Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ эффективности эксплуатации карьерного оборудования, обоснование цели и задачи исследования 14
1.1. Краткий обзор состояния основного технологического горного оборудования - карьерных экскаваторов и драглайнов на угольных разрезах РФ 14
1.2. Анализ работ по техническому обслуживанию, диагностике и надежности карьерных экскаваторов 18
1.3. Состояние изученности вопроса 24
1.4. Постановка цели и задач исследования 29
Глава 2. Система фирменного сервисного обслуживания (ФСО) как основа поддержания заданного уровня технической готовности горного оборудования (карьерных экскаваторов) 31
2.1. Оценка технической готовности карьерных экскаваторов по коэффициенту готовности 31
2.2. Система поддержания технического уровня экскаваторов по адаптивной схеме технического мониторинга и годовых корректирующих ремонтов 36
2.2.1. Организация непрерывного мониторинга технического состояния экскаватора средствами диагностики (методами неразрушающего контроля) 36
2.2.2. Подготовка, организация и проведение годового корректирующего ремонта горного оборудования 38
2.2.3. Структура и функции служб сервисного предприятия при проведении ФСО 43
2.3. Сравнение систем технического обслуживания (ППР и ФСО) экскаваторов по затратам на их проведение и по коэффициенту технической готовности 45
Выводы по главе 57
Глава. 3. Исследование основных критериев функциональной технологичности и экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания (ФСО) горного оборудования (карьерных экскаваторов) методами экономико- математического моделирования 58
3.1. Исследование функциональной технологичности технического обслуживания карьерных экскаваторов 58
3.2. Модель технико-экономической оценки эффективности внедрения системы ФСО как долгосрочный инвестиционный проект 76
Выводы по главе 80
Глава. 4. Применение диагностических методов и средств неразрушающего контроля при проведении технического аудита узлов и агрегатов горного оборудования (карьерных экскаваторов) 82
4.1. Краткий обзор существующих методов диагностики и средств неразрушающего контроля 82
4.2. Сущность вибродиагностического метода и его аппаратура 84.
4.3. Тепловизорный метод определения состояния подшипников редукторов и электрических машин карьерных экскаваторов и его аппаратура 95
4.4. Организация технического аудита горного оборудования на базе специализированных диагностических центров сервисного предприятия 104
Выводы по главе 107
Глава 5. Применение специализированной ремонтной технологии агрегатного восстановления редукторов карьерных экскаваторов 108
5.1. Современное состояние процесса восстановления и ремонта редукторов экскаваторов 108.
5.2. Специализированная ремонтная технология агрегатного восстановления редукторов карьерных экскаваторов 110
Выводы по главе 116
Заключение 117
Список использованной литературы 119
- Анализ работ по техническому обслуживанию, диагностике и надежности карьерных экскаваторов
- Организация непрерывного мониторинга технического состояния экскаватора средствами диагностики (методами неразрушающего контроля)
- Модель технико-экономической оценки эффективности внедрения системы ФСО как долгосрочный инвестиционный проект
- Тепловизорный метод определения состояния подшипников редукторов и электрических машин карьерных экскаваторов и его аппаратура
Введение к работе
Актуальность работы. Технический уровень технологических процессов открытых разработок определяется уровнем механизации этих процессов и качеством эксплуатации горного оборудования. Интенсификация открытого способа разработки твердых полезных ископаемых бесспорно зависит как от введения в эксплуатацию современных более мощных карьерных экскаваторов, так и, в немалой степени, от эффективности использования существующего значительного парка экскаваторов, большинство из которых начали работать на отечественных горных предприятиях еще в прошлом веке. Опыт эксплуатации горного оборудования на предприятиях Кузбасса, Уральского и Сибирского регионов показывает, что используется оно подчас неэффективно. Так, коэффициент использования календарного времени карьерных экскаваторов в среднем не превышает 0,55-0,6. Ресурс узлов и агрегатов, восстановленных в условиях существующих ремонтных баз, сокращается подчас до 2-х раз по сравнению с ресурсом фирменных заводских узлов. Очевидно, что модернизации ремонтных баз и реорганизации системы технического обслуживания и ремонта узлов и агрегатов горного оборудования следует уделять большее внимание с целью повышения их послеремонт-ного ресурса не ниже поставляемого заводами-изготовителями.
