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:

Черных Владимир Геннадьевич. Повышение эффективности системы технического обслуживания и ремонта шахтных погрузочных машин :На примере машины 2ПНБ 2 в условиях Восточного Донбасса : Дис. ... канд. техн. наук : 05.05.06 : Новочеркасск, 2005 185 c. РГБ ОД, 61:05-5/3245

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11

1.1. Обзор средств механизации погрузки при горнопроходческих работах на шахтах Восточного Донбасса 11

1.2. Анализ существующих и применяемых систем технического обслуживания и ремонта в угольной промышленности 14

1.3. Характеристика среды эксплуатации ШПМ 23

1.4. Методы совершенствования системы ТОР шахтных погрузочных машин 26

1.5. Задачи диссертационной работы 36

Выводы по главе 37

2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ФОРМИРОВА НИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ 38

2.1 Методика сбора информации об условиях эксплуатации и надежности ШПМ 38

2.2 Организация пункта наблюдений на шахте и обследование ремонтных предприятий региона 42

2.3 Методика и результаты обработки статистической информации. База данных показателей надежности 48

Выводы по главе 66

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ ШАХТНЫХ ПОГРУЗОЧНЫХ МАШИН 67

3.1 Применяемая терминология и выбор номенклатуры показателей надежности применительно к шахтным погрузочным

3.2 Погрузочная машина как совокупность сложных технических систем 69

3.3 Разработка математической модели надежности сложной технической системы без резервирования с учетом состояний частичного отказа 71

3.4. Математическая модель надежности систем погрузочной машины типа ПНБ 81

3.5 Имитационное моделирование надежности и уровня организации ТОР погрузочной машины 2ПНБ 2 91

Выводы по главе 98

4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОГНОЗНОЙ СТРАТЕГИИ РЕМОНТА ШПМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРАКТИВНОГО ЭЛЕКТРОННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РУКОВОДСТВА 100

4.1 Методика прогнозирования ресурса быстроизнашиваемых элементов ШПМ 100

4.2 Разработка структуры ИЭТР для ГШО 102

4.3 Модуль ИЭТР «Инженерный анализ и планирование» 106

4.4 Принципы построения прогнозной стратегии технического обслуживания и ремонта ШПМ с использованием ИЭТР 113

4.5 Результаты внедрения прогнозной стратегии ТОР 115

Выводы по главе 116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118

ЛИТЕРАТУРА 120

ПРИЛОЖЕНИЯ 126

Приложение 1 Сводный перечень журналов наблюдений за работоспособностью шахтных погрузочных машин 127

за работоспособностью шахтных погрузочных машин 2ПНБ 2 130

Приложение 3 Листинг программы решения системы дифференциальных уравнений в среде «MathCAD» 161

Приложение 4 Описание интерактивного электронного технического руководства для ГШО на примере машины 2ПНБ 2 170

Приложение 5 Акт внедрения результатов диссертационной работы на ОАО «Копейский машиностроительный завод» 180

Приложение 6 Акт внедрения результатов диссертационной работы в ОАО «Гуковуголь» 183 

Введение к работе:

Рост добычи угля подземным способом связан с ускорением темпов и уменьшением затрат на проведение подготовительных выработок.

Как известно, буровзрывной способ проведения выработок в угольной промышленности занимает более 40 %, а в регионе Восточного Донбасса -более 90 % всего объема проходческих работ. На эффективность горнопроходческих работ существенное влияние оказывает процесс погрузки горной массы, который составляет до 33% общего времени проходческого цикла и зависит от надежности средств механизированной погрузки, в качестве которых широко применяются шахтные погрузочные машины (ШПМ).

Опыт эксплуатации ШПМ показывает, что основной причиной их низкой эксплуатационной надежности, является несовершенство системы технического обслуживания и ремонта (ТОР), которое приводит к большим трудовым и материальным затратам на поддержание оборудования в работоспособном состоянии. При определении периодичности обслуживания и ремонтов практически полностью отсутствует учет и накопление эксплуатационных данных. Это приводит к тому, что остановка на ремонт производится либо преждевременно, когда оборудование не исчерпало свой ресурс, либо в экстренном порядке, когда наступает аварийная ситуация. При этом полностью не учитываются состояния машин при пониженном качестве функционирования — частичном отказе, характеризующем реальные условиям эксплуатации ШПМ.

