Разработка и расчет ковша экскаватора

В рамках программы импортозамещения дорогостоящих (и труднодоступных) комплектующих, в одном из крупных горнодобывающих холдингов России нашей компанией реализован проект по проектированию и разработки технологии производства ковша экскаватора – аналога ковша Caterpillar.

Первым шагом работы было сканирование имеющихся деталей для получения точной трехмерной модели ковша как первого этапа разработки будущей конструкции. С помощью мобильных сканеров мы построили облако точек, а по ним и CAD-геометрию. К слову, реинжиниринг сегодня - это одна из наиболее востребованных услуг нашей компании с очередью заказов на 3 и более месяцев. Это связано с острой потребностью предприятий в производстве аналогов импортных запчастей и полным замещением зарубежного производства отечественным. А сделать это можно только разработав КД на все интересующие конструкции.

На основе модели специалисты "Нова-Инжиниринг" смогли перейти к конструкторскому анализу изделий и компьютерному моделированию нагружения ковша в условиях его работы на разрезах. Целью этапа стала оценка напряженно-деформированного состояния ковша и анализ возможных сценариев разрушения. При анализе учитывалась и марка стали (разработана модель материала) и различные варианты геометрического исполнения конструкции.

После выбора оптимального конструктива мы перешли к моделированию технологии производства. Поскольку именно технологический процесс обеспечивает качество и эксплуатационные характеристики будущего изделия. Ковш представляет собой сварную конструкцию и должен быть произведен с минимальными короблениями и остаточными (после сварки) напряжениями, чтобы возникающие при дальнейшей эксплуатации нагрузки не вызвали разрушения ковша и его преждевременного износа. Используемое нами ПО (в том числе и разработанное нами ПО BAZIS) позволило не только рассчитать коробление и НДС, но и оценить структуру сварного шва и его будущие механические свойства. На основе виртуальных экспериментов мы оптимизировали последовательность сварки, условия закрепления и вышли на опытный образец, обеспечивающие требуемые заказчиком характеристики.