В настоящей работе обосновывается целесообразность внедрения нового вида фирменного сервисного обслуживания (ФСО) на основе реализации годовых корректирующих ремонтов (ГКР), проводимых после предварительного диагностического обследования горной машины, которое позволяет достаточно точно определить его объем. ГКР состоит из ремонта основных базовых металлоконструкций экскаватора (если это требуется), которые проводятся на месте эксплуатации экскаватора, и обезличенной замены агрегатов и узлов из создаваемого обменного фонда заранее восстановленных таких же агрегатов и узлов. Эти работы должны осуществляться специализированными сервисными предприятиями, имеющими надлежащую технологическую, инструментальную и материально-техническую базу. Одним из таких предприятий является ЗАО «Тяжмашсервис» (г. Красноярск), основанный в 1990 году и к настоящему времени являющийся одним из самых крупных заводов в РФ и СНГ по оказанию сервисных услуг и агрегатно-узловому ремонту горного оборудования (карьерных экскаваторов и драглайнов), использующих систему ФСО, что позволяет проводить любые виды ремонтов более эффективно по сравнению с традиционно применяемой системой ППР.
Разработка новых методов поддержания технического состояния карьерных экскаваторов на заданном уровне на основе внедрения новых, экономически более привлекательных технологий их сервиса и ремонта, обеспечивающих высокое качество работ, является актуальной научной задачей.
Цель работы: разработка технологии фирменного сервисного обслуживания (ФСО) карьерных экскаваторов, базирующейся на систематической диагностике технического состояния их узлов методами неразрушающего
контроля (преимущественно вибрационным и тепловым) для обеспечения гарантированного коэффициента технической готовности оборудования.
Идея работы. Гарантированный уровень технической готовности оборудования достигается проведением целенаправленных ежегодных корректирующих ремонтов и применением оригинальных технологий фирменного сервисного обслуживания.
Защищаемые научные положения:
-
Зависимости коэффициентов технической готовности карьерных экскаваторов (горного оборудования) от показателей качества их обслуживания и ремонта, которые определяются структурой, технологией и организацией рекомендуемой фирменной системы обслуживания (ФСО).
-
Программа организации ежегодных корректирующих ремонтов карьерных экскаваторов (горного оборудования), составляемая на основе непрерывного диагностического мониторинга обслуживаемого оборудования, обеспечивающая гарантированный уровень его технической готовности
-
Метод сравнительной оценки ремонтной технологичности горного оборудования при его обслуживании по выбранной системе ТО (ФСО и ППР) на основе оценки частных функциональных критериев, учитывающих удельные характеристики ремонтов: потока заявок на ремонт, продолжительности, трудоемкости и себестоимости.
-
Зависимости показателей технико-экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания от характеристик выбранной модели ремонтной стратегии, позволяющие обосновать целесообразность внедрения ее как долгосрочный инвестиционный проект.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечиваются: корректностью постановки задач исследований; достаточным и статистически обоснованным объемом данных, а также представительностью выполненных экспериментальных исследований в лабораторных и промышленных условиях; совпадением с достаточной точностью результатов теоретических исследований и результатов их промышленной реализации на горных предприятиях (по математической модели, например, относительная погрешность не превышала 0,12 при доверительной вероятности 0,95); положительными результатами промышленного внедрения системы мониторинга карьерішк экскаваторов тепловыми и вибрационными методами неразрушающего контроля.