Проблема повышения эффективности эксплуатации (технической производительности) стала наиболее актуальной в условиях формирования рыночных отношений и изменения форм собственности угольных предприятий России, когда собственник значительное внимание уделяет минимизации эксплуатационных затрат.

Вследствие интенсивного развития в последнее время компьютерных систем, общепризнанным методом повышения эффективности технического обслуживания и ремонта оборудования является применение информационных технологий в системе ТОР и организация на их основе новой стратегии ремонта. В мировой практике для решения подобной проблемы широкое распространение получили CALS-технологии. Однако, имеющаяся в угольной промышленности России научная база для внедрения информационных технологий в систему ТОР недостаточна. В частности, требуется создание математической модели, обрабатывающей эксплуатационную информацию для оперативной выдачи рекомендаций обслуживающему персоналу и учитывающей не только работоспособное состояние или состояние полного отказа, но и состояния пониженного качества функционирования машин; необходима методика прогнозирования ресурса узлов и деталей машины на основе применения интерактивных электронных технических руководств.

Приведенный анализ состояния системы ТОР в угольной промышленности Восточного Донбасса свидетельствует о том, что важнейшим направлением повышения надежности ШПМ является совершенствование системы технического обслуживания и ремонта путем разработки рациональной стратегии замены элементов, учитывающей горнотехнические факторы, номенклатуру и надежность быстроизнашиваемых узлов и состояния частичного отказа при эксплуатации машин.

Цель работы - повышение эффективности системы технического обслуживания и ремонта шахтных погрузочных машин путем разработки и реализации прогнозной стратегии технического обслуживания и ремонта, учитывающей состояния частичного отказа.

Идея работы заключается в том, что применение в системе ТОР интерактивного электронного технического руководства позволяет оперативно определить прогнозные сроки замены быстроизнашиваемых узлов и деталей погрузочной машины и тем самым повысить надежность ШПМ.

Научные положения, разработанные лично соискателем

1. Состояние частичного отказа является характерным техническим состоянием погрузочных машин как совокупности сложных технических систем, которое заключается в снижении качества функционирования при сохранении их работоспособности в период эксплуатации.

2. Математическая модель надежности шахтной погрузочной машины непрерывного действия, основанная на разработанной модели функционирования сложной технической системы без резервирования с учетом состояний частичного отказа, описывает действительный процесс ее эксплуатации и позволяет определить вероятность каждого состояния систем в произвольный момент времени.

3. Основной причиной низкой эффективности эксплуатации ШПМ для существующей системы организации ТОР является значительная доля времени устранения отказов в цикле «безотказная работа - ремонт», уменьшение которой возможно за счет установления номенклатуры быстроизнашиваемых узлов и деталей и сокращения продолжительности их замены.

4. Прогнозирование сроков замены быстроизнашиваемых узлов ШПМ с учетом состояний частичного отказа, построение графиков ремонта и выдача рекомендации ремонтной службе производится с использованием созданной базы данных показателей надежности и механизма оперативной оценки вероятности их отказа.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Впервые в модель надежности введен режим частичного отказа ШПМ, благодаря которому учитывается реальная работоспособность машины при пониженном качестве функционирования и описывается действительный процесс их эксплуатации.

2. Создана математическая модель надежности ШПМ, которая в отличие от известных, учитывает интенсивности отказов и восстановлений деталей в состояниях частичного отказа, что позволяет обосновать принципы совершенствования стратегии ТОР.

3. Установлено на основе имитационного моделирования процесса эксплуатации ШПМ, что в принятой в настоящее время стратегии замены деталей основными факторами, обеспечивающими эффективность работы погрузочных машин, являются наличие необходимых запасных частей и продолжительность проведения организационных и ремонтных мероприятий.

