6. Техническое состояние механического оборудования

карьеров и причины его изменения

6.1. Факторы, влияющие на изменение технического состояния

оборудования карьеров

При разработке полезных ископаемых открытым способом погодно-климатические и горно-геологические условия месторождения оказывают значительное влияние на надежность и долговечность горных машин.

Действие атмосферных осадков, частиц пыли и грунта, значительные перегрузки предопределяют большой диапазон и износа деталей. В особо тяжелых условиях работает выемочное оборудование. Разрушение экскаваторами полезных ископаемых и пород крепостью до 17 по шкале проф. М.М. Протодьяконова при значительной мощности отложений сопровождается значительными динамическими нагрузками, которые приводят к вибрации. Климатические условия играют существенную роль в организации открытой разработки и создают специфические трудности. Так, производительность экскаваторов ЭКГ-8И в период низких температур снижается в 1,6 – 2,8 раз. Высокая температура в кабинах экскаваторов вызывает повышенную утомляемость обслуживающего персонала, ослабление самоконтроля и внимания, создает предпосылки для несчастных случаев и аварий. Температура же на карьерах колеблется от – 60 до +50 ⁰C. Непрерывное действие солнечных лучей способствует разрушению верхнего слоя конвейерных лент. Зимой повышенный износ лент связан с неравномерным натяжением и сбеганием ее в сторону из-за примерзания и прилипания пород к барабану.

С повышением температуры снижается надежность электрического оборудования из-за худшего охлаждения токоведущих частей. Надежность же механического оборудования, наоборот, повышается.

При работе в зимних условиях естественная емкость ковшей роторных экскаваторов уменьшается на 40 – 50 % из-за намерзания породы. Крупные глыбы при экскавации мерзлых пород вызывают повышенные динамические нагрузки. От вибрации при этом происходит разрушение опорной рамы и деталей крепления роторной стрелы.

Атмосферные осадки также затрудняют ведение работ.

Равнинный характер местности и значительные колебания температуры воздуха и почвы в течение суток способствует появлению сильных ветров, резко ухудшающих видимость в забоях. Пыль и песок проникают во вращающиеся части машин, подшипники, вызывают их повышенный износ и поломки.

Вводимая в эксплуатацию новая или отремонтированная машина находится в состоянии оптимальной работоспособности, при которой обеспечивается в течение определенного периода времени необходимая производительность, а эксплуатационные свойства сохраняются на заданном уровне. В процессе эксплуатации под действием различных, находящихся в сложной зависимости, факторов происходит непрерывное ухудшение технического состояния машины, что приводит к изменению ее эксплуатационных свойств.

Признаками технического состояния объекта могут быть количественные и качественные характеристики его свойств.

Под параметрами технического состояния машины понимают механические, электрические, химические и другие величины, а также геометрические размеры, определяющие связи между элементами (например, сопряженными деталями) и элементами и средой (например, рабочим органом и горной породой). Уровень исправности машины в нужный момент времени определяется разностью между номинальным и текущим значениями параметров технического состояния. Разность между предельным и текущим значениями называют остаточным ресурсом. Работоспособность сложных систем, к которым относятся большинство горных машин, определяется комплексом параметров состояния.

Различают неисправности, не приводящие к отказам – «дефекты» и неисправности и их сочетания, вызывающие отказы. Причины, вызывающие изменение технического состояния, – появление неисправностей горных машин – можно разделить на конструктивные, производственно-технологические и эксплуатационные.

Конструктивные неисправности – следствие конструктивного несовершенства сборочных единиц и деталей машин. Производственно технологические неисправности – результат нарушения технологии изготовления или ремонта деталей. Эксплуатационные неисправности возникают в результате естественного изнашивания сопряженных деталей, а также взаимодействия деталей с внешней средой (горной массой, влагой, кислородом воздуха и т.д.). Они зависят от уровня технического обслуживания, ремонта, хранения машин, от отношения и квалификации обслуживающего персонала.

В процессе эксплуатации под действием окружающей среды, изменений, происходящих в механизмах при выполнении рабочих процессов, а также остаточных явлений, заложенных при производстве, в машинах протекают процессы, которые по скорости можно разделить: быстропротекающие, средней скорости и медленные.

Быстропротекающие процессы проходят в течение одного цикла и продолжаются доли секунды. Это вибрации сборочных единиц при работе машины, колебания нагрузок и др.

К процессам средней скорости относят те, которые протекают в течение непрерывной работы машины и измеряются минутами или часами. К ним относятся, например, износ режущих органов и режущих инструментов, изменение температуры в узлах машины и окружающей среде и др.).

Медленные процессы характеризуются большой длительностью и измеряются днями, месяцами. Это изнашивание деталей, коррозионные процессы, ползучесть металла и др.)

При рассмотрении механизма потери машиной работоспособности нужно учитывать как влияние рабочих процессов на состояние машины, т. е. выходных параметров (прямая связь), так и влияние состояния машины на протекающие в ней процессы (обратная связь). Для горных машин выходным параметрами следует считать результаты их работы в заданных горнотехнических и погодно-климатических условиях эксплуатации, т. е. эксплуатационную производительность, определяемую комплексом основных эксплуатационных свойств машин.

Детали горных машин в зависимости от выполняемых ими функций разделяют на основные, базовые и вспомогательные. Основные детали предназначены для передачи мощности или служат опорами нагруженных деталей. Срок их службы обусловлен как изменением размеров и состоянием рабочих поверхностей вследствие износа, так и возникновением и развитием явлений усталостного характера. Базовые детали служат для обеспечения точного взаимного расположения основных деталей. Срок их службы определяется сроком службы машины. Детали, относящиеся к вспомогательным, отличаются большим разнообразием. Они обеспечивают управление машиной, безопасность ее обслуживания, способствуют нормальным условиям работы основных деталей. Выход их из строя связан со случайными поломками, нарушением правил эксплуатации.