Научное значение работы заключается: - в установлении зависимости коэффициента технической готовности от показателей качества организации системы сервиса и ремонта (показателей интенсивности, категории ремонтных воздействий и места их проведения), формирующего эксплуатационную надежность карьерного экскаватора; - в методе оперативной оценки технического состояния карьерных экскаваторов, базирующейся на показателях оперативной диагностики состояния его узлов методами неразрушающего контроля, позволяющей прогнозировать их остаточный ресурс;
в программе расчета корреляционных связей функциональных критериев ремонтной технологичности экскаваторов, обслуживаемых по системам ППР и ФСО, сравнивающей их с базовыми характеристиками функциональных критериев «идеального» экскаватора, позволяющей оценить результаты обслуживания оборудования;
в разработке математической модели расчета технико-экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания, обосновывающей целесообразность использования ее как долгосрочного инвестиционного проекта.
Практическое значение работы заключается:
в разработке новой системы фирменного сервисного обслуживания (ФСО), отличающейся от системы ППР тем, что поддержание карьерных экскаваторов в работоспособном состоянии (с оговоренным контрактом коэффициентом технической готовности) обеспечивается систематическим мониторингом их текущего технического состояния и точечными ремонтными операциями, что сокращает сроки ремонта и увеличивает межремонтные циклы;
разработке регламентных материалов по обеспечению предремонтных обследований горного оборудования (методика проведения комплексной диагностики узлов и агрегатов карьерных экскаваторов);
разработке методики применения средств неразрушающего контроля сборочных узлов горного оборудования и регламента планирования ремонтов, номенклатуры и количества запасных частей сервисной компании;
обосновании структуры и создании производственно-сервисных фирм (типа ЗАО «Тяжмашсервис») по оказанию на условиях «аутсорсинга» комплексных услуг по поддержанию на заявленном уровне технического состояния горного оборудования для открытых горных работ;
разработке оригинальной технологии агрегатно-узлового ремонта всех типов редукторов и других крупных узлов экскаваторов, обеспечивающей на выходе заданный коэффициент технической готовности восстановленных по такой технологии узлов.
Реализация выводов и результатов работы осуществлена при проведении: капитально-восстановительного ремонта экскаватора ЭШ-15.90 (разрез «Переясловский», 2005-06 гг.); годового корректирующего ремонта экскаватора ЭКГ-8И (разрез «Переясловский», 2006 г.); восстановительпого ремонта ЭКГ-8И: 3 шт. (разрез «Медвежий ручей» и Норильская ПС, 2005 г.); комплексного диагностического обследования (с целью установления текущего технического состояния) экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-5А (4 шт) и ЭШ-10.70 (Мазульский известняковый рудник ОАО «Ачинский ПС», 2006 г.); комплексного диагностического обследования экскаватора ЭКГ-5А (разрез «Ирбейский», 2008г.) с целью продления в органах Госгортехнадзора сроков службы; комплексного предремонтного диагностического обследования экскаваторов ЭКГ-5А: 3 шт. (разрез «Сереульский», 2009г.); капитально-восстановительных ремонтов редукторов лебедок подъема, напора, поворота и хода экскаваторов ЭКГ-5А, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-15 в количе-
стве до 150 шт. 1995-2009 гг.; модернизаций электроприводов экскаваторов ЭКГ-10: 2шт. (разрез «Бородинский»).
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее результаты представлялись, докладывались и обсуждались на конференциях «Организация корпорацией ОМЗ собственной сети ФСО горного оборудования», г. Красноярск, декабрь 2004 г.; «Презентация ЗАО «Тяжмашсервис» новой формы сотрудничества с горными предприятиями Сибири и Дальнего Востока», г. Красноярск, март 2007 г.; научно-практических семинарах ОАО «СУЭК»: «Взаимодействие предприятий-поставщиков горного оборудования с ремонтно-механическими службами ОАО «СУЭК», г. Ленинск-Кузнецкий, июнь 2007 г.; «Организация предгфиятиями-поставщиками карьерной техники собственной сети сервисных складов на территории предприятий ОАО «СУЭК», г. Красноярск, февраль 2008 г; «Взаимодействие горнодобывающих предприятий с сервисными центрами поставщиков горной техники», г. Ленинск-Кузнецкий, июнь 2009г; на научных симпозиумах: «Неделя горняка в Mil У» г. Москва, январь 2009 и 2010 гг.; «Обзор новых типов горного оборудования и его технического обслуживания», г. Красноярск, июль 2009 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, 8 приложений и содержит 59 рисунков, 17 таблиц и библиографический список использованной литературы из 120 наименований.
