Особенности расчета ресурса добычного комбайна.




ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ГОРНЫХ МАШИН

Выбор модели для прогнозирования ресурса горной техники.

Модель должна иметь практическое применение. Т.е. с ее помощью наиболее просто, с достаточной точностью оценивается надежность горных машин.

Модель 1

Машины, механизмы, нагрузка которых стационарна, не значительно зависит от горно-геологических условий.

В эксплуатации имеется большой объем похожих по принципу машин и установок. Для них необходимо применение вероятностного метода теории надежности.

(Например: ленточный конвейер, гидравлическая стойка, железнодорожный транспорт, опрокидыватели)

Модель 2

Машины и механизмы повышенной индивидуальной ответственности. Эксплуатирование на шахтах и рудниках в огромном количестве. Трудно набрать представительную статистику. Их передаточная функция определяется по элементам с достаточной точностью, нагрузка – однородна (статистическая или циклическая)

Для этих машин необходимо использовать методы теории и прочности деталей машин, для определения ресурса.

(По сопоставлению фактических и дополнительных напряжений).

Пример: Стац. установки.

Модель 3

Машины и механизмы нагрузка которых случайна, не стационарна. Передаточную функцию определить сложно. Отсутствует представительная статистика по нагрузке и ресурсу для однотипных машин.

Для этих машин определение ресурса – энергетическим методом, основанном на сборе статистики по потере Р, а потери Р (кн. Коломийцева) интегрально зависят от всех случайных факторов, а их пред. значение, опр – е ресурс для данного типа машин, не зависит от условий нагрузки и режима эксплуатации. Поэтому легко набрать представительную статистику.

Пример: лавный конвейер; г. комбайны.

 

Выбор показателей надежности хар – е качества горной техники и эффективность ее использования.

 

  1. Для транспортных машин (кроме скребковых конвейеров) и стационарных машин – ресурс, безотказность, ремонтопригодность, (долговечность).
  2. Для горных машин – ресурс и ремонтопригодность т.к. безотказность не характерна и ее сложно оценить. Происходит, в среднем несколько отказов в смену (г.м.) длительность ликвидации отказа от нескольких минут до нескольких суток. Большинство отказов не регистрируются.

Теория надежности не позволяет регистрировать такие ситуации. поэтому лаборатории надежности в горной промышленности ликвидированы.

Методы технической диагностики:

1. Определение зазоров.

2. Определение to

3. Содержание металлических частиц в смазке.

4. Определение давления и утечек

5. Виброаккустический метод.

Основные диагностические признаки оборудования очистных забоев:

Тип ГШО Узел Основной диагностический признак Возможный характер изменения   Диагноз
Мех. крепь Гидро система Течь раб. жидкости, пульсация давления, скорость перемещения штоков г-цил. Объемн. КПД Полезная мощность.   Износ элементов системы
Мех. крепь Насосная станция η, Амплитуда пульсации давления (АР), Виброударная характеристика (L); производительность (Q)   Износ эл-тов гидронасоса
Очистной комбайн Эл. двигатель Сопр-е изол (R)   Снижение сопротивления
Очистной комбайн Подающая часть Рп, η, частота вращения валов (ω) Ампл. пульсации давления (Ар), концентрация примесей в рабочей жидкости (αп)   Износ элементов
Очистной комбайн Режущая часть очистного комбайна ∑ зазор (So) Зазор в зубчатых парах (Sз); виброак-е характеристики (L); Мощность мех. потерь (∆Р); концентрация примесей (αп)   износ элементов, нарушение регулировки
Заб. конвейер ред-тор рабочая температура корпуса (Θ), αп, ΔР, So   нарушение точности сопр-я, износ элементов
Заб. конвейер        
Заб. конвейер Решт. став; тяг. цепь Тяговое усилие (F), Σ энергетические затраты (Нэ)   Износ става, появление задиров
Заб. конвейер прив. инатяжн. головка момент сопротивления прокручивания вала (Мс)   износ подшипниковых узлов

 

Для описания взаимосвязи между множеством технических состояний объекта и множеством диагностических симптомов может быть использована диагностическая матрица, на основании которой определяются наиболее информативные симптомы.

Пример: комбайн 1К-101

Диагностические симптомы:

S1 – Течь масла

S2 – уровень масла ниже допустимого

S3 – интенсивное поступление продуктов износа в масло

S4 – повышенный нагрев масла

S5 – местные перегревы корпуса

S6 – повышенный мертвый ход (люфт)

S7 – нечеткое включение/ выключение трансмиссии

S8 – повышение сопротивления вращению на холостом ходу.

