Введение к работе
Актуальность работы. Производительность одноковшового карьерного экскаватора - основной технический и китеграяьнмй показатель его функционирования, «вгруженноств и наработки, определяющий производственную мощность горнодобнвапцего предприятия.
Опыт эксплуатации экскаваторов на различных технологических участках карьеров в изменявшиеся, чзсто экстремальных условиях экскавеции горной иассы показал, что механизму напора, подъема и поворота машины максимально нагрукекн в каждом цякяэ экскаЕвцин, потребляит более 60 установленной ыоврюсти приводов, снижая их надегность. По данным горнодобывающих предприятий налбольшее число простоев экскаваторов вызвано откезпул в работе элементов приводов этих мехекиз:.:ов, чго является одной кз причин снижения коэффициента использования экскаваторов, колеблющегося в пределах от 0,38 до 0,71 е различных отраслях народного хозяйства. При этом, существенно изменявтея и основные режимше параметры производительности - время одного цикла (7 ) и. коэффициент готовности экскаватора (кг). На фактическую производительность (нагруяея-ность п наработка) экскаваторов влияет подготовленность горной иассы, текущее техническое состояние иехшнэкоз, узлов, деталей экскаватора, степень износа которых различна, кзиеявяап кинематики и динамики его элементов, уровень автоматизация к ровіяяі управления, качество анергоснабшгая н др.
В соврензннкх условиях резко возросли гребозкия к повызэ-hks эффективности использования экскаваторов а процессов аггекя-вацка горной кассы. Масштабность пряхгнонил экскаваторов ткпа ЭКГ-Ш, ЗКГ-10 а др. стимулирует необходимость поиска вффвхтив-ных решений рациональной эксплуатации отих машін в широкой области разрабатываемых различных по прочности горных пород, по-годно-климатических условий карьеров,.разнообразных систем ре-
монтно-профилахтичесного обслуживания.
Одним из способов решения этих проблем является совершенствование методов оценки производительности экскаваторов для определения рациональной интенсивности нагрузок их механизмов и рабочего оборудования в конкретных условиях эксплуатации. Анализ существующих методов и методик выявил отсутствие научно-технического обоснования оценки истинной производительности экскаватора, учитывающей его фактический коэффициент готовности, ресурс, условия эксплуатации и обеспечивающей технологические процессы разработки месторождений.
Поэтому совершенствование методов оценки производительности экскаваторов, включающих развитие системного и разрвботку аналит* ческого и статистического методов в технологическом мониторинге, является актуальной научной задачей.
Цель цаботы. Повышение эффективности использования одноковшовых карьерных экскаваторов не осноье совершенствования методов объективной и непрерывной оценки их произі-одительности (нагруже-нности и наработки) в технологическом мониторинге.
Идея работы. Установление закономерностей изменения производительности экскаватора и ее основных технических параметров для увеличения машинного времени работы экскаваторов.
Основные задачи исследований!
изучение условий, режимов нагружения и особенностей работы механизмов и элементов рабочего оборудования экскаваторов и их надежности в процессе экскавации горной массы на основе исследования параметров тц и к
совершенствование и разработка системной, аналитических и статистических иоделай производительности экскаватора и ее параметров с учетом физического состояния рабочей среды и определение закономерностей изменения параметров "С и к , часовой и
сменной производительности экскаваторов для установлення рационального их применения на различных технологических участках карьеров;
разработка основ комплексной методики оценки производительности экскаватора, апробация и анализ эффективности их использования в условиях горнодобывощих предприятий;
разработка алгоритмов и программ расчета статистических характеристик и моделей производительности экскаваторов и системы технологического мониторинга для карьеров КМА.
Иетоды исследований. Анализ и обобщение исследований в области оценки производительности экскаваторов; системный и статистический анализ производительности на карьерах КМА; методы математической статистики, теории вероятностей и математического моделирования на ПЭВМ; теоретические и экспериментальные исследования регрессионных моделей часовой и сменной производительности экскаваторов, их статистических характеристик для различных технологических участков карьеров.