Анализ работ по техническому обслуживанию, диагностике и надежности карьерных экскаваторов
Общую ситуацию, на большинстве горных предприятий угольной, рудной и нерудной отраслей, связанную с необходимостью, несмотря ни на что, продолжать эксплуатацию «постаревшей» экскавационной, как впрочем, и другой горной техники, нельзя признать нормальной, однако выход из нее, как нам представляется, может и должен быть в изменении подхода к организации их сервиса и ремонта.
Поддержание технического состояния парка карьерных экскаваторов на должном уровне должно осуществляться на основе внедрения новой технологии их сервиса и требует разработки новых, экономически более привлекательных, способов повышения качества ремонта. Надежность является одним из основных показателей качества технических устройств, в том числе и экскаваторов. Под качеством понимается совокупность свойств машины, определяющих степень ее пригодности к безотказной эксплуатации. В процессе использования машины происходит изменение этих ее свойств.
Показатели надежности, долговечности и ремонтопригодности оценивают степень изменения основных свойств машины или оборудования во времени. В этом и заключается связь качества машины с ее надежностью, долговечностью и ремонтопригодностью. Надежность горного оборудования в условиях горных предприятий зависит от большого количества факторов, среди которых важное место принадлежит горнотехническим условиям, определяемым залеганием полезного ископаемого, физико-механическими свойствами разрабатываемых пород (крепостью, кусковато-стью, трещиноватостью и т.д.) и технологией горных работ [2 - 7]. Горная машина, представляет собой систему взаимоувязанных элементов различного функционального назначения и ресурса, которые отличаются геометрическими, прочностными параметрами и стоимостью, а потоки их отказов, также характеризуются различными значениями наработки, законами распределения и их параметрами.
В соответствии с рекомендациями В.М. Кравченко [8] определим названия основных элементов горной машины, которыми будем в дальнейшем оперировать: - детали - изделия, изготовленные из однородного, по наименованию и марке материала без применения сборочных операций; -сборочные единицы - изделия, состоящие из нескольких деталей, соединенных на заводе-изготовителе в процессе сварки, свинчивания, клепки и т. д.; - узлы - сборочные единицы, собираемые отдельно от других составных частей и выполняющие определенные функции; - агрегаты -сборочные единицы с полной взаимозаменяемостью и возможностью сборки отдельно от других их составных частей.
Карьерный экскаватор является восстанавливаемым объектом с последовательно соединенными элементами (деталями, сборочными единицами, узлами и агрегатами), имеющими различные характеристики надежности. При возникновении отказа какого-либо его элемента, происходит прекращение функционирования машины на период устранения отказа, а временной график ее работы может быть представлен в виде последовательности времени работы и времени простоя, связанного с отказом. Одним из перспективных направлений повышения эффективности эксплуатации горных машин и, в частности карьерных экскаваторов, является сокращение времени и трудовых затрат на их ремонт путем совершенствования применяемой системы технического обслуживания и ремонта (ТОР) на протяжении всего жизненного цикла, и заканчивая утилизацией [9, 10]. В результате исследований, проведенных применительно к горным машинам, были разработаны теоретические основы повышения эффективности горных машин на стадии их создания и модернизации [11], проведены многочисленных теоретические и экспериментальные исследованиях рабочих процессов горных машин [12,13], а также теоретические основы повышения эффективности горных машин в процессе их эксплуатации базируются на многочисленных теоретических и экспериментальных исследованиях эксплуатационной технологичности и ремонтопригодности [18-23], а также на широком использовании опыта организации ремонта и обслуживания различного оборудования во многих отраслях промышленности [24-27], что позволило разработать систему технического обслуживания, внедрить систему ППР [28 - 39] на предприятиях горной отрасли. С увеличением возраста оборудования резко увеличиваются затраты на его техническое обслуживание и ремонт. Если выработка машины за весь срок службы снижается на 40-50 %, то расход средств па техническое обслуживание и ремонт возрастает в 4-5 раз.
