Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Техническое обслуживание горных машин и оборудования

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: Выбор системы ТО и Р лебедки подъема экскаватора ЭКГ-15М

Автор: студент гр. ГМ-12

Герасименко Н.С.

Санкт-Петербург 2017 год

Аннотация

Цель курсового проекта заключается в рассмотрении имеющихся на данный момент систем технического обслуживания, с последующим выбором наиболее рациональных, систем, средств и методик диагностики горных машин и оборудования для рассматриваемого предприятия. Так же в курсовой работе будет представлена система и методика ТО и Р для лебедки подъема экскаватора ЭКГ-15М.

The summary

The purpose of the course project is to review the currently available maintenance systems, with the subsequent selection of the most rational systems, tools and techniques for diagnosing mining machines and equipment for the enterprise in question. Also in the course work will be presented the system and methodology of TO and R for the hoist of lifting the excavator ECG-15M.



Введение

Одной из важнейших задач в области эксплуатации горного оборудования является дальнейшее совершенствование организации технического обслуживания и текущего ремонта экскаваторов с целью повышения их работоспособности и вместе с тем снижения затрат на эксплуатацию. Актуальность указанной задачи подтверждается и тем, что на техническое обслуживание экскаватора затрачиваются во много раз больше труда и средств, чем на его производства.

В области технической эксплуатации горного оборудования начинают применяться различные экономико-материальные методы анализа, планирования и проектирования. Все шире разрабатываются и внедряются новые методы и средства диагностирования технического состояния и прогнозирования ресурсов безотказной работы экскаваторов. Создаются новые виды технологического оборудования, позволяющие механизировать, а в ряде случаев и автоматизировать трудоемкие операции по обслуживанию и ремонту горного оборудования.

лебедка экскаватор горный машина



Система ТО и Р

Согласно ГОСТ 28.001 - 83 целью системы ТО и Р является управление техническим состоянием изделий в течение всего срока их службы (или ресурса до списания), позволяющее обеспечить заданные высокие уровни готовности к использованию по назначению и работоспособности в процессе эксплуатации при минимальных затратах как времени, так и средств на выполнение технического обслуживания и ремонта.

Усилия системы ТО и Р должны быть направлены на повышение коэффициента использования оборудования, который согласно ГОСТ 13377 - 75 описывается следующим уравнением:

где tсум -- наработка в часах;

tp и tmo -- время всех простоев, вызванное необходимостью ремонта и технического обслуживания объекта.

Логично предположить, что для того, чтобы повысить KT, следует увеличить наработку и уменьшить время простоев оборудования, как при ремонте, так и при техническом обслуживании.

В то же время качество проведенного технического обслуживания может способствовать уменьшению количества ремонтов, а их качество влияет на продолжительность межремонтного интервала. Обеспечение успешной работы строительных машин, горного оборудования в течение длительного периода времени требует аккуратного выбора конструкции, бережной эксплуатации, диагностирования (наблюдения за изменениями характеристик через определенное время), а в случае отказа, -- возможности полностью исследовать его причину и принять меры, предотвращающие повторение проблемы. Для стационарного оборудования крайне важна правильная установка, оно должно быть динамически сбалансировано, обеспечено качественной смазкой, размещаться на регламентированном фундаменте с допустимой соосностью, запускаться, эксплуатироваться и останавливаться в соответствии с требованиями ТУ, постоянно наблюдаться эксплуатационным персоналом на предмет отклонения пара- метрических значений. Если эти требования выполняются, вероятность аварийных отказов фактически сводится к нулю.

Мировой опыт показывает, что существует всего несколько форм технического обслуживания. В различных отраслях процентное соотношение отличается в зависимости от специфики и применяемых технологий.

Пять подходов к обслуживанию оборудования

Способы работы обслуживающих или ремонтных подразделений обычно относятся к пяти различным категориям:

1) Реактивное (реагирующее) профилактическое обслуживание (РПО);

2) Обслуживание по регламенту или планово-профилактическое обслуживание (ППР);

3) Обслуживание по фактическому техническому состоянию (ОФС);

4) Проактивное или предотвращающее обслуживание (ПАО);

5) Концепция «НадО:2010» (комбинированная концепция надежности оборудования) Конечная стоимость затрат на производство работ, связанных с ТО и Р, зависит от выбора формы организации системы ТО и Р.

Реактивное (реагирующее) профилактическое обслуживание (РПО)

Так называется форма технического обслуживания, при которой ремонт и/или замена узла (агрегата, машины и т.д.) производится только после его выхода из строя (отказа) либо полной выработки ресурса. Она может быть применима только для дешевого вспомогательного оборудования при возможности его резервирования. Иногда ее называют «агрегатированием», т.к. меняется полностью агрегат (например, насос или привод-электродвигатель экскаватора).

Достоинством данного метода является то, что до наступления отказа оборудования не требуется вложения средств на его ТО и Р, недостатком -- то, что эта «экономия» может обернуться колоссальным по времени внеплановым простоем оборудования вследствие его внезапного отказа. А также чрезмерно высокой стоимостью самого ремонта, особенно в случае ограниченности возможностей ремонтного подразделения.

