Введение к работе
Актуальность темы. Несмотря на значительные финансовые вложения в поддержание и обновление экскаваторного парка, на горнодобывающих предприятиях существуют потери времени, связанные с непроизводительной работой. Установлено, что существующая система эксплуатации экскаваторов цикличного действия характеризуется тем, что из 8760 ч годового календарного фонда времени непроизводительное время работы составляет 30-46%, при этом на 1 ч производительной работы экскаваторов приходится 1,5-2,0 ч простоев в ремонте. Одной из главных причин этого является существенное отклонение условий эксплуатации, в частности качества подготовки забоя и рабочей площадки (продольно-поперечный наклон >3, наличие негабаритов в забое 18-45%, просадка грунта рабочей площадки более 500 мм), от рациональных параметров. Указанное несоответствие вызывает усиленный рост нагруженности на узлы и агрегаты экскаватора, что приводит к возрастанию количества отказов и объемов затрат на ремонт. Стоимость ремонтов экскаватора за период эксплуатации 15-20 лет превышает затраты на изготовление в 8-10 раз при ежегодном росте удельных затрат на 5-10%.
Объективный анализ эффективности эксплуатации экскаваторов осложняется влиянием различного рода факторов: организационных, технических, технологических. В связи с этим разработка и реализация методики обоснования и выбора рациональных параметров эксплуатации экскаваторов цикличного действия представляет собой актуальную научно-практическую задачу. Решение этой задачи является одним из необходимых условий обеспечения устойчивого повышения эффективности эксплуатации экскаваторов цикличного действия на горнодобывающем предприятии.
Объект исследований – экскаваторы цикличного действия, эксплуатируемые на горнодобывающих предприятиях.
Предмет исследования – влияние условий эксплуатации на нагруженность узлов рабочего оборудования и эффективность эксплуатации экскаваторов.
Цель работы – повышение эффективности эксплуатации экскаваторов на основе применения разработанной методики обоснования и выбора рациональных параметров эксплуатации в зависимости от нагруженности узлов рабочего оборудования.
Идея работы состоит в обеспечении соответствия технического состояния экскаваторов эксплуатационным нагрузкам, что позволяет повышать надежность работы и эффективность их эксплуатации.
Основные задачи исследования:
-
Осуществить анализ факторов, оказывающих влияние на техническое состояние экскаватора.
-
Установить взаимосвязь технического состояния с эксплуатационной нагрузкой и производительностью экскаваторов.
-
Обосновать показатели эффективности эксплуатации экскаваторов: надежность техники, интенсивность использования, экономичность ремонтного обслуживания и эффективность использования ресурсов, вовлекаемых в процесс ремонта.
-
Исследовать взаимосвязь качества подготовки забоя, технического состояния экскаваторов и затрат на ремонтное обслуживание.
-
Разработать алгоритм выбора рациональных параметров эксплуатации экскаваторов цикличного действия.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Наряду с техническим состоянием экскаватора существенным фактором, оказывающим влияние на эффективность эксплуатации экскаватора, является соответствие его технического состояния испытываемым эксплуатационным нагрузкам.
-
Эффективность эксплуатации экскаваторов целесообразно оценивать по критериям: надежность техники, интенсивность использования и экономичность обслуживания, что позволяет обоснованно распределять ресурсы в ремонтном производстве и планировать рациональное ремонтное обслуживание.
-
Выбор рациональных параметров эксплуатации экскаваторов целесообразно осуществлять на основе установленной зависимости количества отказов элементов рабочего оборудования и объемов затрат на ремонтное обслуживание от гранулометрического состава горной массы в забое.
Научная новизна:
обоснованы критерии эффективности эксплуатации экскаваторов: надежность техники, интенсивность использования и экономичность обслуживания, - что позволяет рационально планировать ремонтное обслуживание и распределять ресурсы в ремонтном производстве;
разработан методический подход к оценке эффективности эксплуатации экскаваторов цикличного действия;
установлена зависимость влияния гранулометрического состава горной массы в забое на количество отказов элементов рабочего оборудования экскаватора и затраты на ремонт;
разработан алгоритм выбора рациональных параметров эксплуатации экскаватора в зависимости от нагруженности узлов рабочего оборудования.
Методы исследования. В работе использован комплекс методов: хронометражные наблюдения, производственный эксперимент, аналитические расчеты, статистический анализ, экономико-математическое моделирование.
Научная и практическая значимость результатов исследования. Установлена зависимость, показывающая влияние гранулометрического состава горной массы в забое на количество отказов элементов рабочего оборудования и объем затрат на ремонт, разработана матрица соответствия технического состояния экскаватора состоянию забоя и рабочей площадки; выводы, содержащиеся в работе, расширяют научные представления о методах повышения эффективности эксплуатации экскаваторов цикличного действия.
Практическая значимость работы состоит в разработке методики расчета эффективности эксплуатации экскаваторов, алгоритма выбора рациональных параметров эксплуатации экскаваторов цикличного действия, применение которых позволит обоснованно планировать ремонтное обслуживание и распределять ресурсы в ремонтном производстве.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и результатов подтверждаются корректным использованием положений теории вероятности и математической статистики; результатами анализа деятельности горнодобывающих предприятий за 2007-2011 гг.; достаточным объемом экспериментальных данных, удовлетворительной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, относительное расхождение которых не превышает 15%.
Личный вклад автора состоит в организации и проведении экспериментальных исследований по оценке состояния забоя, анализе результатов, разработке методического подхода к оценке эффективности эксплуатации экскаваторов цикличного действия, разработке алгоритма выбора рациональных параметров эксплуатации экскаваторов цикличного действия.
Реализация результатов работы. Основные научные положения и рекомендации диссертации использованы при проведении организационно-технического аудита ремонтного производства АК «АЛРОСА» (ЗАО) (Республика Саха (Якутия), АО «ЕЭК» и АО «ССГПО» (Республика Казахстан), акт реализации от 28 июня 2011г по Договору №01/07-1144/10/3юр.
Апробация работы. Результаты и основные положения работы докладывались на международном симпозиуме «Неделя горняка» (г. Москва, 2011 г.), V международной научно-практической конференции «Рудник будущего: проекты, технологии, оборудование» (г. Пермь, 2010 г.), VIII Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека» (г. Екатеринбург, 2010 г.), Международной научно-практической конференции «Открытые горные работы в XXI веке (г. Красноярск, 2011 г.), семинарах и международных конференциях МГТУ им. Носова (г. Магнитогорск, 2007), УГГУ (г. Екатеринбург, 2010 г.), на научных семинарах и конференциях НТЦ-НИИОГР (г.Челябинск, 2008-2011 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе в 5 из Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 103 наименований. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 54 рисунка, 33 таблицы, приложение.