S9 – повышенная неравномерность уровня шума и вибраций

S10 – повышенный рост уровня шума и вибрации с возрастанием

нагрузки

S11 – повышенный шум и вибрация высокого тона.

Характерные неисправности:

Х1 – разрушение уплотнений и нарушение герметичности ванн

Х2 – ослабление обтяжки крепежных болтов

Х3 – недостаток и загрязненность масла

Х4 – повышенный износ сухарей и зубьев муфты переключения

Х5 – повышенный износ зубчатых передач и шлицевых соединений

Х6 – повышенный износ подшипников

Х7 – повышенный износ осей и посадочных мест корпусов

Х8 – дефекты регулировки и сборки зубчатых передач и подшипников.

 

 

Диагностическая матрица

 

Симптом   Неисправности. S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11
X1                      
X2                      
X3                      
X4                      
X5                      
X6                      
X7                      
X8                      

Техническая диагностика – комплекс мероприятий по оценке состояния машин без их разборки, позволяющий оценить состояние конкретной машины в данный момент времени, т. е. установить, исправна или неисправна машина, ее основные эксплуатационные показатели (мощность, развиваемое давление, КПД и др.), какие узлы, сопряжения и детали нуждаются в техническом обслуживании или ремонте, каков их ресурс.

Применение технической диагностики обеспечивает повышение эффективности использования, технического обслуживания и ремонта горного оборудования, а также рост его эксплуатационной надежности.

Эффективность технического диагностирования горного оборудования достигается за счет:

точного установления фактического технического состояния оборудования и его последующего прогнозирования с заданной вероятностью, в результате чего предотвращаются отказы узлов и деталей и тем самым повышается безотказность;

исключения случаев преждевременной замены узлов и деталей оборудования до выработки ими ресурса, вследствие чего снижается расход запасных частей;

увеличения рабочего времени использования оборудования, так как прогнозирование технического состояния машин на основе анализа результатов диагностирования позволяет изменять сроки работ по техническому обслуживанию и ремонту и проводить их в наиболее удобное время, например, когда не ведутся работы по добыче;

сокращения трудоемкости технического обслуживания и ремонтов за счет организации этих работ по фактической потребности точного планирования операций обслуживания и ремонта на основе информации, полученной при диагностировании.

Обобщенная схема диагностики оборудования представлена на рис. 2.8. [9]. С объекта диагностики ОД через блок съема информатики БСИ на блок приема информации БПИ поступают сигналы – диагностические признаки, характеризующие техническое состояние оборудования. Анализ изменения этих признаков в систеие диагностирования СД позволяет судить о фактическом техническом состоянии объекта, что является результатом диагноза.

У большинства горновых машин можно выделить ряд диагностических признаков и параметров, на основе которых определяется их техническое состояние. Перечень этих признаков приведен и Инструкции по выбору параметров и критериев технического и предельного состояний оборудования угольных шахт ~3].

Диагностическими признаками могут быть: содержание металлических примесей в смазке редукторов; уровень шума и вибрации при работе машины; температура нагрева деталей и рабочих жид- костей; давление рабочей жидкости в гидросистемах; величине утечек рабочей жидкости; величина износа элементов трансмиссий горных машин и др.

Выбор того или иного диагностического признака зависит от многих моментов: полноты информации о техническом состоянии, которую несет признак, возможности его измерения, трудоемкости диагностирования, необходимости использования специальныи приборов.

Перед созданием системы диагностики должна быть установлена связь между изменением технического состояния объекта и диагностическими признаками. При этом определяются номинальные и предельные значения диагностических признаков. Инструкции по эксплуатации должны снабжаться контрольно-диагностическими картами.

Технология диагностирования горных машин включает в себя три этапа: подготовительный, основной и заключительный. На подготовительном этапе монтируются измерительная аппаратура и датчики. Во время основного этапа после установления режимы работы машины замеряют параметры диагностирования и фиксируют их в документации.

На заключительном этапе ставят диагноз и определяют техническое состояние машины. Если в момент контроля значение параметра диагностирования будет равно или больше предельного значения, то необходимо проводить техническое обслуживание или ремонт машины. По диагнозу определяется, какой вид технического обслуживания или ремонта следует проводить, а также время отправки машины или ее узлов в ремонт.

Если в момент контроля значение параметра диагностирования меньше предельного, то машина не требует никаких техническими воздействий до очередного периода контроля.

Средства технической диагностики. К основным методам диагностического контроля горных мащин относятся: определение зазоров и температур; определение содержания металлических частиц в смазке; виброакустический метод; определение давления, расхода и утечек рабочей жидкости в гидросистеме и др.