Обслуживание по регламенту (ППР)

Цель проведения обслуживания по регламенту, или, иначе говоря, планово- предупредительных работ (ППР), -- исключение числа отказов оборудования путем проведения периодического профилактического технического обслуживания и плановых ремонтов. В основу этой стратегии заложен следующий принцип: используя статистические данные истории отказов аналогичного оборудования и принципов развития определенных процессов износа отдельных его узлов в зависимости от фактической наработки, устанавливают такой срок эксплуатации, при котором вероятность безотказной работы оборудования будет достаточно высокой (например, 98 %), подразумевая малую вероятность интенсивного износа и отказа оборудования. Этот срок, называемый межремонтным интервалом, жестко привязывают к календарному плану-графику производства с таким расчетом, чтобы проводить необходимые ППР без ущерба для производства. При этом считается, что дефектация определенного узла машины с целью определения необходимости его ремонта либо замены по окончании фиксированного межремонтного интервала существенно снижает вероятность его отказа.

Однако на практике эти принципы не всегда работают. В реальных условиях строгая линейная зависимость между наработкой на отказ или сроком эксплуатации и техническим состоянием механизма существует только при наличии либо химической коррозии, либо механической эрозии и износа, либо усталостного износа. Остаточный ресурс механизма не должен определяться только временем его эксплуатации. Бесспорно, время эксплуатации оказывает влияние на техническое состояние механизма, но оно не единственный фактор, определяющий его остаточный ресурс.

Остаточный ресурс любого исправного механизма не обоснованно подвергшегося вмешательству сокращается по причине нарушения качества кинематических взаимосвязей в его узлах, достигнутое естественной приработкой сопрягаемых узлов и деталей в процессе эксплуатации. Это есть самый существенный недостаток системы ППР. Чем более высокотехнологичен механизм, тем больший урон ему наносят необоснованные ревизии.

Система ППР остается наиболее популярной среди предприятий многих отраслей промышленности. Причин тому много, вот только некоторые из них:

1. Практический опыт использования системы ППР показал значительное снижение эксплуатационных затрат по сравнению с системой РПО (по разным источникам от 15 до 40%)

2. Система ППР хорошо развита, отработана, имеет хорошую методологическую основу и позволяет поддерживать заданный уровень исправности и работоспособности оборудования.

3. Отсутствие четкого представления у руководителей предприятий о более прогрессивных системах ТО и Р, усугубленное нехваткой квалифицированного персонала ремонтных служб и технического аппаратно-инструментального обеспечения для производства работ по фактическому техническому состоянию оборудования.

Важно отметить, что система ППР весьма затратная форма технического обслуживания, так как в большинстве случаев стимулируется сдельной системой оплаты труда по принципу «больше ремонтов -- выше оплата». А поэтому как непосредственные исполнители, так и их руководители не заинтересованы в сокращении объемов ремонтных работ, что существенно затрудняет интеграцию новых подходов к системе ТО и Р.

В руководстве по эксплуатации ЭКГ-15М настоятельно рекомендуют применять именно данную систему при проведении ТО и Р.

Обслуживание по фактическому техническому состоянию

ОФС учитывает всю совокупность факторов, определяющих эксплуатационный ресурс ГШО. Причём происходит это автоматически, поскольку какие бы факторы и в какой комбинации в каждом конкретном случае не воздействовали на ГШО, мы наблюдаем совокупную реакцию на эти воздействия по изменению выбранных критериев и параметров. А они, как уже говорилось выше, в силу своей высокой информативности и чувствительности обязательно отразят происходящие с оборудованием перемены. В последующем, если это необходимо, соответствующей обработкой и анализом параметров всегда можно определиться и с реальной причиной, вызывающей данные изменения: дефекты его изготовления, или монтажа, или наладки, или это процессы естественного износа узлов и деталей. При этом появляется возможность не только контролировать состояние ГШО, но и определять реальные причины происходящих изменений в каждой конкретной ситуации, а, значит и принимать вполне обоснованные решения по их устранению в дальнейшем. Это существенное достоинство технологии ОФС

Основная идея системы ТО и Р по ОФС состоит в том, что техническое обслуживание базируется не только на учете того, сколько механизм проработал, во внимание принимается его реальное техническое состояние. Другими словами, ремонту подвергаются только те узлы, которые в действительности требуют оперативного вмешательства.

Достоинства

Переход на технологию обслуживания оборудования «по состоянию» позволяет:

* контролировать реальное текущее техническое состояние оборудования и качество его ремонта;

* уменьшить финансовые и трудовые затраты при эксплуатации оборудования;

* продлить межремонтный период и срок службы механизмов;

* сократить потребность в запасных частях, материалах и оборудовании;

* избавиться от «внезапных» поломок механизмов и остановок производства;

* планировать сроки и содержание технического обслуживания и ремонта;

* повысить общую культуру производства и квалификацию персонала.

Недостатки

Может быть осуществлена только посредством постепенного перехода от системы ППР и требует полного пересмотра организационной структуры. Требует первоначально больших финансовых вложений для подготовки специалистов и технического оснащения службы ТО и Р.

