Title (srp)

Procena integriteta i veka čelične konstrukcije velikih rudarskih mašina

Author

Lazarević, Željko, 1982-

Contributor

Milovanović, Vladimir, 1979-
Živković, Miroslav, 1962-
Rakić, Dragan, 1979-
Jovičić, Gordana, 1967-
Vujanac, Rodoljub, 1977-
Vacev, Todor, 1958-

Description (srp)

Proizvodnja lignita na površinskim kopovima u našoj zemlji se vrši u rudarskimbasenima „Kolubara“ u Lazarevcu i „Kostolac“ u Kostolcu i predstavlja jednu odnajznačajnijih privrednih delatnosti.U cilju proizvodnje uglja, na površinskim kopovima je angažovana brojna iraznovrsna mehanizacija. Bitno mesto u eksploataciji lignita čini rotorni bager, kojipredstavlja jedan od najkompleksnijih tehničkih sistema u industriji uopšte.Potreba za visokom kapacitativnom iskorišćenošću sistema, starost bagera iteški uslovi otkopavanja doveli su do znatnog porasta nepredviđenih tehničkihzastoja koji su često imali i teške posledice po bager kao i višemesečna, ili čakvišegodišnja ispadanja iz sistema.Cilj doktorske disertacije je razvoj metodologije koja se sastoji od više tehnika zadobijanje kvalitetnih rezultata o proceni integriteta i veka čelične konstrukcijevelikih rudarskih mašina, korišćenjem numeričko-eksperimentalnih metoda.Tehnike se sastoje od ispitivanja sa i bez razaranja čelične konstrukcije,eksperimentalnih merenja, kompjuterskog modeliranja, proračuna konstrukcijeprimenom metode konačnih elemenata i iterativnim usaglašavanjem saeksperimentalnim rezultatima.U disertaciji se akcenat daje na čeličnu konstrukciju, koja iako dugog radnog veka,čiji otkaz ima veliki uticaj na pouzdanost, dugovečnost i siguran rad cele rudarskemašine.Primena razvijene metodologije je prikazana na rotornom bageru SchRs 800/1,2x2.5koji se nalazi na površinskom kopu „Drmno“ u Kostolcu. Bager je tokom eksploatacijepokazivao „loše ponašanje“, odnosno dolazilo je, između ostalog, do pojave prslina načeličnoj konstrukciji „P“ nosača bagera, što je zahtevalo zaustavljanje rada bagera radipopravki.Na početku su izvršena ispitivanja sa i bez razaranja u cilju sagledavanja trenutnogstanja konstrukcije „P“ nosača. Sledeći korak je sanacija čelične konstrukcije „P“nosača. Nakon toga sledi postavljanje mernih traka na čeličnu konstukciju „P“ nosačai tenzometrijska ispitivanja čelične konstrukcije u cilju određivanja stvarnogdeformacijskog i naponskog stanja u neopterećenom i opterećenom stanju.Naredni korak obuhvata analitičko određivanje i analizu varijanti opterećenja kojadeluju na čeličnu konstrukciju „P“ nosača, formiranje MKE modela i analizunaponskog stanja čelične konstrukcije „P“ nosača u karakterističnim položajimabagera.Izlaz iz metodologije su saznanja koja omogućavaju određivanje realnog ponašanjakonstrukcije u eksploataciji, procenu stanja i radnog veka, kao i uzroka lošegponašanja konstrukcije. Na osnovu tih saznanja slede određene aktivnosti, čijomprimenom se konstrukcija poboljšava, odnosno povećava joj se radni vek, a samim timse povećava i radni vek cele rudarske mašine. Te aktivnosti, u opštem slučaju, mogubiti: nastavak daljeg rada rudarske mašine bez intervencije, zatim sanacija,rekonstrukcija, revitalizacija, modernizacija ili otpis.

Description (srp)

-

Description (eng)

The lignite production in our country is carried out at the opencast mines within the miningbasins “Kolubara” in Lazarevac and “Kostolac” in Kostolac and is considered one of the mostimportant economic activities.For the purpose of coal production, the opencast mines are equipped with numerous anddiverse machines. Bucket-wheel excavator has a key role in the exploitation of lignite andrepresents one of the most complex technical systems in the industry in general.The need for a high rate of capacity utilization of systems, the obsolesce of excavators anddifficult conditions for excavation led to a significant increase in unexpected operating delayswhich often had serious consequences for the excavator and induced system outages that lastedfor several months or even for years.The goal of this PhD thesis (doctoral dissertation) is the development of a methodology thatconsists of several techniques for obtaining high-quality results of the assessment of theintegrity and lifespan of steel structures of large mining machines by using numerical andexperimental methods.The techniques are based on destructive and non-destructive testing, experimentalmeasurements, computer modeling, structural analysis by applying the finite element methodand iterative alignment with experimental results.In the thesis dissertation, the emphasis is placed on the steel structure and the fact that,despite of its long lifespan, its failure has a considerable impact on reliability, longevity andoperational safety of the entire mining machine.The application of the developed methodology is demonstrated on BWE SchRs 800/1,2x2.5,which is located at “Drmno” opencast mine in Kostolac. Namely, the excavator was“performing poorly” during exploitation, i.e. among other issues, some cracks appeared on thestructural P (Cyrillic) shape steel beam, which required a halt in the excavator’s operation tocarry out the repairs.At the beginning, destructive and non-destructive tests were undertaken in order to gaugethe current state of the “P” beam structure. The next step is the rehabilitation of the steelstructure of the “P” beam. It is followed by placing measuring tapes on the steel structure of the“P” beam and carrying out tensometric testing of the steel structure in order to identify theactual stress-strain state under the unloaded and loaded conditions.The next step encompasses the analytical determination and analysis of the impact of loadvariants on the steel structure of the “P” beam, the formation of the FEM model and the analysisof the stress state of the “P” beam steel structure in the characteristic positions of the excavator.The output of the methodology comprises the findings that enable the determination of theactual behavior of the steel structure during exploitation, the assessment of its state and lifespan,as well as the causes of unsatisfying performance of the steel structure. On the basis of thesefindings, it would be possible to undertake specific activities aimed at improving the steelstructure, i.e. increasing its lifespan, thus also increasing the lifespan of the entire miningmachine. Generally speaking, these activities could be the continuation of further operation ofthe mining machine without intervention, then rehabilitation, reconstruction, revitalization,modernization or write-off.

Object languages

Serbian

Date

2023

Rights

Creative Commons License
This work is licensed under a
CC BY-ND 3.0 AT - Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/at/legalcode

Identifiers