i elementów koparki kołowej oraz powiązanych maszyn górniczych, takich jak zwałowarki. Poza tym wspomniane wcześniej modele mają ogromne znaczenie dla skutecznej i niezawodnej eksploatacji i konserwacji maszyn, ponieważ stanowią podstawę do regulacji i kontroli granicznych wartości sił liny wciągarki, okresowej kontroli masy i położenia środka ciężkości, jak również możliwej rekonstrukcji, którą przeprowadza się w celu lepszego dostosowania maszyny do warunków pracy.

17

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

Gnjatovic N., Bosnjak S., Stefanovic A.

Archives of Mining Sciences

|

2018

|

Vol. 63, no. 2

491--509

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.

18

Koncepcja obliczeniowej siły zastępczej obciążenia impulsowego koła czerpakowego wielonaczyniowej koparki kołowej

Szepietowski S. W.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 2

29--33

PL

Bezpieczeństwo wytrzymałościowe ustroju koparek wielonaczyniowych wyznaczane jest w wyniku obliczeń statycznych). W obliczeniach tych obciążenia dynamiczne uwzględniane są w postaci statycznej siły zastępczej. Wychodząc z teorii zderzenia ciał sztywnych i uwzględniając właściwości dynamiczne ustroju nośnego wielonaczyniowej koparki kołowej, wyprowadzono zależność określającą wielkość siły zastępczej, równoważnej obciążeniu impulsowemu, powstającemu przy natrafieniu czerpaka na nieurabialną przeszkodę. Wymagało to przyjęcia wielu uproszczeń, co może powodować, że teoretyczna wartość siły zastępczej może różnić się od jej wartości rzeczywistej. Korekty teoretycznej zależności siły zastępczej można dokonać, wprowadzając doświadczalny współczynnik korekcyjny. Przedstawiono koncepcję i zakres badań umożliwiających dokonanie identyfikacji tego współczynnika.

EN

Proof security system endurance bucket wheel excavators is carried out by calculation of static loads. In the calculations dynamic loads are taken into account in the form of a static force replacement. Starting from the theory of collision of rigid bodies and taking into account the dynamic properties of the supporting structure multi vessel wheel excavator derived dependence of determining the amount of force replacement, equivalent to an impulse load, producible when bucket encountering the not workable obstacle. This required the adoption of a number of simplifications, which could cause the theoretical value of a replacement force, may differ from its actual value. Adjustments to the theoretical force versus replacement can be done by introducing experimental correction factor. We present the concept and scope of the study and thereby enabling the Identification of this factor.

19

Modal analysis of gearbox transmission system in bucket wheel excavator

Karray M., Feki N., Khabou M. T., Chaari F., Haddar M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2017

|

Vol. 55 nr 1

253--264

EN

Planetary gears are widely used in modern machines as ones of the most effective forms of power transmission. In this paper, a special configuration of a gearbox composed of one stage spiral bevel gear and a two stage helical planetary gear used in a bucket wheel excavator gearbox is presented to investigate its modal properties. A lumped-parameter model is formulated to obtain equations of motion and the eigenvalue problem is solved. The modes are presented in low-frequency and high-frequency bands. Distributions of modal kinetic and strain energies are studied.

20

Technologia urabiania pokładu o miąższości odpowiadającej grubości jednej strugi zmodyfikowanego wióra poziomego

Szepietowski S.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2017

|

R. 58, nr 5

40--43

PL

Omówiono możliwości technologiczne urabiania wielonaczyniową koparką kołową pokładu o miąższości rzędu grubości wióra poziomego przy pracy zabierką czołową. Omówiono warunki umożliwiające stosowanie różnych odmian technologii oraz określono konsekwencje jakie mogą wynikać z ich zastosowania. Podano zależności opisujące poszczególne analizowane warianty technologii pracy koparki.

EN

The technological possibilities of the bucket wheel excavator mining of the layer with thickness of the horizontal chip in frontal block were discussed. The conditions for using various technology variants are described and the consequences that may result from their application are described. The dependencies describing particular analyzed variants of excavator working technology are given.