Проактивное или предотвращающее обслуживание (ПАО)

При этой форме технического обслуживания используются все методы прогнозирующего и профилактического обслуживания, оговоренные выше, совместно с анализом коренных причин отказа. Это не только позволяет обнаруживать и точно определять возникающие проблемы, но и гарантирует выполнение надлежащей установки и проведение наилучших методов ремонта, включая потенциальное повышение надежности или изменение конструкции оборудования, с целью избежать или устранить повторение проблемы (например, плазмонапыление шеек валов и отдельных деталей, использование гидрогаек, съемников и индукционных нагревателей подшипников).

Проведенные исследования показали, что затраты при таком подходе составляют приблизительно 240 руб. на 1 кВт в год. Его преимущества в том, что он прекрасно работает, если персонал имеет достаточно знаний, навыков и времени, чтобы выполнять все заданные действия. Как и в программе, основанной на прогнозирующем обслуживании (ОФС), ремонт оборудования может осуществляться поэтапно, но при этом дополнительные мероприятия должны быть проведены так, чтобы обеспечить усовершенствования для снижения или устранения повторного появления потенциальных проблем.

Реализация этого метода невозможна без подготовленных кадров в профилактических, прогнозирующих и предотвращающих (проактивных) стилях обслуживания или без привлечения на эти работы высококвалифицированных подрядчиков (субподрядчиков), тесно взаимодействующих с обслуживающим персоналом в стадии анализа коренных причин отказа, а затем оказывающих помощь в ремонте и планирующих (проектирующих) изменения. Для проведения таких работ обязательно требуется наличие приборов и систем ТД и НК и должным образом обученный персонал.

Достоинство

Максимальное увеличение межремонтного срока за счет подавления источников отказов. Используются самые прогрессивные технологии технического обслуживания, ремонта и восстановления оборудования.

Недостаток

Требуется трудоемкий анализ всех отказов с целью выявления их источников. Очень гибкая организационная система, постоянно требующая оперативного решения и внедрения ряда мероприятий.

Достоинства и недостатки рассмотренных форм технического обслуживания представлены в таблице 1.

Таблица 1. Достоинства и недостатки форм ТО

Система ТОиР	Достоинства	Недостатки
РПО	Не требует больших финансовых вложений на организацию и техническое оснащение службы ТОиР	Высокая вероятность внеплановых простоев из-за внезапных отказов приводящая к дорогостоящим и продолжительным ремонтам
ППР	Система хорошо развита, имеет отработанную методологическую основу и позволяет поддерживать заданный уровень исправности и работоспособности оборудования	Базируется на статистических данных историй отказов аналогичного оборудования с заложенным коэффициентом надежности, следовательно, для обеспечения заданного уровня его работоспособности изначально планируется объем работ превышающий требуемый фактически. Статистическая наработка не исключает полностью вероятность внепланового отказа.
ОФС	Исключает вероятность аварийных отказов и связанных с ними внеплановых простоев оборудования.> Позволяет прогнозировать объемы технического обслуживания и производить ремонт исключительно дефектного оборудования	Может быть осуществлена только посредством постепенного перехода от системы ППР и требует полного пересмотра организационной структуры. Требует первоначально больших финансовых вложений для подготовки специалистов и технического оснащения службы ТОиР.
ПАО	Максимальное увеличение межремонтного срока за счет подавления источников отказов. Используются самые прогрессивные технологии технического обслуживания, ремонта и восстановления оборудования.	Требуется трудоемкий анализ всех отказов с целью выявления их источников. Очень гибкая организационная система, постоянно требующая оперативного решения и внедрения ряда мероприятий.

Концепция «НадО:2010» (комбинированная концепция надежности оборудования)

После проведенного анализа ТО понятно, что, в зависимости от отрасли и специфики, предприятия должны использовать в совокупности все формы ТО в разных пропорциях. Только в этом случае удастся достигнуть максимального экономического эффекта.

Основные этапы концепции

Данная концепция состоит из 6 основных этапов. Каждый из них основан на решении задач предыдущего уровня с целью наиболее полной его проработки.

Этап 1. Выявление проблемы.

Этап 2. Разбиение проблемы на составляющие.

После выявления степени и величины суммарной проблемы повышения надежности оборудования следует произвести разбивку на ее составляющие. Определение составляющих общей проблемы проводится по каждому из исследуемых ключевых моментов. Результатом данного этапа должно быть выявление слабых мест структуры предприятия в целом (например документирование и паспортизация).

Этап 3. Определение стратегии и план решения проблемы.

Стратегия решения проблемы повышения надежности оборудования определяет степень и уровень локализации опасных моментов. Она может быть частичная (удаление только наиболее проблемных аспектов), либо полная (комплексная). Важно определить что подлежит корректировке: причина или следствие проблемы и/или что устранять в первую очередь

Этап 4. Выбор надежных средств технических решений и разработка программы повышения квалификации специалистов.

Выбор средств технических решений определяется целесообразностью их использования на основе расчета экономического эффекта от их внедрения. При расчете необходимо руководствоваться выбранными критериями и требованиями к уровню надежности 1R, 2R или 3R. Выбор средств технических решений определяется предприятием на основе предложений опытных технических специалистов данного предприятия и концепции, разработанной группой технических аудиторов. Разработка внутреннего стандарта надежности и сертификация по стандарту IORS:2010 должны проходить (рекомендация) на основе процесного подхода 3R (ответственные и полномочия, политика надежности и ресурсы, и др.).

