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:

Носенко Иван Алексеевич. Повышение надежности горно-проходческих комбайнов применением оперативной диагностики привода исполнительного органа : диссертация ... кандидата технических наук : 05.05.06 / Носенко Иван Алексеевич; [Место защиты: Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (Новочеркас. политехн. ин-т)].- Новочеркасск, 2008.- 144 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1283

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 5

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
ИССЛЕДОВАНИЙ
10

  1. МЕТОДОЛОГИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ШАХТНЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ МАШИН 10

  2. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ПРОХОДЧЕСКОЙ МАШИНЫ КАК СЛОЖНОЙ

СИСТЕМЫ 13

1.3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАННОЮ СИСТЕМЫ

ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА
ГОРНЫХ МАШИН ПО ИХ ФАКТИЧЕСКОМУ
ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ 20

1.4. ОБЗОР МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГОРНЫХ МАШИН 23

1.5 .ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ 30

2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗ
НАДЕЖНОСТИ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ КП21
32

  1. ПРИМЕНЯЕМАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ И ВЫБОР НОМЕНКЛАТУРЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ 32

  2. МЕТОДИКА СБОРА ИНФОРМАЦИИ ОБ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ И НАДЕЖНОСТИ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ 33

  3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПУНКТОВ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ КОМБАЙНОВ КП 21 НА

ш. «АЛМАЗНАЯ» ЗАО «УК «ГУКОВУГОЛЬ» 35

  1. Методическое обеспечение 35

  2. Описание объекта исследований 40

  3. Основные результаты наблюдений за надежностью комбайна КП21 при эксплуатации его на крепких породах (ш. Алмазная

ЗАО «УК «ГУКОВУГОЛЬ») 41

2.3.4. Примеры сбора и оформления информации 45

2.4. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ

РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ 48

  1. База данных показателей надежности 48

  2. Сортировка данных по группам 49

  3. Статистический анализ показателей надежности

комбайнов КП 21 56

3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА
ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ГОРНО-ПРОХОДЧЕСКИХ МАШИН (НА ПРИМЕРЕ
КОМБАЙНА КП 21
63

3.1. ВЫБОР МЕТОДА ДИАГНОСТИКИ 63

3.2. ПРИНЦИП СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ТОКА
АСИНХРОННОГО КОРОТКОЗАМКНУТОГО ДВИГАТЕЛЯ 62

  1. ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РОТОРА 69

  2. ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА ДВИГАТЕЛЯ 72

  3. ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ СТАТОРНОИ ОБМОТКИ 74

  4. ДИАГНОСТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДШИПНИКА 75

  5. ДИАГНОСТИКА ДЕФЕКТОВ В ЗУБЧАТЫХ ЗАЦЕПЛЕНИЯХ....77

  6. РАСЧЕТ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫХ ЧАСТОТ 78

4. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДИАГНОСТИКИ
ПРИВОДА ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА

КОМБАЙНА КП21 82

  1. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТИРУЕМОГО УСТРОЙСТВА 82

  2. ВЫБОР И РАСЧЕТ ФИЛЬТРА НИЗКИХ ЧАСТОТ 84

  3. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА 88

  4. МИКРОКОНТРОЛЛЕР 89

  5. АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 95

  6. ИСТОЧНИК ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ АЦП 97

  7. ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МО ДУЛЬ 100

  8. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 106

5; ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 108

  1. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ НА КОМБАЙНЕ КП21 В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 108

  2. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ.

ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ.. ..111

5.3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ 125

ПРИЛОЖЕНИЯ 133

Введение к работе:

Одним из способов повышения надежности горных машин, за счет предотвращения внезапных отказов и снижения тяжести их последствий, является использование цифровых систем контроля работоспособности оборудования и диагностики его отказов, с последующей корректировкой структуры ремонтного цикла [3-7]. Такие системы позволяют не только накапливать и отображать прямые показатели эксплуатации оборудования, но и обрабатывать их, получая косвенные показатели работоспособности. Важность проблемы диагностирования определяется не только возможностью предотвращения аварийных ситуаций и прогнозирования остаточного ресурса, т.е. обеспечением надежности, но и возможностью исключения ремонта бездефектных узлов и уменьшения потерь на их восстановление. Поэтому решение задачи безразборного контроля текущего технического состояния горных машин в процессе эксплуатации после изготовления и ремонта является актуальным и перспективным.