Научные положения, зачищаемые в диссертации:
системная, аналитические и статистические модели оценки производительности одноковшового карьерного экскаватора;
статистические модели взаимосвязи теоретической и эксплуатационной производительности экскаватора, учитывапциэ коэффициент его готовности; регрессионные модели часовой и сменной производительности экскаваторов, работавших на технологических участках карьеров КМА: вскрыше, добыче, перегрузке и рудных складах;
закономерности изменения параметров ' , кг н производительности экскаваторов на технологических участках карьеров KUA;
- основные положения комплексной методика оценки параметров
Гц, ^.производительности одноковвовык карьерных экскаваторов
и система технологического мониторинга.
Достоверность и обоснованность изложенных положений, полученных теоретических результатов, выводов и рекомендаций подтверждаются достаточным объемом расчетно-экспериментальных данных оценки производительности экскаваторов на горнодобывающих предприятиях, корректность» применения регрессионного и корреляционно-дисперсионного анализа, точностью шделирования на ПЭВМ; расхождение теоретических и экспериментальных значений производительности с доверительной вероятность» 0,95 не превышает 15.
Научная новизна*.
разработаны системная, аналитические и статистические модели оценки производительности экскаватора;
предложены регрессионные математические додели часовой и сменной производительности экскаваторов для различных технологических участков карьеров;
- разработаны статистические модели взаимосвязи теоретичес-, кой и эксплуатационной производительности экскаватора;
- установлены закономерности изменения параметров "ц, кг
и производительности экскаваторов на карьерах и их технологичес
ких участках.
Практическая ценность. Разработаны основные положения комплексной методики оценки производительности одноковшового карьерного экскаватора, включающие статистические характеристики параметров и ее регрессионные модели для технологических участков карьере: вскрыши, перегрузочных площадок, рудных складов, добычных забоев, и система технологического мониторинга. Основные положения разработанной методики применяются на карьерах КЬ!А. Результаты данной работы і/огут быть использованы при оценке производительности и ее технических параметров различных типов горных машин.
Апробация работы.. Основные положения диссертации докладывались и получили одобрение на Всесоюзной молодежной научно-технической конференций "Человек-мзшина-окрукеяцоя среда в горном деле" (Ьосква, 1990 г.); ВсесоюзноЯ научно-технической конференции молодых ученых и специалистов угольной промышленности "Системный подход в горном д^ле. Проблемы, теория, методы" (Москва, 1991г.); научно-практическом семинаре "Проблемы повышения надежности, уровня безаварийности эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий" (Москва, МГТУ, 1993 r.);XUX научной сессии НТО РЭС имени А.С.Попова (Москва, 1994 г.); научно-техническом сове-дакии маркшейдеров (Москва, 1994 г.); научно-технических конференциях в ВЗГШ(ЬГОУ) в I988-I99I гг.; международном научно-техническом сешнаре "Состояние и перспективы автоматизации в цветной металлургии" (Москва, 1995 г.); научно-техническом семинаре "Проблемы и перспективы развития электропривода горных и буровых маиин" (Москва, МГРА, 1995 г.); младународном симпозиуме "Горная техника на пороге XXI века" (Москва, 1995 г.). На различных этапах выполнения работа докладывалась и обсуждалась на научных семинарах и заседаниях кафедры "Горные машины я горная электромеханика" ЫГОУ в течение I99I-I995 гг.
Публикации. Основные положения работа отражены в 15 печатных трудах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на «JS^cTpaitttuax машинописного текста, содержит 28 иллюстраций, 42 таблицы, список использованных источников из 352 наименований и 4 приложения.
Диссертация выполнена в соответствии с исследованиями, проводимыми кафедрой "Горные машины и горная электромеханика" МГОУ
по теме "Исследование и повышение эффективности работы горных машин, стационарных установок и электроснабжения горных предприятий", # г.р. 0190068352, инв.Р 02920012597.
Автор сердечно благодарит доцента Советова Г.А. в проведении теоретических и экспериментальных исследований.