Этап 5. Комплексное решение проблемы.

На основе 3 и 4 этапов программы формируется комплексное решение проблемы повышения надежности оборудования. Если предприятие сертифицировано по системе менеджмента качества, то менеджерам отвечающим за качество продукции необходимо сделать коррекцию во внутреннем руководстве по качеству с учетом требований технического подразделения (например: отдела главного механика или главного энергетика).

Этап 6. Контроль результатов внедрения программы.

Процесс оценки уровня надежности оборудования, корректировка и внедрение улучшений должно происходить с утвержденной периодичностью не зависимо от достижения поставленного уровня надежности. Удовлетворенность потребителя (внутренний потребитель оборудования - это технологи) от внедрения программы должно иметь самую важную роль, именно поэтому очень важен контроль, анализ и улучшение результатов по повышению надежности оборудования.

Экскаватор ЭКГ-15М

В настоящее время на открытых горных работах и в частности на угольном разрезе "Богатырь" широко используются одноковшовые экскаваторы циклического действия ЭКГ-15М (см. рисунок 1) производства ООО «ИЗ-Картэкс им. П.Г. Коробкова», расположенного в г. Колпино, под г. Санкт-Петербургом. Ранее этот завод назывался АО «Ижорские заводы» или ПО «Ижорский завод им. А.А. Жданова».



Рисунок 1. ЭКГ-15М в условиях угольного разреза "Богатырь"

Рисунок 2. Общий вид экскаватора ЭКГ-15М

1 - кабельный барабан; 2 - лестница входная; 3 - кузов; 4 - двуногая стойка; 5 - вспомогательная лебедка; 6 - подвеска стрелы; 7 - кабина; 8 - ковш; 9 - механизм открывания днища ковша; 10 - рукоять; 11 - стрела; 12 - поворотная платформа; 13 - ходовая тележка

Экскаваторы ЭКГ-15М, ЭКГ-12У СМ, ЭКГ-8УМ (см. рисунок 2) - карьерные электрические полноповоротные лопаты на гусеничном ходу -- предназначены для; разработки и погрузки в транспортные средства или отсыпки в отвал полезных ископаемых или пород вскрыши на открытых горных работах.

Условия работы экскаваторов:

- климатические условия работы--У1 по ГОСТ 15150-694;

- температура окружающего воздуха от минус 40°С до плюс 40ПС;

- высота над уровнем моря--не более 1000 м;

- окружающая среда не взрывоопасна и не пожароопасна;

- колебание напряжения подводимого к экскаватору тока -- в пределах от минус 5% до плюс 10%;

- допустимый угол наклона экскаватора при работе -- не более 5°;

- разработка пород III, IV и V категории должна производиться с предварительным рыхлением, обеспечивающим свободное размещение кусков породы в ковше;

- качественные показатели забоя по ОСТ 24.072.11-80;

- средневзвешенный размер куска в поперечнике не должен превышать 300 мм;

- выход негабаритной по ковшу фракции (более 2/3 наименьшего размера зева ковша) не должен превышать 2%;

- в забое не должно быть невзорванных участков, в том числе в подошве уступа.

Технические характеристики:

Семейство экскаваторов типа ЭКГ-15М включает три модели:

ЭКГ-15М с основным ковшом 15 куб.м и 16,5 куб.м.;

ЭКГ-12УСМ с основным ковшом 12 куб.м;

ЭКГ-8УМ с основным ковшом 8 куб.м.

Все экскаваторы имеют единую базу (поворотная платформа с механизмами, ходовая тележка, кабина, кузов, электрооборудование) и отличаются только рабочим оборудованием.

Экскаватор ЭКГ-12УСМ имеет удлинённое рабочее оборудование, предназначенное для разработки горных пород и погрузки их в самосвалы, находящиеся на одном горизонте с экскаватором.

Экскаватор ЭКГ-8УМ имеет удлинённое рабочее оборудование, предназначенное для разработки горных пород и погрузки их в самосвалы находящиеся выше уровня стояния экскаватора.

Основные параметры экскаваторов приведены в таблице 2, а рабочие и габаритные размеры в таблице 3.

Основные ковши к экскаваторам ЭКГ-15М, ЭКГ-12УСМ и ЭКГ-8УМ предназначены для разработки горных пород с объемной массой в разрыхленном состоянии не более 1,8 т/куб.м.

Конструктивная масса и среднее удельное давление на грунт приведены для экскаваторов оборудованных основным ковшом и траками длиной 1600мм.

Расчетная продолжительность рабочего цикла и теоретическая производительность, определены при разработке разрыхленных пород не выше IV категории, в забое нормального качества при угле поворота платформы не более 90°, выгрузке в отвал, высоте копания не выше опорной оси и управлении экскаватором квалифицированным машинистом.

Фактическое время цикла и производительность экскаватора зависит от многих факторов: качества забоя, квалификации машиниста, атмосферно-климатических условий и т.и.