В настоящее время, в горной промышленности, широко применяется виброаккустическая диагностики приводных двигателей и элементов трансмиссии [8-14]. Однако, ее применение при диагностике мобильных машин в условиях подготовительного забоя затруднительна, т.к требует значительных материальных и временных затрат, связанных с установкой датчиков и измерительной аппаратуры, простоем оборудования Таким образом, определение технического состояния горно-проходческих комбайнов, в частности, их исполнительных органов, на основе оперативной диагностики без прерывания технологического цикла с последующей корректировкой ППР является актуальным.

Соответствие диссертации плану работ ЮРГТУ (НПИ) и целевым
комплексным программам.
Диссертационная работа входит в состав
исследований по научному направлению: «Интенсивные

ресурсосберегающие методы и средства разработки угольных пластов, использование углей и охрана труда» утвержденному решением Ученого Совета ЮРГТУ (НПИ) от 25.01.01 г. и выполнена в рамках тем 27.94 -«Разработка научных основ автоматизированного проектирования проходческих систем» и П-53-767 - «Исследование рабочих процессов и совершенствование конструкций горно-проходческих машин», проводимых совместно кафедрами «Технологические машины и комплексы» и «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии» в рамках НИР Шахтинского института (филиала)ЮРГТУ (НПИ).

Цель работы - повышение надежности горно-проходческих комбайнов, путем предотвращения внезапных отказов и снижения их тяжести, за счет проведения планово-предупредительных работ по фактическому техническому состоянию, на основе результатов оперативной диагностики привода исполнительного органа.

Идея работы - при проведении диагностики, в качестве входной информации, используются параметры изменения тока во временном простран-стве, получаемые непосредственно от силового устройства на входе горной машины.

Научные положения, разработанные лично соискателем:

при эксплуатации горно-проходческих комбайнов в подготовительных выработках по породам сечением от 10 до 28 м", прочностью вмещающих пород на одноосное сжатие до 100 МПа и показателем абразивности до 15мг (по Л.И. Барону) случайные величины наработки между отказами подчиняются экспоненциальному закону распределения f (х) = 0,025 е"'"

повышение надежности горно-проходческих комбайнов достигается применением оперативной диагностики технического состояния привода исполнительного органа по току двигателя с применением к массиву данных быстрого преобразования Фурье и представлением его в частотной области; при этом, дефект необходимо фиксировать при превышении значений нормированных амплитуд сигнала на соответствующих частотах в пределах 10% - 30% от максимума;

- при формулировании основных требований, разработке функциональной схемы, алгоритма и реализации микропроцессорного диагностического комплекса, для устранения влияния высокочастотных шумов и выделения искомых токовых характеристик целесообразно использовать микроконтроллер и фильтр низкой частоты с полосой пропускания сигнала, соответствующей максимально возможной идентификационной частоте. Новизна научных положений состоит в том, что:

- закон распределения наработок между отказами при работе горно
проходческого комбайна установлен для условий эксплуатации машины в
выработках, с прочностью вмещающих пород до 100 МПа, по результатам
фактических показателей надежности, полученных непосредственно в
производственных условиях;

- заключение о том, что дефект необходимо фиксировать при
превышении значения амплитуды сигнала на 10% от максимума и считать
его значимым и требующим устранения при достижении 30%, сделано на
основе сопоставления реального технического состояния диагностируемых
узлов и значений нормированных амплитуд сигнала на соответствующих
частотах;

- основные требования, разработанные функциональная схема, алгоритм
и реализованный микропроцессорный диагностический комплекс, учитывают
соответствие получаемых аппаратным методом амплитудо-частотных
характеристик реальному техническому состоянию исследуемого узла горно
проходческой машины.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются применением современных апробированных методов исследований:

анализом научно-исследовательских работ по теме диссертации;

достаточным объемом наблюдений за эксплуатацией горнопроходческих комбайнов серии КП21 в подготовительных забоях с прочностью вмещаемых пород до 100 МПа (10 ед. по шкале проф. М.М.Протодьяконова);

- применением современной микропроцессорной элементной базы,
положительно зарекомендовавшей себя в мировой практике при
эксплуатации в аналогичных условиях, в том числе промышленных
контроллеров, мало-габаритных встраиваемых компьютеров стандартов

МісгоРС,РС104ит.д.;

- удовлетворительной сходимостью расчетных показателей с фактическими, полученными в результате аппаратурных замеров; при уровне доверительной вероятности 0,9 расхождение не превышает 7% - 12%.