Зазоры в сопряжениях деталей горных машин измеряются с помощью различных измерительных инструментов, щупов, индикаторов, свинцовой проволоки, а также специальных устройств. Так, при контроле степени износа зубьев боковые зазоры в зубчатых передачах измеряют щупами, индикаторами или с помощью свин- цовой проволоки. При контроле проволоку, диаметром несколько большим, чем зазор, смазывают вазелином и в виде П-образной скобы надевают на зуб. Суммарная толщина сплющенных частей проволоки с обеих сторон зуба определяет величину бокового зазора. Радиальный зазор определяется толщиной отпечатка на проволоке со стороны торца зуба.

Суммарный износ зубчатых колес, шлицевых соединений и подшипников качения редукторов может быть оценен величиной мертвого хода редуктора, для измерения которого служит устройство диагностирования трансмиссий УДТ, разработанное ДонУГИ [4]. Для проведения измерений устройство с помощью захватов закрепляют на входном валу редуктора, выходной вал которого при этом затормаживают. Рукояткой устройства входной вал поворачивают в любую сторону до полного выбора мертвого хода (до упора), а шкалу угломера устанавливают в нулевое положение. Затем входной вал поворачивают в обратную сторону и по шкале угломера отсчитывают суммарную величину мертвого хода.

Температуранагрева деталей и рабочих жидкостей горных машин может служить одним из критериев оценки технического состояния машин. Увеличение температуры нагрева деталей свидетельствует о нарушении нормального режима работы сопряжения или узла из-за повышенного износа деталей, нарушения регулировки, режима смазки. Температуру нагрева деталей или жидкостей определяют с помощью различных термометров, термопар н терморезисторов. Для контроля температуры нагрева деталей горных машин применяют устройство УКТ-1 конструкции ДонУГИ, состоящее из термореэисторных датчиков, закрепляемых на контролируемых деталях, и вторичного прибора переносного типа. Изменение температуры контролируемой детали влияет на сопротивление терморезистора, включенного в мостовую схему вторичного прибора, что приводит к разбалансировке моста. Пропорционально разбалансировке изменяется показание измерительного прибора.

Одним из признаков изношенности зубчатых передач, подшипников качения и других вращающихся в редукторе деталей является наличие в масле продуктов износа. Интенсивность нарастания содержания металла в масле в функции времени характеризует скорость износа сопряженных деталей, Для определения этой зависимости через равные промежутки времени из ванн редуктора отбирают пробы масла и определяют концентрацию металла в них. По данным измерения строится кривая износа, характеризующая состояние редуктора.

Физико-химический состав масла может быть определен калориметрическим, полярографическим, магнитноиндуктивным, радиоактивационным и спектрографическим методами.

Калориметрический метод позволяет определять содержание в масле различных элементов путем сравнения окраски исследуемогомасла с окраской стандартного, имеющего известную концентрацию.

Полярографический метод основан на измерении зависимости между силой тока и напряжением с помощью ртутного электрода, помещенного в исследуемый раствор.

Магнитноиндуктивный метод основан на изменении магнитной индукции в зависимости от содержания металла в пробе масла, помещаемой в катушку индуктивности и вызывающей измененне величины протекающего по катушке тока.

При спектрографическом методе определение содержания продуктов износа в пробе масла происходит за счет разложения ни на отдельные спектры под действием вольтовой дуги.

На практике для определения состава масла наиболее часто применяют спектрометр МФС-З, спектрограф ИСП-ЗО, а также фотокалориметр ФЭК-М. При отсутствии специальной аппаратуре чистота масла проверяется по цвету и форме пятна от капли мас- ла, взятого сразу после остановки машины и наносимого на фильтровальную бумагу. Черный цвет пятна указывает на недопустимое количество механических примесей и является основанием для замены масла в редукторе.

Прогрессивным методом оценки технического состояния горно-шахтного оборудования является виброакустический, Сущность его заключается в следующем. Во время работы машины движение деталей сопровождается соударениями, в результате которых по корпусу машины распространяются упругие колебания. При изнашивании машин и разрегулировках нарушаются запроектиро- ванные кинематические связи между деталями, вследствие чего характер шума и вибрации меняется. Зная зависимость между параметрами виброакустического сигнала и износом отдельных кинематических пар, определяют их техническое состояние.

Метод оценки технического состояния механизмов на основе измерения среднего уровня виброакустического сигнала в сочетннии с прослушиванием структурных шумов положен в оснон~ разработанного ДонУГИ виброщупа. Механические колебания, возбуждаемые работающим механизмом, преобразуются пьезоэлектрическим кристаллом виброщупа в электрические сигналы, после усиления, фильтрации и детектирования которых выделяется информация о техническом состоянии контролируемого механизма.