Массу противовеса (балласта) выбирают в зависимости от вместимости ковша и плотности разрабатываемой породы.

Противовес (балласт) с экскаватором не поставляется.



Таблица 2. Основные параметры экскаваторов ЭКГ-15М, ЭКГ-12УСМ, ЖКГ-8УМ

Наименование параметров, единицы измерения	Значение параметров
	ЭКГ-15М	ЭКГ-12УСМ	ЭКГ-8УМ
Вместимость основного ковша, куб. м	15; 16,5	12	8
Наибольшее усилие на подвеске ковша, не менее, кН (тс)	1470(150)	1178(120)	833(85)
Наибольшая скорость подъёма ковша при копании, м/с	1,1	1Д	1,6
Наибольшее усилие напора, не менее, кН (тс)	628(64)	589(60)	589(60)
Наибольшая скорость напора м/с	0,65	0,65	0,65
Наибольшая скорость вращения поворотной платформы, не менее, об/мин	2,5	2,5	2,5
Скорость передвижения, не менее, км/ч	0,72	0,72	0,72
Наибольший преодолеваемый подъём на плотном оснований при"прямолинейном движении, рад (град)	0,2(12)	0,2(12)	02(12)
Среднее удельное давление на грунт при передвижении, не более, (кгс/кв. см)	2,4	2,5	2,6
Конструктивная масса экскаватора (без противовеса, запасных частей, инструментов и др.), не более, т	660	660	680
Масса противовеса, т	привод Г-Д	45	65	70
	привод ТП-Д и ТРП-Д	50	70	75
Расчетная продолжительность цикла при повороте на угол 90° и высоте копания не выше высоты напорного вала (IV категория породы с разгрузкой в отвал), не более, с	28	32	35
Теоретическая производительность при навеске основного ковша, не менее, куб.м/ч	1928	1350	820

Таблица 3. Рабочие и габаритные размеры ЭКГ-15, ЭКГ-12УСМ, ЭКГ-8УМ

Наименование размеров, единицы измерения	Значение параметров
	ЭКГ-15М	ЭКГ-12УСМ	ЭКГ-8УМ
Длина стрелы, L, м	18	24	32
Наибольший радиус копания Rк, не менее, м	22,6	28	34
Угол наклона стрелы, град	45	47,5	50
Наибольшая высота копания Нк не менее, м	15,8	20,7	28,5
Наибольший радиус разгрузки Rр, не менее, м	19,5	25,8	31,5
Радиус вращения хвостовой части, м	10	10	10
Наибольшая высота разгрузки, Нр, не менее, м	9,9	14,9	24
Наибольший радиус зачистки на уровне стояния, не менее, м	15,6	17,8	21
Просвет под поворотной платформой, м	3,5	3,5	3,5
Ширина кузова, м	8,0	8,0	8,0
Габаритная ширина экскаватора, м	9,5	9,5	9,5
Габаритная высота экскаватора Н, м	18,7	23,6	30,4
Длина гусеничного хода, м	11,6-11,9	11,6-11,9	11,6-11,9
Ширина гусеничной цепи, м	1,6	1,6	1,6

Анализ работы лебедки подъема

Рабочий цикл экскаватора складывается из четырех основных операций, осуществляемых его исполнительными органами: черпания, перемещения к пункту разгрузки, разгрузки и возвращения в забой.

Лебедка подъема (см. рисунок 3) является одним из наиболее ответственных и нагруженных узлов карьерного экскаватора.

Подъем ковша осуществляется при наматывании каната на барабаны подъемной лебедки, которая испытывает вибрационные нагрузки.

Преждевременный износ приводит к резкому повышению стоимости работы машины в связи с затратами времени и средств на ремонты и увеличению расходов на приобретение запасных частей.



Рисунок 3. Лебедка подъема

1 - муфта; 2 - тормоз; 3 - канат; 4 - труба сливная; 5 - электродвигатель; 6 - редуктор; 7,11 - барабаны; 8 - прижимная планка

Основными дефектами подъемных лебедок этого класса техники являются:

- дисбаланс ротора электродвигателя;

- расцентровка электродвигателя с редуктором и редуктора с открытой передачей;

- дефекты подшипниковых узлов (перекосы, ослабления посадок, износы беговых дорожек, тел качения и сепараторов, нарушение режима смазки);

- дефекты соединительных муфт;

- износ зубчатых зацеплений открытой передачи;

- изменение геометрии и износ зубчатых зацеплений редуктора (абразивный износ, сколы, питтинг, нарушение соосности валов);

- нарушение жесткости системы;

- дефекты, возникающие в деталях в результате действия внутренних напряжений, больших усилий или из-за механических повреждений (трещины, пробоины, значительные задиры, царапины и выкрашивания).