Значение работы. Научное значение работы состоит: - в научном обосновании и доказательстве возможности повышения надежности горно-проходческих комбайнов применением оперативной диагностики привода исполнительного органа, основанной на спектральном анализе тока в обмотках приводного двигателя и проводимой без прерывания технологического цикла;

- в установлении численных пределов значений нормированных амплитуд сигнала в измеряемом спектре тока на частотах, соответствующих дефектам узлов электродвигателя и элементов трансмиссии исполнительного органа..

Практическое значение работы заключается в том, что применение оперативной диагностики привода исполнительного органа горнопроходческих комбайнов позволяет повысить надежность, за счет предотвращения внезапных отказов и снижения их тяжести путем корректировки ремонтного цикла, на основе полученных корреляционных зависимостей значений нормированных амплитуд сигнала на,соответствующих частотах от уровня технического состояния комбайна.

Реализация работы. Основные положения и результаты диссертационной внедрены в ОАО «Копейский машиностроительный завод», ЗАО «УК «Гуковуголь» и используются при модернизации и эксплуатации горно-проходческих комбайнов избирательного действия средней (КП21) и тяжелой серий (КП200). Работа выполнена в Шахтинском институте (филиале) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы нашли отражение и получили одобрение на заседаниях Совета НТО ОАО «Копейский машиностроительный завод» (2002-2008 г.), ЗАО«УК «Гуковуголь» (2004 - 2008 г.), на научно-практических конференциях Южно-Уральского государственного технического университета, г.Челябинск, (2002-2006 г.), Шахтинского института (филиала) ЮРГТУ (НПИ) (2007 -2008 г.), на VIII международной научно-технической конференции

«Информационно-вычислительные технологии и их приложения» г. Пенза, (2008 г.), на научных семинарах кафедр «Технологические машины и оборудование», «Сервис транспорта и технологических машин», «Машины и оборудование предприятий стройиндустрии» Шахтинского института (филиала) ЮРГТУ (НПИ) (2008г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 1 статья в рецензируемом научном журнале, рекомендуемом ВАК России.

Объём и структура диссертации. Работа изложена на 144 страницах с рисунками и таблицами. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений, включая литературный обзор. Список цитированной литературы содержит 86 наименований.

Подобные работы
Бондаренко Олег Анатольевич
Повышение надежности исполнительных органов струговых установок отрывного типа
Кузиев Дильшад Алишерович
Обоснование и выбор параметров гидроимпульсного привода шнеко-фрезерного рабочего органа карьерного комбайна
Линник Владимир Юрьевич
Повышение эффективности функционирования шнековых исполнительных органов очистных комбайнов в различных условиях применения
Фролов Александр Петрович
Повышение эффективности эксплуатации рудничных поршневых компрессорных установок путем совершенствования воздухораспределительных органов
Михайлов Александр Викторович
Повышение эффективности машин для добычи фрезерного торфа с пооперационно адаптированными щеточными рабочими органами
Левченя Жанна Брониславовна
Повышение надежности стыковых соединений конвейерных лент на горнодобывающих предприятиях (На примере РУП "ПО "Беларуськалий")
Батчулуун Чинзориг
Повышение надежности буровых станков совершенствованием системы технического обслуживания и ремонта :В условиях СП "Эрдэнэт"
Кочнева Ольга Владимировна
Повышение надежности загрузочных секций распределительных конвейеров обогатительных фабрик
Симисинов Денис Иванович
Исследование и выбор технологических методов повышения надежности опор шарошечных долот
Хачатрян Самвел Амазаспович
Обоснование методов повышения надежности эксплуатации конвейерных систем угольных шахт

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