4. Впервые создана единая база данных показателей надежности шахтных погрузочных машин, которая учитывает состояния полного и частичного отказа, содержит основные показатели надежности быстроизнашиваемых узлов и деталей как по каждой машине, так и в целом по региону Восточного Донбасса. Использование этой информации при построении прогнозных графиков ремонта позволяет определять вид и сроки предположительных отказов ШПМ, что является основой прогнозной стратегии ремонта.

Практическое значение работы:

- обоснована структура и впервые создано для погрузочной машины 2ПНБ 2 интерактивное электронное техническое руководство, применение которого в системе ТОР ШПМ позволяет повысить вероятность безотказной работы машин в 1,4-2 раза.

- разработаны и реализованы принципы построения прогнозной стратегии ремонта погрузочных машин с применением ИЭТР, включающего модуль «Инженерный анализ и планирование», который обеспечивает возможность строить прогнозные графики для определения вероятностных сроков подготовки проведения ремонтных работ.

По предварительным оценкам внедрение прогнозной стратегии системы технического обслуживания и ремонта позволяет сократить время аварийных простоев ШПМ в 3 - 5 раз и повысить темпы проведения выработок на 10-16%.

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

- анализом научно-исследовательских работ по теме диссертации;

- представительным объемом статистической выборки наблюдений (более 20 машин с объемом погруженной горной массы около 140 тыс. м3 и более 550 зарегистрированных отказов);

- методами обработки, выполненными с использованием современных ЭВМ и программных продуктов с уровнем достоверности полученных результатов 0,95.

- адекватностью математической модели, в которой расхождение между экспериментальными и теоретическими данными составило не более 13%.

Внедрение результатов диссертационных исследований

Интерактивное электронное техническое руководство шахтной погрузочной машины 2ГШБ 2, включающее модуль «Инженерный анализ и планирование», принято к использованию в ОАО «Копейский машиностроительный завод» и введено в состав технической документации при поставке машин потребителю.

Предлагаемая прогнозная стратегия ТОР совместно с Шахтинским представительством ОАО «Копейский машиностроительный завод» внедрена на шахте «Алмазная» ОАО «Гуковуголь».

Результаты работы рекомендуются к использованию заводам горного машиностроения при создании и подготовке электронной технической документации для горношахтного оборудования.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и одобрены на 50 - 52 научно-практических конференциях Шахтинского института ЮРГТУ (ИЛИ) и ЮРГТУ (НИИ) (2001-2004 г.г.), симпозиумах «Неделя Горняка» в 2002, 2003, 2004, 2005 г.г. (г. Москва),

Всероссийской научно-практической интернет-конференции

«Информационные технологии в науке и образовании ИТО-2003» (Шахты, 2003г.), научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития механизации и электрификации горного и нефтегазового производства» (Санкт-Петербург, 2004 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ в журналах и сборниках научных трудов.

Подобные работы
Григорьев Евгений Александрович
Обоснование рациональной структуры и параметров адаптивной системы технического обслуживания и ремонта погрузочно-доставочных машин
Пашкин Леонид Николаевич
Повышение эффективности системы технического сервиса горного погрузочного оборудования в условиях ОАО "Апатит"
Зырянов Игорь Владимирович
Повышение эффективности систем карьерного автотранспорта в экстремальных условиях эксплуатации
Лебедев Сергей Владимирович
Повышение эффективности работы тормозных систем шахтных подъемных установок с асинхронным приводом
Синяков Андрей Анатольевич
Совершенствование системы технического обслуживания и ремонта карьерных экскаваторов типа механическая лопата в условиях северных регионов России
Батчулуун Чинзориг
Повышение надежности буровых станков совершенствованием системы технического обслуживания и ремонтаусловиях СП "Эрдэнэт"
Слесарев Борис Вячеславович
Обоснование параметров и разработка средств повышения эффективности эксплуатации карьерных гидравлических экскаваторов
Назаров Константин Сергеевич
Повышение эффективности вибрационных грохотов для классификации трудногрохотимого минерального сырья
Макаров Владимир Николаевич
Исследование и разработка энергетических методов повышения эффективности шахтных установок главного проветривания (УГП) с центробежными вентиляторами
Фролов Александр Петрович
Повышение эффективности эксплуатации рудничных поршневых компрессорных установок путем совершенствования воздухораспределительных органов

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