В процессе эксплуатации корпус редуктора ЭКГ-15М подвергается химическому, тепловому и коррозионному воздействию окружающей среды, систематическим и случайным статическим и динамическим нагрузкам, вибрациям, под действием которых происходят коррозионно-механическое изнашивание деталей, их усталостное разрушение. В результате образуются следующие характерные дефекты:

1) механические повреждения (деформации, забоины и задиры, обломы выступающих частей, трещины и пробоины в нем);

2) нарушение геометрических размеров, формы и взаимного расположения поверхностей (коробление плоских и цилиндрических поверхностей, несоосность, непараллельность, неперпендикулярность и некруглость отверстий);

Причинами трещин являются:

- внешние нагрузки, превышающие допускаемые прочностью (аварийные нагрузки);

- знакопеременные нагрузки, вызывающие в металле напряжения, превышающие предел его выносливости, что приводит к образованию усталостных трещин;

- монтажные нагрузки, превышающие допускаемые прочностью деталей, что может вызвать трещины при запрессовке с большим натягом, а также повреждение (срыв) витков резьбы;

- высокий уровень остаточных напряжений, перераспределение которых приводит к возникновению трещин.

В процессе эксплуатации экскаватора происходит износ его деталей, ослабление креплений и нарушение регулировки механизмов. Одним из важнейших условий надежной работы и увеличения срока службы экскаватора является своевременное техническое обслуживание.

Система технического обслуживания и ремонтов

На угольном разрезе "Богатырь", расположенном в городе Экибастузе, Казахстан используют систему ППР. Для каждого узла существует свой регламент проверки и замены изношенных узлов. Рассмотрим ТО и Р подъемной лебедки ЭКГ-15М.

Система ППР предусматривает:

- межремонтное техническое обслуживание машин:

- ежесменное;

- ежемесячное;

- сезонное;

- текущие ремонты:

- текущий ремонт первый (квартальный);

- текущий ремонт второй (полугодовой);

- текущий ремонт третий (годовой);

- капитальный ремонт.



Рекомендации по продолжительности и трудоемкости ТО и Р

Приведенные ниже рекомендации по продолжительности и трудоемкости ТО и Р являются основой для разработки графиков ППР (см. таблицу 4).

Допускается корректировка продолжительности и трудоемкости ТОиР в зависимости от фактического технического состояния оборудования, применяемых методов ремонта, многосменной организации труда и др.

Разработка нормативов ТОиР выполнена на основании расчетных ресурсов основных узлов экскаватора. Приведенные нормативы продолжительности и трудоемкости должны быть скорректированы в зависимости от условий эксплуатации экскаватора приведенные в таблице 5.

Таблица 4. Структура ремонтного цикла

Вид техобслуживания, ремонта	Условное обозначение	Периодичность	Трудоемкость чел-ч	Простой машины в обслуживании и ремонтах, ч
		При достижении наработки, млн.м3	месяцев	часов
Ежесменное обслуживание	ТОсм				1	0,5-1
Ежемесячное обслуживание	ТОм		1	500-600	96	24
Сезонное обслуживание	ТОс		б	3000-3600	96	24
Текущий ремонт первый Освартальный)	ТР1		3	1500-1800	240	60
Текущий ремонт второй ( полугодовой)	ТР2		б	3000-3600	480	96
Текущий ремонт третий (годовой)	ТРЗ	1,8	12	6000-7500	1200	240
Капитальный ремонт	К	18	120	60000-75000	12000	2400
Капитальный ремонт электрической части	Кэл	9	60	30000-36000	1440	360



Таблица 5. Коэффициенты условий эксплуатации экскаваторов

Группа условий	Условия эксплуатации	Значения коэффициентов
А	Мягкие и плотные породы I и II категорий, допускающие экскавацию непосредственно из целика без применения взрывных работ: растительный грунт, торф, песок, супесок, легкие суглинки, лесс, гравий, галька, солончаки, а также породы в отвалах и навалах любой категории	0,8
Б	Полускальные породы III категории, требующие частичного рыхления для обеспечения экскавации: тяжелые жирные ломовые глины, глинистые сланцы, отвердевший лесс, сланцы, уголь, аргиллиты, алевролиты, слабые песчаники на глинистом цементе, мерзлые породы I и П категорий	1,0
В	Скальные породы XV категории, экскавация которых возможна только после сплошного рыхления взрыванием: песчаники на известняковом, кварцевом или железистом цементе, известняки, доломиты, граниты, конгломераты, а также мерзлые породы III категории	1,2
Г	Скальные породы IV и V категорий, плохо поддающиеся рыхлению: горные породы в районах Крайнего Севера	1,5

Ежесменное техническое обслуживания

Ежесменное техническое обслуживание проводится между сменами при приеме и сдаче экскаватора.

Ежесменное техническое обслуживание включает в себя (в начале смены):

- наружный уход за механизмами;

- осмотр и проверку состояния узлов экскаватора;

- подтягивание креплений;

- замену или восстановление отдельных изношенных частей;

- регулировку механизмов;

- смазку механизмов.

В конце смены следует:

- проверить, нет ли утечек масла, устранить их;

- очистить экскаватор от пыли и грязи;

- опустить ковш на грунт, установить рычаги управления в нейтральное положение.