На основе виброщупа разработано более совершенное устройство УВК-1 для диагностирования горных машин по параметрам шума и вибрации.

Широкое распространение получил метод частичного разделения виброакустических сигналов, заключающийся в отделении полезного сигнала от помех с помощью фильтров. Полезным сигналом являются виброакустические колебания, генерируемыми исследуемой кинематической парой. Помехами считаются колебания, возбуждаемые остальными парами механизма. Частотный фильтр выделяет те участки спектра, на которых интенсивность полезного сигнала по сравнению с помехой максимальна. Метод частичного разделения использован в аппарате АКТС-1, который позволяет производить сравнение измеренных параметров с нормативными с помощью встроенного в него блока дефектации.

Измерение давления, расхода и утечек рабочей жидкости наиболее часто выполняется при диагностировании гидропривода горных машин, в частности гидропривода механизированных кре- пей. Снижение давления и расхода рабочей жидкости в гидросистеме свидетельствует об износе деталей насоса, повышенных утечках жидкости и неправильной регулировке гидропривода. Признаком нарушения нормальной работы гидропривода может быть и повышенное давление.

Давление в гидросистемах контролируется различными типами манометров и преобразователей давления. Серийно выпускаются пьезоэлектрические преобразователи ЛХ600, ЛХ604, ЛХ608 и др. При стендовых испытаниях применяют манометры М1М, в которых измеряемое давление рабочей жидкости преобразуется в пропорциональный по величине электрический ток, подводимый к электрическому показывающему или регистрирующему прибору.

Для измерения подачи рабочейжидкости применяют расходомеры, основанные на эффекте Кармана, а также струйные, электромагнитные, ультразвуковые, тахометрические и др.

В настоящее время на угольных шахтах применяется аппаратура АКГ2М, предназначенная для контроля технического состояния и автоматизации работы насосных станций механизированных крепей и состоящая из расходомера ДР»1, реле давления СД320, датчиков уровня, аппарата контроля и управления, источника питания. Диапазон измеряемого расхода составляет (0,5 – 25) х 10-4 м3/с при давлении 20 МПа.

Прогнозирование остаточного ресурса. В процессе эксплуатации горно-шахтного оборудования техническое состояние его постоянно изменяется. Определить техническое состояние оборудования в будущем можно путем прогнозирования. На основе прогнозирования дается заключение о целесообразности проведения в 5удущем технических мероприятий но восстановлению работоспособности оборудования (регулировка, замена отдельных деталей, ремонт). Прогнозирование при известных нормативных значениях диагностических параметров позволяет определить остаточный ресурс машины.

Остаточный ресурс – это наработка до предельного изменения параметра технического состояния после диагностирования. Остаточный ресурс сборочных единиц определяют по тем параметрам, которые являются решающими при определении целесообразности дальнейшей их эксплуатации без проведения ремонта. Например, для редукторов такими параметрами могут быть износ элементов силовых передач, параметры виброакустического сигнала, для гидросистем – расход и давление рабочей жидкости, объемный КПД, утечки рабочей жидкости.

Для определения остаточного ресурса конкретного элемента машины необходимо знать номинальное (начальное) значение параметра технического состояния, значение параметра в момент контроля, наработку от начала эксплуатации до момента контроля (использованный ресурс), закономерность изменения значения контролируемого параметра и его предельное значение.

Основы расчета остаточного ресурса приведены в методике [9]. По этой методике построена номограмма для определения остаточного технического ресурса сборочной единицы применительно к горным машинам (рис. 2.9). При прогнозировании остаточного ресурса по номограмме пользуются исходными данными, приведенными в табл. 2.1.

Номограмма имеет две шкалы – верхнюю и нижнюю. Нa верхней шкале цифры на наклонных линиях обозначают изменение параметра Иi(tк) в момент замера и использованный ресурс tк а на верхней горизонтальной линии – значение остаточного ресурса tост нормированного в долях использованного – tост / tк. На нижней шкале цифры на горизонтальных линиях обозначают значение остаточного ресурса, нормированного в долях использо- ванного – tост / tк при различных значениях показателя степени функции изменения параметра технического состояния а.

Особенности расчета ресурса добычного комбайна.

Комбайн после капитального ремонта испытывается на заводе, узнаются его конкретные характеристики.

Оценивается комбайн по показателям качества. Они должны зависеть от параметров машины, как от конструкционных так и режимных параметров машины. Быть однозначными и обладать большой чувствительностью.

Наработка на отказ.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-07 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: