Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Горные машины

Диссертационная работа:

Синяков Андрей Анатольевич. Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта карьерных экскаваторов типа механическая лопата в условиях северных регионов России : 05.05.06 Синяков, Андрей Анатольевич Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта карьерных экскаваторов типа механическая лопата в условиях северных регионов России (На примере разреза "Нерюнгринский" ОАО ХК "Якутуголь") : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.06 Люберцы, 2005 144 с. РГБ ОД, 61:05-5/2928

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10

1.1. Условия эксплуатации экскаваторов на угольных разрезах Якутского каменноугольного бассейна 10

1.2. Показатели использования карьерных экскаваторов 13

1.3. Анализ работ по ремонтной технологичности машин 21

1.4. Требования к ремонтной технологичности карьерных экскаваторов 28

1.5. Выводы 29

2. ОЦЕНКА РЕМОНТНОЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ЭКСКАВАТОРОВ 31

2.1. Методика оценки ремонтной технологичности карьерных экскава-торов

2.2. Определение функционального критерия 32

2.3. Выбор показателей для оценки ремонтной технологичности карьерных экскаваторов 33

2.4. Методика сбора и обработки статистической информации для оценки ремонтной технологичности карьерных экскаваторов 39

2.5. Математическая обработка экспериментальных данных 44

2.6. Выбор базовых показателей для оценки уровня ремонтной технологичности карьерных экскаваторов 48

2.7. Определение комплексного показателя ремонтной технологичности карьерного экскаватора 50

2.8. Выводы 54

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРОВ НА РЕМОНТНУЮ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ 56

3.1. Влияние вместимости ковша карьерного экскаватора на трудоем- 56 кость ремонтов

3.2. Влияние горнотехнических условий на ремонтную технологичность карьерных экскаваторов. ... 57

3.3. Влияние профессиональной подготовленности обслуживающего персонала на ремонтную технологичность карьерных экскавато- ров

3.4. Влияние окружающей среды на ремонтную технологичность карьерных экскаваторов 64

3.5. Влияние возраста оборудования на ремонтную технологичность карьерных экскаваторов 67

3.6. Выводы 70

4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМОКОНТАКТНОГО СПОСОБА ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПО ВЕРХНОСТЕЙ ОТ НАМЕРЗШЕЙ ГОРНОЙ МАССЫ 71

4.1. Влияние твердой и жидкой фаз воды на прочностные свойства связных горных пород 71

4.2. Исследование адгезионного взаимодействия мерзлой связной породы с металлической поверхностью 81

4.3. Исследование процесса нагрева на разупрочнение адгезионного контакта мерзлой связной породы с металлическим основанием... 83

4.4. Исследование параметров термоконтактного нагрева, определяющих прочность адгезионного контакта 89

4.5. Моделирование процесса термоконтактного нагрева 105

4.6. Разработка нагревателей для термоконтактной очистки 111

4.7. Выводы 115

5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ РЕМОНТНОЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

5.1. Рекомендации по совершенствованию системы ТОиР карьерных 116 экскаваторов

5.2. Рекомендации по совершенствованию технологии ремонта механического оборудования карьерных экскаваторов Ц8

5.3. Количественные и качественные критерии предельных состояний деталей карьерных экскаваторов 301M-HR 120

5.4. Конструктивно-технологические мероприятия по повышению ремонтной технологичности механического оборудования карьер- 121 ных экскаваторов

5.5. Экономическая эффективность от внедрения мероприятий и реко- мендаций по повышению ремонтной технологичности карьерных экскаваторов

5.6. Выводы 123

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 127

ПРИЛОЖЕНИЯ 136 

Введение к работе:

В настоящее время Восточная Сибирь, Дальний Восток, в том числе и Республика Саха (Якутия) представляет собой мощные экономические регионы с развитой инфраструктурой, обладающие крупными запасами угля различных марок. Эти регионы характеризуются суровыми климатическими условиями, обозначаемыми в диссертационной работе «северными». Добыча угля ведется в основном открытым способом и общая мощность угольных разрезов в этих регионах составляет более млн.т., [ ]. Открытый способ угля в перспективе должен развиваться опережающими темпами и в г. его уровень, в России, должен составить - млн.т. или % общей угледобычи [ ].

Анализируя современное техническое состояние разрезов, следует отметить, кризисное состояние парка основного технологического оборудования, в первую очередь, наиболее металлоемкого — экскаваторного парка, определяющего технический уровень и технико-экономические показатели [ ].

Развитие разработки полезных ископаемых в районах Сибири и Крайнего Севера ставит задачи дальнейшего повышения надежности и ремонтной технологичности карьерного оборудования. Сложные горнотехнические условия, наличие вибрации, повышенная влажность и запыленность воздуха, резкие колебания температуры, смерзаемость грунта, и как следствие повышение нагрузок, приводят к снижению производительности и повышению трудоемкости работ по техническому обслуживанию и ремонту экскаваторов.

На горных предприятиях широко используются карьерные экскаваторы с ковшом вместимостью от 4,6 до м3. Наряду с отечественными экскаваторами ЭКГ-8И, ЭКГ- ,5, ЭКГ- , ЭКГ- находят применение и экскаваторы фирмы «Marion» марки М- с вместимостью ковша м3, и М- с вме-стимость ковша м . В конце начался монтаж дизель-электрических экскаваторов РС- с вместимостью ковша м . Наличие таких экскаваторов на разрезе «Нерюнгринский» обусловлено переходом на высокопроизводительную технику, единичной мощности.

Вместе с тем поддержание высоких темпов развития открытых горных работ на угольных разрезах сдерживается низкой эффективностью использования карьерных экскаваторов, которые под влиянием многочисленных факторов простаивают от до % календарного времени, в том числе по техническим причинам - %. Фактические простои в ремонте более чем в 3 раза превышают нормативные, что объясняется недостаточной надежностью и низкой эффективностью системы технического обслуживания и ремонта машин. Так, расходы на содержание и ремонт оборудования в северных районах в 2-6 раз превышают аналогичные расходы в средней полосе страны [ ].

На ремонт оборудования, являющегося самым трудоемким вспомогательным процессом на открытых разработках, расходуются до трети всех затрат на добычу полезного ископаемого. Ремонтом занято - % списочного состава рабочих. Уровень механизации ремонтных работ очень низок, до % затрат труда приходится на операции, выполняемые вручную [ , ].

Опыт эксплуатации карьерных экскаваторов в зимний период, при наличии суровых климатических условий показывает, что количество аварийных остановок существенно возрастает.

Острота проблемы повышения надежности и ремонтной технологичности карьерных экскаваторов обуславливается также: поточным характером производства, где одноковшовые карьерные экскаваторы в большинстве случаев являются ведущими машинами всего технологического комплекса; опережающим усложнением конструкций карьерных экскаваторов (механических, электрических, гидравлических систем) по сравнению с внедрением современных методов повышения надежности сложных систем управления в практику экскаваторостроения; увеличением числа карьерных экскаваторов, работающих в районах с низкими температурами (районы Заполярья, республики Саха, Сибири, Дальнего Востока); низкой надежностью и малыми сроками службы деталей и узлов значительной части карьерных экскаваторов, что вызывает неоправданно большие трудовые и материальные затраты. Положение усугубляется значительной изношенностью экскавационного оборудования, многие образцы которого уже исчерпали свои нормативные сроки. Совокупность указанных факторов приводит к снижению объемов и экономических показателей горного производства.

Угольные предприятия Северных регионов России, особенно угольный разрез "Нерюнгринский", выдвигают, как первоочередную, задачу снижения негативного влияния указанных факторов и повышение эффективности горного производства на этих предприятиях. Среди возможных путей решения этой задачи, одним из основных направлений, является совершенствование системы технического обслуживания и ремонта (далее - ТОиР) карьерных экскаваторов [ ]. Сама по себе система ТОиР оборудования характеризуется его ремонтной технологичностью, под которой понимается совокупность конструктивных свойств рассматриваемого оборудования и организационно-технологических особенностей горного производства, в соответствии с кото рыми осуществляется ТОиР. Количественно ремонтная технологичность оценивается затратами времени, труда и материальных средств на выполнение ремонтов. Поэтому представленная диссертационная работа, направленная на совершенствование системы ТОиР, за счет повышения ремонтной технологичности карьерных экскаваторов эксплуатируемых в Северных регионах России, является весьма актуальной научной задачей.

Целью настоящей работы является повышение надежности и совершенствование системы ТОиР карьерных экскаваторов, эксплуатируемых в условиях Северных регионах России.

Идея работы заключается в выявлении наиболее значимых показателей ремонтной технологичности карьерных экскаваторов и определении степени их влияния на выполнение экскаваторами их основного функционального назначения.

Задачи исследований:

• Анализ эксплуатационных показателей работы карьерных экскаваторов, работающих в условиях Северных регионах России;

• Выбор наиболее рациональной методики и оценка уровня ремонтной технологичности карьерных экскаваторов, эксплуатируемых в условиях Северных регионах России;

• Исследование факторов, влияющих на ремонтную технологичность карьерных экскаваторов, эксплуатируемых в условиях Северных регионах России, и определение их рациональных значений;

• Разработка и экономическое обоснование комплекса мероприятий, направленных на совершенствование системы ТОиР, а также повышение коэффициента технического использования карьерных экскаваторов;

• Разработка конструктивно-технических решений обеспечивающих снижение трудоемкости и затрат времени на ремонт отдельных узлов карьерных экскаваторов, в том числе на устранение намерзания горной массы на элементы конструкции.

Методы исследований, использованные в работе:

• Проведение мониторинга функционирования карьерных экскаваторов на разрезе "Нерюнгринский" и анализ его результатов с использованием математического аппарата теории вероятностей и математической статистики;

• оценка ремонтной технологичности карьерных экскаваторов и выявление путей ее повышения на основе предложенной в работе аналитической методики;

пассивные и активные методы экспериментальных исследований при про мышленной апробации разработанного комплекса мероприятий по повышению ремонтной технологичности карьерных экскаваторов;

• теоретические и экспериментальные исследования прочности сцепления мерзлой горной породы с металлической поверхностью.

Научные положения выносимые на защиту:

1. Математическая модель оценки уровня ремонтной технологичности карьерных экскаваторов, разработанная на основе анализа показателей трудоемкости, продолжительности и стоимости их ремонтов.

2. Аналитические зависимости, связывающие единичные и комплексный показатели ремонтной технологичности карьерных экскаваторов с горнотехническими и климатическими условиями горного производства в Северных регионах России.

3. Методика повышения коэффициентов технического использования карьерных экскаваторов за счет оптимизации системы ТОиР в Северных регионах России.

4. Модель процесса нагрева двухкомпонентной среды "мерзлая горная порода - металлическое основание" позволяющая определять рациональные параметры процесса термоконтактного нагрева для тепловой очистки металлических поверхностей карьерных экскаваторов от намерзшей горной массы во время проведения их ремонтов.

Обоснование и достоверность научных положений, выводов рекомендаций подтверждаются:

• представленным объемом статистической информации (около единиц карьерных экскаваторов на протяжении 5 лет хронометражных наблюдений);

• сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с доверительной вероятностью 0,8-Ю, при относительных ошибках 0,1-Ю,2, установленных на основе апробированных методов теории вероятностей и математической статистики;

• положительными результатами внедрения в ОАО ХК "Якутуголь" разработанного комплекса мероприятий по повышению долговечности и ремонтной технологичности карьерных экскаваторов.

Научная новизна работы, применительно к условиям Северных регионов России, заключается в следующем:

• установлены качественные и количественные зависимости основных показателей ремонтной технологичности (продолжительности проведения IP, их трудоемкости и стоимости) карьерных экскаваторов от горнотехниче ских и климатических условий горного производства;

• выявлены закономерности влияния показателей ремонтной технологичности карьерных экскаваторов на основной функциональный критерий — эксплуатационную производительность;

• выявлена количественная зависимость коэффициента технического использования карьерных экскаваторов от фактических сроков их службы;

• установлены качественные и количественные критерии предельных состояний эксплуатируемых узлов (сборочных единиц) карьерных экскаваторов -М фирмы "Marion";

• установлена графическая зависимость при нагреве двухкомпонентной среды "мерзлая горная порода - металлическое основание";

• впервые разработаны рекомендации по повышению уровня ремонтной технологичности карьерных экскаваторов, эксплуатируемых в условиях Северных регионов России.