Современная мировая тенденция совершенствования ТОР машин и оборудования характеризуется широким внедрением адаптивного сервисного обслуживания, чему способствует появление все возрастающей гаммы средств технической диагностики [40 - 44, 85], позволяющих повысить прогнозируемость времени наступления исчерпывания ресурса многих элементов машины, а также точность оценки ее работоспособности.
Организация непрерывного мониторинга технического состояния экскаватора средствами диагностики (методами неразрушающего контроля)
Основным отличием системы ФСО от системы ППР является применение непрерывного мониторинга технического состояния обслуживаемого по этой системе экскаватора. Для исключения простоев экскаваторов, их мониторинг должен проводиться, либо во время естественных перерывов в работе (контроль на холостом режиме), либо сразу после запуска в работу (контроль рабочих режимов).
Карьерный одноковшовый экскаватор является технически сложным изделием, эксплуатация которого ведется сертифицированным (дипломированным) персоналом, как правило, по утвержденному плану горных работ, учитывающему остановки экскаватора для проведения регламентных работ, технологических перерывов.
Для оценки технического состояния экскаватора рекомендуется применять различные методы неразрушающего контроля, такие как визуально инструментальный (ВИК), тепловой (ТК), виброакустический (ВК), а также ультразвуковое диагностирование (УЗД). Более подробные сведения об этих методах и аппаратуре изложены в главе 4 настоящей работы.
Непрерывность технического мониторинга в системе ФСО в процессе годового цикла сервисного обслуживания экскаваторов, достигается применением трех последовательных мероприятий: ежедекадного (иногда еженедельного) осмотра, ежемесячного освидетельствования и годового предремонтного обследования.
Ежедекадный осмотр имеет целью определить зарождающиеся очаги появления неполадок путем беглого осмотра основных модулей экскаватора в течение 1 - 2-х часов во время обеденного перерыва бригады машинистов (3 раза по 40 мин. в течение трех смен).
Осмотр проводится инженером-механиком и инженером-наладчиком с использованием средств контроля ВИК и ТК. Маршрут осмотра оборудования выбирается диагностами самостоятельно, но обязательно включает проверку шкафов систем управления, электромашин, редукторов и силовых металлоконструкций.
Ежемесячное освидетельствование имеет целью определить состояние наиболее нагруженных узлов экскаватора и получить статистически более достоверные результаты изменения состояния систем, подвергавшихся ранее ежедекадному осмотру. На освидетельствование выделяется срок равный длительности одной рабочей смены и регламентируется соответствующими инструкциями, принятыми совместно с эксплуатирующим предприятием. Маршрут его составляется заранее и проводится теми же специалистами, что и при ежедекадном осмотре, с более широким применением методов ТК и ВК. Освидетельствованию подлежат все приводы (электромашины, редукторы, их подшипники, валы-шестерни, колеса зубчатые), опорно-поворотные устройства (ролики, их оси, рельсы, подшипник центральной цапфы, венец зубчатый), преобразовательные агрегаты, гидравлическая сис тема, металлоконструкции рамы и ходовых тележек, стрела, балки рукояти и ковш.