Под наружным уходом следует понимать систематическую очистку узлов и деталей от грязи, лишней смазки и влаги. Вся машина должна содержаться в чистоте. Грязь, покрывающая детали, мешает тщательному их осмотру и затрудняет их обслуживание. Поэтому регулярная чистка экскаватора имеет значение не только в деле его опрятного содержания, но и дает возможность следить за техническим состоянием каждой его детали, т. е. позволяет своевременно обнаружить трещины на поверхности деталей и восстановить нарушенные соединения, а также предотвратить попадание грязи и абразивной пыли в масляные ванны и на поверхности трения.

Еженедельное техническое обслуживание

Еженедельное техническое обслуживание проводится раз в неделю, для чего используются перерывы в работе, вызванные отсутствием транспорта, электроэнергии, неподготовленностью забоя, передвижкой путей и т. п. При интенсивной работе для осмотра экскаватора должно выделяться особое время.

При проведении еженедельного технического обслуживания следует:

- проверить износ зубчатых зацеплений;

- проверить соединительные муфты на наличие дефектов;

- проверить подшипниковые узлы на наличие дефектов.

Ежемесячное техническое обслуживание

Ежемесячное техническое обслуживание проводится раз в месяц по графику. В объем этого обслуживания входят все работы еженедельного технического обслуживания, а также работы по устранению неисправностей путем замены или восстановления деталей.

Переход на технологию обслуживания редуктора лебедки подъема "по фактическому состоянию"

В 90-х гг. прошлого столетия произошел качественный скачок в развитии микропроцессорной техники, позволивший создавать аппаратные средства и программы позволяющие производить не только мониторинг технического состояния оборудования, но и осуществлять диагностику и прогнозировать тенденции его изменения. Это позволило создать качественно новую систему ТО и Р - систему обслуживания по фактическому техническому состоянию.

Несмотря на все достоинства системы ППР, она основывается только на времени эксплуатации ГШО, а ОФС учитывает всю совокупность факторов.

Система ППР весьма затратная форма технического обслуживания, так как в большинстве случаев стимулируется сдельной системой оплаты труда по принципу «больше ремонта - больше оплата». Следовательно, как непосредственные исполнители, так и их руководители заинтересованы в большем объеме ремонтных работ, что существенно затрудняет интеграцию новых подходов к системе ТО и Р.

Поскольку на данный момент на угольном разрезе "Богатырь" используется система ППР, рассмотрим вариант перехода на технологию обслуживания редуктора подъемной лебедки ЭКГ-15М "по фактическому состоянию".

Основой такого вида ТО является техническое диагностирование (ТД) и прогнозирование состояния объекта. С помощью средств ТД проводят непрерывный или периодический контроль параметров состояния. Прогнозирование выполняют при непрерывном контроле для определения времени, в течении которого сохранится работоспособное состояние, а при периодическом контроле - для определения момента времени следующего контроля.

Результаты диагностирования и контроля - основа для принятия решений о необходимости ТО, времени его проведения и объеме, а также о времени проведения очередного контроля технического состояния.

Ключевым вопросом эффективности применения ТО по состоянию является задача выбора стратегии диагностирования и назначении допустимых уровней параметров.

Для обслуживания редуктора лебедки подъема, выберем следующие системы технической диагностики:

- определение состояния смазочного масла, его вязкости, содержания в нем воды, механических примесей и продуктов изнашивания;

- дефектоскопия и толщинометрия стенок корпуса редуктора;

- измерение геометрии и износа зубчатых зацеплений редуктора (абразивный износ, сколы, питтинг, нарушение соосности валов);

- измерение вибраций редуктора (виброскорости, виброускорения);

- измерение температуры смазочного масла;

- измерение температуры корпуса редуктора;

- износ зубчатых зацеплений открытой передачи;

- визуальный контроль.

Используемые при этом технические средства, позволят не только производить измерения и контролировать состояние оборудования, но и обеспечат решение задач по оперативной наладке механизмов в процессе эксплуатации.

Для того, чтобы система ОФС была эффективной, необходимо проводить анализ изменения контролируемых параметров с использованием базы данных по номенклатуре и начальным параметрам работы оборудования.

В случае резкого изменения постоянно контролируемых (оператором или приборами) параметров проводится неплановый диагностический контроль с последующим решением о выводе в ремонт данного оборудования.

Неплановый диагностический контроль осуществляется в случае, когда по результатам оперативного контроля выносится решение о предполагаемом развитии дефекта. Анализ изменения контролируемых параметров проводится с учетом возможных изменений технологических режимов.

Важно понимать, что для того, чтобы осуществить переход на систему ОФС, необходимо соблюдение ряда условий:

- экономическая целесообразность;

- наличие диагностической (приборной и инструментальной) базы;

- методики определения ТС и его прогнозирования;

- наличие соответствующего программного обеспечения;

- квалифицированный (обученный) персонал;

- контролепригодность оборудования;

На практике технология ОФС всегда представляет собой комплексную технологию, включающую в себя как элементы контроля, диагностики и наладки по вторичным параметрам, так и процедуры ревизий и обслуживания «по регламенту».