Личный вклад автора состоит:

• в сборе и обработке достаточно большого статистического материала по эксплуатации карьерных экскаваторов;

• в разработке математической модели оценки влияния показателей ремонтной технологичности карьерных экскаваторов на их основные функциональные показатели: эксплутационную производительность и степень технического использования карьерных экскаваторов;

• в установлении количественных зависимостей ремонтной технологичности карьерных экскаваторов, работающих на разрезе "Нерюнгринский" ОАО ХК "Якутуголь", от горно-геологических и климатических условий эксплуатации;

• в представлении трудоемкости технического обслуживания и ремонта карьерных экскаваторов в виде технически обоснованных показателей, учитывающих квалификацию исполнителей и зависящих от вместимости ковша карьерного экскаватора, горнотехнических и климатических условий, а также возраста горной машины;

• в оптимизации поэтапной системы ТОиР, способствующей рациональному проведению ремонтов карьерных экскаваторов, повышению эффективности их использования в условиях Северных регионов России;

• в разработке "Технологических карт по ремонту сборочных единиц карьерного экскаватора -М фирмы "Marion";

в определении рациональных параметров процесса термоконтактного на грева для теплового способа очистки узлов карьерных экскаваторов от намерзшей горной массы при проведении вспомогательных и ремонтно-восстановительных работ в условиях отрицательных температур.

Практическая ценность работы подтверждается разработкой и реализацией на разрезе "Нерюнгринский" ОАО ХК "Якутуголь" рекомендаций по повышению уровня ремонтной технологичности карьерных экскаваторов.

Реализация выводов и рекомендаций работы заключается в том, что усовершенствованная в диссертационной работе поэтапная система ТОиР и комплекс рекомендаций по повышению уровня ремонтной технологичности карьерных экскаваторов были приняты в ОАО ХК "Якутуголь" и реализованы с годовым эффектом около млн.руб. (в ценах года), материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Технического РІнститута (филиала) Якутского Государственного Университета г.Нерюнгри при чтении курса лекций, выполнении контрольных и курсовых работ по дисциплинам "Эксплуатация и ремонт карьерного оборудования".

Апробация работы. Основное содержание работы, отдельные ее положения и результаты были доложены и обсуждены: на техническом совете разреза "Нерюнгринский" ОАО ХК "Якутуголь"; на техническом совете ОАО ХК "Якутуголь"; на Научном семинаре Технического Института (филиала) Якутского Государственного Университета; на IV региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (Нерюн-гри; ТИ(ф)ЯГУ, г.); на республиканской конференции "Пути решения актуальных проблем добычи и переработки полезных ископаемых" (Якутск; ЯГУ, г.); на X Международной научно-практической конференции "Сиб-ресурс - " (Кемерово, г); на научно-практической конференции "Иго-шинские чтения" (Иркутск, г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5-й глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем составляет страницы, включая рисунка и таблицу, список использованной литературы из наименований и приложений на 9 страницах.

Работа выполнялась в - годах в Техническом институте (филиал) Якутского государственного университета. Работа выполнена в рамках программ СО РАН "Механика, научные основы машиностроения и надежности машин" и "Создание высокопроизводительного оборудования для Севера". 

Подобные работы
Батчулуун Чинзориг
Повышение надежности буровых станков совершенствованием системы технического обслуживания и ремонтаусловиях СП "Эрдэнэт"
Григорьев Евгений Александрович
Обоснование рациональной структуры и параметров адаптивной системы технического обслуживания и ремонта погрузочно-доставочных машин
Черных Владимир Геннадьевич
Повышение эффективности системы технического обслуживания и ремонта шахтных погрузочных машин :На примере машины 2ПНБ 2 в условиях Восточного Донбасса
Рындин Владимир Прокопьевич
Определение энергетических параметров и совершенствование динамики ударных систем бурильных машин
Квагинидзе Валентин Суликоевич
Диагностика, техническое обслуживание и ремонт карьерного горно-транспортного оборудования в условиях низких температур
Иванов Валерий Николаевич
Причины неплановых ремонтов и совершенствование системы обслуживания локомотивов
Саблин Василий Степанович
Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта снегоуборочных машин на железных дорогах. Том 2. Приложения
Москвин Николай Николаевич
Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта кормоприготовительных машин с учетом показателей надежности (для условий животноводческих ферм Северо-Западной зоны)
Алексеев Кирилл Алексеевич
Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта судовых энергетических комплексов ледоколов
Андрюшин Александр Васильевич
Совершенствование организации и управления системы технического обслуживания и ремонта оборудования ТЭС

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net