Годовое предремонтное обследование имеет целью определить объем предстоящего корректирующего ремонта экскаватора и проводится непосредственно перед постановкой его в годовой ремонт. При годовом обследовании проводится тщательный контроль всех тех узлов и механизмов, у которых ранее, на месячных освидетельствованиях, были выявлены дефекты. На этом этапе, помимо ранее применяемых методов неразрушающего контроля, для контроля сварных швов силовых металлоконструкций используется УЗД. Маршрут годового обследования, помимо контроля всех перечисленных в месячном освидетельствовании узлов, предусматривает также контроль металлоконструкций рам нижней и поворотной платформы, стоек и распорок, а также кабельной продукции и всех покупных изделий. Регламентный срок проведения обследования 2-4 смены, в зависимости от степени износа подконтрольных объектов. К годовому обследованию, помимо инженеров-диагностов, привлекаются технический руководитель предстоящих ремонтных работ и инженер по материально-техническому обеспечению сервисных работ.
Технический мониторинг используется для оценки динамики изменения технического состояния обслуживаемого экскаватора и предотвращения возникновения аварийной ситуации.
Годовой корректирующий ремонт - это основное ремонтное воздействие в системе ФСО и его основная задача - восстановление заданного уровня технической готовности, как конкретных узлов и агрегатов, так и экскаватора в целом. Корректирующий ремонт включает в себя: ремонтно-восстанови-тельные операции по силовым металлоконструкциям и агрегатную замену тех узлов, эксплуатация которых вызывает опасения в их дальнейшей работоспособности.
Этот ремонт проводится силами сервисной фирмы и под ее техническим руководством, после технологической и материально-технической подготовки работ.
Технологическая подготовка обеспечивает оснащение ремонтной площадки подъездными грунтовыми и железнодорожными путями, грузоподъемными средствами и инструментальной базой, размещаемой в непосредственной близости от места эксплуатации экскаватора. Размер ремонтной площадки должен соответствовать нормам безопасности при проведении работ. Площадку оборудуют на плотных устоявшихся грунтах и покрывают гравии-ем, щебнем или рудной мелочью с последующим прикатыванием тяжелым бульдозером. Уклон площадки для стока поверхностных вод не должен быть более 5 градусов. Более подробные сведения о технологической подготовке проведения годового корректирующего ремонта приведены в Приложении 1.
Материально-техническая подготовка обеспечивает доставку к месту проведения ремонта оборудования предварительно отреставрированных узлов и комплектующих изделий.
Модель технико-экономической оценки эффективности внедрения системы ФСО как долгосрочный инвестиционный проект
Система фирменного сервисного обслуживания (ФСО) карьерных экскаваторов, как было отмечено в предыдущей главе, заключается в принципиально новом, в отличие от применяемой до настоящего времени системы планово-предупредительных ремонтов (ППР), подходе к поддержанию их технического уровня с привлечением для выполнения этих работ «фирмы -сервисанта».
Эта система основана на ежегодном проведении корректирующего восстановительного ремонта экскаватора с использованием предварительно отреставрированных основных узлов и агрегатов. Общее техническое состояние экскаватора в течение всего календарного года контролируется посредством технического мониторинга, использующего средства диагностики и неразрушающего контроля. Непрерывность технического мониторинга экскаватора обеспечивается последовательно проводимыми ежедекадными и месячными его осмотрами. Раз в год (непосредственно перед корректирующим ремонтом) проводится углубленное обследование экскаватора с применением инструментального и приборного арсенала методов неразрушающего контроля. Основными используемыми методами диагностики, применяемыми при этом, являются вибродиагностические, тепловизорные и (при необходимости) ультразвуковые. Основная задача углубленного обследования - определение (с высокой степенью точности) объемов предстоящего корректирующего ремонта. Привлекаемая для выполнения этих работ «фирма-сервисант» должна быть оснащена современным технологическим оборудованием (грузоподъемным, такелажным, слесарно-монтажным и газово-сварочным), а также иметь обученные квалифицированные кадры, что позволяет производить все ремонтные и восстановительные операции на высоком технологическом уровне и в минимальные сроки. Переход на такую систему проведения технического обслуживания экскаваторов устраняет причины аварийных остановок экскаваторов в результате непредвиденных поломок, уменьшает затраты, связанные с необходимостью иметь постоянные запасы ЗИЛа и собственные специализированные ремонтные службы, а также сокращает общие простои экскаваторов за счет ликвидации средних и капитальных ремонтов.