Диагностическая модель

Поскольку для предприятия простои оборудования ведут к огромных убыткам, необходимо предотвращать поломки комплектующих экскаватора заблаговременно. Это возможно при использовании методов неразрушающего контроля. Выявление дефектов на ранней стадии развития позволит предотвратить серьезные поломки, снизить затраты на ремонт и уменьшить время простоев. В случае обслуживания лебедки подъема, возможно применение следующих методов неразрушающего контроля:

- ультразвуковая дефектоскопия;

- капиллярный контроль;

- контроль интенсивности поступления продуктов изнашивания в смазочное масло редуктора;

Ультразвуковая дефектоскопия позволяет выявлять зарождения дефектов с помощью звуковых волн.

Проверка сварочных швов ультразвуком основана на том, что звуковые волны отражаются от плотных поверхностей при столкновении с ними (см. рисунок 4). Когда волна проходит сквозь шов в котором есть трещины, то на переходе между границей металла и воздуха будет еще одно отражение волны звука. Оно придет раньше, чем отражение от перехода на нижней грани. Преобразователь сможет уловить не только разницу во времени, но и локализовать место нахождения дефекта. Усилитель, который передает сигнал на трубку, помогает построить график, по которому специалист сможет определить все особенности проверяемого шва.

Рисунок 4 - Вертикально ориентированная трещина, выявляемая зеркальным методом.

Капиллярная дефектоскопия (капиллярный контроль) предназначена для обнаружения и инспектирования, невидимых или слабо видимых для невооруженного глаза поверхностных и сквозных дефектов (трещины, поры, непровары, межкристаллическая коррозия, раковины, свищи и т.д.) в контролируемых изделиях, определение их консолидации, глубины и ориентации на поверхности (см. рисунок 5).

Капиллярная дефектоскопия будет применена к корпусу редуктора подъемной лебедки.



Рисунок 5 - Капиллярная дефектоскопия

Для контроля интенсивности поступления продуктов изнашивания в смазочное масло редуктора предлагается использовать устройство (датчик), позволяющее при установке его в картере редуктора (установка будет осуществлена в резьбовое отверстие в картере редуктора лебедки подъема), постоянно или периодически при подключении к нему регистрирующего прибора, контролировать интенсивность поступления продуктов изнашивания в смазочное масло. Контроль интенсивности поступления продуктов изнашивания в смазочное масло редуктора, позволяет осуществлять интегральную оценку величины износа деталей редуктора за данный промежуток времени работы основных механизмов. Также, этот контроль позволит осуществлять более качественную и своевременную замену масла.

Проводя ультразвуковую дефектоскопию и контроль интенсивности поступления продуктов изнашивания в смазочное масло редуктора, будут собранны массивы данных, которые необходимо анализировать и обрабатывать.

Если в процессе работы экскаватора наблюдается резкое отклонение от заданных, постоянно контролируемых (оператором или прибором) параметров необходимо провести неплановую диагностику и принять решение о замене или ремонте данного оборудования.



Заключение

Система ППР, проверенная многолетним опытом и используемая на угольном разрезе "Богатырь", является сбалансированной и достаточно компетентной. Однако, стоит признать, система планирования ремонта на основе ППР практически себя изжила. Структура ремонтного цикла, а также состав и объемы работ, в основном были разработаны специализированными институтами 20-30 лет назад. Основой для таких разработок являлись статистические данные. Кроме того, за последние 10-15 лет многое изменилось. Так, на многих предприятиях были внедрены современные технологии и материалы, используемые при техническом обслуживании и ремонте оборудовании.

Проанализировав рассмотренные виды обслуживания, можно сделать вывод, что наиболее совершенной и точной, является система ОФС. Данная система наиболее подходит для горного оборудования, применяемого на открытых горных работах и для экскаваторов в частности. ТО и Р по фактическому состоянию обеспечивает повышение надежности и снижение эксплуатационных расходов, при этом необходимые работы по ТО назначаются в зависимости от фактического технического состояния конкретного объекта и предполагаемого изменения его состояния в процессе эксплуатации.

Переход от системы ППР, к системе ОФС, очень долгий трудоемкий процесс, требующий значительные информационные, технические, людские и экономические ресурсы. В связи с этим, полный отказ от системы планирования ремонтов на основе ППР невозможен.

Важно понимать, что какими бы достоинствами не обладала каждая система, идеальной по-прежнему нет. Совершенной системой можно признать только такую, которая будет состоять из комплекса всех существующих систем. Однако возникает противоречие, будет ли экономически целесообразно использовать такую систему.

Список литературы

1. URL: http://www.baltech.ru/catalog.php?catalog=130 [статья - "Современные средства и методики диагностики оборудования горнодобывающей и горноперерабатывающей отрасли согласно концепции «Надежное оборудование»]

2. Современные средства и методики диагностики строительных машин и оборудования. Романов Р.А., Севастьянов В.В.

3. Техническое обслуживание и ремонт горного оборудования. Глухарев Ю.Д., Замышляев В.Ф., Карамзин В.В. Издательский центр «Академия», Москва, 2003 г., 400 стр., УДК: 622.232.72, ISBN: 5-7695-1120-6

4. Механическое оборудование карьеров. Учебник для вузов. Подэрни Р.Ю. Издательство Московского государственного горного университета, Москва, 2007 г., 680 стр УДК: 622.271, ISBN: 978-5-7418-0467-4

Размещено на Allbest.ru

...