Основными критериями, как это будет показано ниже, определяющими функциональную технологичность и экономическую эффективность предлагаемой системы ФСО, являются ремонтная технологичность и эксплуатационный критерий. Эти показатели напрямую влияют на величину реальных затрат, связанных с эксплуатацией экскаватора.
В данной работе, при разработке математической модели оценки экономической эффективности анализируемых и сравниваемых систем ПИР и ФСО карьерных экскаваторов, были использованы типовые методы экономико-математического моделирования - регрессионный и корреляционный анализы.
Для оценки экономической эффективности системы ФСО, ЗАО «Тяжмашсервис» совместно с отделом технической диагностики ОАО «СУЭК», были проведены испытания на ремонтную технологичность карьерных механических лопат типа ЭКГ-8И по разработанной нами методике сбора и обработки информации. Методика предусматривала: планирование проведения технического мониторинга (определение конкретных объектов, подвергаемых техническому аудиту, выбор условий проведения мониторинга, определение минимально необходимого объема регистрируемых данных, номенклатуру основных показателей критерия ремонтной технологичности), а также организацию самих испытаний и прогнозную (предварительную) оценку основных законов распределения исследуемых параметров.
Используя алгоритмы и элементы методик оценки ремонтной технологичности карьерных экскаваторов предложенные в работах Кравченко В.М и Русихина В.И. [95], а также Квагинидзе B.C. [97] нами были проведены технические мониторинги исследуемых экскаваторов и получены статистические данные по ремонтам, далее положенные в основу расчета математических моделей, позволивших определить основные коэффициенты (удельного потока ремонтов, удельной продолжительности ремонтов, удельной трудоемкости ремонтов и удельной стоимости ремонтов) которые, наиболее точно характеризуют степень ремонтной технологичности исследуемых экскаваторов.
В результате проведения экспериментов на экскаваторах ЭКГ-8Ии ЭКГ-5А были построены графические зависимости изменения этих перечисленных выше основных коэффициентов.
На основе корреляционного анализа данных мониторинга был сделан экономический прогноз развития системы ФСО, как долгосрочного инвестиционного проекта, подтвердивший основные предположения об более высокой эффективности этой системы по сравнению с существующей системой ПНР, как по экономическим, так и по технологическим показателям.
Предметом мониторинга изменения технического состояния экскаваторов по сроку его эксплуатации в течение одного года стал типовой годовой цикл его работы. При существующей системе обслуживания экскаваторов (по ППР), обычно принимается 5- или 6-ти летний ремонтный цикл, в течение которого проводится один капитальный ремонт, один средний ремонт и 3-4 годовых текущих ремонтов. В приведенных ниже расчетах все затраты по календарным срокам и в денежном выражении суммировались по итогам этого цикла и равномерно распределялись на один календарный год. Расчет аналогичных затрат при внедрении системы ФСО приводился по фактическим годовым затратам.
При построении функциональных зависимостей основных параметров, выраженных через удельные их значения, были использованы удельные показатели, предложенные Попандопуло К.В. [99], которые позволяют применить следующий алгоритм вычисления основных параметров: для удельного потока ремонтов.
Тепловизорный метод определения состояния подшипников редукторов и электрических машин карьерных экскаваторов и его аппаратура
Карьерный экскаватор состоит из множества взаимосвязанных узлов, агрегатов, сборочных единиц и деталей, имеющих разный ресурс, степень надежности и износостойкости. Техническая готовность его зависит от надежности всех, без исключения, входящих в него компонентов и отказ любой детали экскаватора, как правило, влечет за собой экономические потери, связанные с его внеплановым простоем. В связи с этим, разработка методов прогнозирования отказов экскаваторов, базирующихся на использовании контроля его текущего состояния с применением средств неразрушающего контроля, является актуальной проблемой.
Представляемая в настоящей работе система ФСО карьерных экскаваторов предусматривает применение основных методов технической диагностики для планирования и проведения основных корректирующих ремонтных операций по поддержанию высокого уровня технической готовности экскаваторов. При проведении технического аудита экскаваторов наибольшее распространение получили следующие методы технической диагностики и средства неразрушающего контроля: вибродиагностический, тепловой и визуально-инструментальный, а также ультразвуковая дефектоскопия и ряд других. Вибродиагностический контроль применяется преимущественно для контроля агрегатов с вращающимися частями (электродвигателей, редукторов, барабанов, муфт, валы опорно-поворотных устройств и др.). Различают его три основных разновидности: виброконтроль - бездемонтажное количественное определение уровня текущего технического состояния агрегата; вибродиагностика - бездемонтажное определение изменения текущего технического состояния агрегата путем выявления качественных признаков появления дефектов и их количественная оценка в параметрах вибрации; вибродиагностический мониторинг - количественное определение тенденции изменения во времени технического состояния агрегата путем его периодического контроля. Тепловой контроль основан на фиксации инфракрасного излучения контролируемой детали. При помощи прибора - тепловизора в режиме реального времени можно контролировать текущее техническое состояние, например подшипников качения, используемых в экскаваторе, а также электромашин, контактных соединений электрических цепей управления, а также прочих деталей, подверженных нагреву при трении и пр. Ультразвуковая дефектоскопия основывается на способности ультразвука распространяться в материале контролируемого изделия и отражаться от внутренних дефектов и границ материала. Наиболее широкое применение нашли такие ультразвуковые методы контроля, как импульсные - «эхо-метод» и «метод звуковой тени (теневой метод)». Реже применяются методы: резонансный; акустического импеданса; свободных колебаний и акустической эмиссии. Для контроля сварных соединений металлоконструкций мехлопат (стрел, балок-рукоятей, нижних рам, стоек, раскосов и других силовых элементов) наиболее удобно использовать ультразвуковую дефектоскопию (УЗД). Визуально-инструментальный контроль (ВИК) используется для оперативного определения наиболее явных дефектов, в том числе на фазе их зарождения и дальнейшего развития. С этого вида контроля начинается любое диагностическое мероприятие, начиная с ежесменного и ежесуточного осмотра, и оно подразумевает применение простейших приборов визуального наблюдения, фоторегистра ции, волоконно-оптичесих эндоскопов, различного мерительного инструментария, входящего, например в отечественный комплект ВИК «АРШИН-ЭКСПЕРТ» (с эндоскопом «Томь»). Другие реже применяемые методы неразрушающего контроля: -капиллярный (дефектоскопы: люминесцентные КД-31Л, цветные ДМК-4, капиллярные КД-40ЛЦ) - используемые для контроля отдельных металлоконструкций, зубчатых колес, валов, осей; -магнитный (дефектоскопы и дефектографы МД-50П); -электромагнитный (вихретоковый), дефектоскопы ВДЦ-1 и ДНМ, используемые преимущественно для контроля стальных канатов; -радиационный (блок детектирования БДЭГ-2-23, радиометр 20026), используемый для контроля деталей толщиной 200мм и более; -радиоволновой (рентгеновские аппараты переносные 7Л2, РУП-160-6П), используемые для контроля многослойных деталей; -оптический (телеэндоскоп ТА-1, микроскопы, оптические дефектоскопы ОД-ЮМ, установка спектрального анализа масла фотоэлектрическая МФС), используемые для контроля поверхности деталей, смазочных масел.
