13. Особенности эксплуатации карьерного оборудования в

зимних условиях

Условия эксплуатации карьерного оборудования зимой из-за низких температур как правило усложняются [2,10]. Снежные заносы и обледенения затрудняют движение самосвалов, бульдозеров, железнодорожного транспорта. Из-за промерзания горных пород повышается энергоемкость копания экскаваторами, увеличивается расход эксплуатационных материалов, изменяются их свойства, повышается интенсивность изнашивания деталей, затрудняется запуск двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и т. д.

Ухудшение запуска ДВС при низких температурах связано с повышением вязкости масел и топлива, повышением момента прокручивания коленчатого вала, неудовлетворительным смесеобразованием и искрообразованием. Особенно затруднен запуск дизельных ДВС, у которых вязкость топлива увеличивается настолько, что оно с трудом поступает через топливопроводы к топливному насосу и плохо распыляется.

Пуск карбюраторных ДВС при низких температурах затрудняется из-за увеличения вязкости электролита, что вызывает падение емкости аккумуляторной батареи. Например, при изменении температуры 30 % - ного раствора от + 30 до – 30 ⁰С абсолютная вязкость увеличивается от 1,5 до 12,2.

Интенсивность изнашивания деталей машин при низких температурах особенно возрастает в пусковой период, когда подача смазки к трущимся деталям запаздывает. У ДВС в пусковой период богатая и плохо распыленная смесь смывает масляную пленку, а конденсат паров воды увеличивает коррозионное действие продуктов сгорания. Скорость износа деталей поршневой группы существенно зависит от температуры охлаждающей жидкости. При температуре жидкости 50 ⁰С гильзы изнашиваются в 2 раза быстрее, чем при работе в нормальном режиме. При резко пониженной температуре воздуха скорость изнашивания поршневых колец на 20-30 % больше чем в нормальных условиях.

При температуре – 40 ⁰С в структуре металла и других материалов происходят качественные изменения. Они теряют пластичность и становятся хрупкими, причем с увеличением количества углерода в стали переход ее в хрупкое состояние ускоряется. Например, ударная вязкость стали Ст3 при понижении температуры от + 25⁰ до – 25⁰ снижается в два раза.

Из-за застывания масла уже при температуре – 30 ⁰С системы пневматического и гидравлического машинами становятся ненадежными. Резиновые детали (шланги, манжеты) становятся жесткими и непрочными.

У одноковшовых экскаваторов при низких температурах наиболее часто выходят из строя детали и элементы, испытывающие динамические нагрузки с наибольшей частотой их приложения в единицу времени, т.е. стрелы, рукояти, ковш и др.

У вагонов-самосвалов в зимние месяцы выходят из строя элементы, испытывающие ударные нагрузки (хребтовые балки, продольные борта и т. д.).

У автосамосвалов особенно остро реагируют на действие низких температур авторезина и детали из высокоуглеродистых сталей. Несущие конструкции автосамосвалов испытывают значительные ударные нагрузки при езде по неблагоустроенным дорогам и в период погрузки.

У ленточных конвейеров с понижением температуру увеличивается жесткость прорезиненных лент и снижается прочность бельтинга. Обледенение лент вызывает скольжение груза. Для предотвращения расклеивания обкладок при работе лент при температуре до – 40 ⁰С применяют ленты с морозостойкими обкладками.

У буровых станков ударно-канатного бурения в зимние месяцы число отказов возрастает в 2 – 3 раза из-за динамического характера приложения нагрузки.

Работоспособность стальных канатов снижается на 25-30%. Более надежно работают стальные канаты с металлическим сердечником типа ТЛК-РО. Применение низкотемпературных смазок Ц-221 и др. значительно повышает срок службы канатов.

В общем случае низкие температуры воздействуют на машины двояко; во- первых, они ухудшают физико-механические свойства материалов, используемых в конструкции машины или применяемых при ее работе (смазочные материалы, рабочие жидкости, топливо), и, во вторых ухудшают условия ее работы промерзание пород, налипание, намерзание. Ухудшение отдельных свойств материалов и условий работы машин вызывает снижение несущей способности элементов, появление дополнительных нагрузок, повреждение поверхностей.

Обнаружение и устранение отказов при низких температурах требует гораздо больших затрат времени, чем в обычных условиях.

Подготовка машин к зимней эксплуатации включает: утепление кабины и двигателя; заполнение системы охлаждения низкозамерзающей жидкостью, а системы смазки – специальным маслом; промывку системы питания; перезарядку аккумулятора; регулировку систем применительно к зимним условиям; подготовку пусковых устройств.

Дизельные двигатели в зимний период должны работать на зимних дизельных топливах З, ДЗ, или ДА. При отсутствии последних в летнее дизельное топливо добавляют керосин: для автомобильных дизелей – 40 % при температуре – 20 ⁰С; 60 % – при – 30 ⁰C, а для тракторных дизелей – 10 % при – 30 ⁰С и 20 % – при – 35 ⁰С. Вязкость дизельных смазок в зимний период должна быть не ниже 8 сСт при 100 ⁰С. Выбор марок масел производят по таблице смазки.

В зависимости от температуры тепловой режим двигателя условно подразделяют на нормальный (75 – 95 ⁰С), пониженный (55 – 75 ⁰С) и низкий (35 – 55 ⁰С). Скорость изнашивания деталей при нормальном тепловом режиме двигателя в 4 раза меньше, чем при низком. Поэтому поддерживание нормального теплового режима в двигателе имеет большое значение.

При подготовке электрооборудования машины к зимним условиям эксплуатации проверяют систему освещения, генератор, магнето, свечи и аккумуляторы. Температура замерзания электролита в аккумуляторе зависит от его плотности, например, плотность электролита летом должна быть 1,250, а зимой при температуре замерзания – 58 ⁰С – 1,27.

Подготовка трансмиссий и ходовой части машины к зиме заключается в ее промывке дизельным топливом и заполнении зимними марками масел.

Запуск ДВС автосамосвала при низких температурах может производиться без подогрева двигателя и с предварительным его подогревом.

Система холодного запуска ДВС основана на использовании незамерзающих зимних масел, специальных пусковых топлив и приспособлений, а также устройств проворачивания коленчатых валов при запуске.

Для подогрева ДВС используют передвижные средства препусковой подготовки, индивидуальные подогреватели и стационарные установки групповой подготовки.

Автосамосвалы БелАЗ-540, БелАЗ-548А на ряде горных предприятий оборудуют индивидуальными пусковыми подогревателями ПЖД-600(подогреватель жидкостный дизельный).

Наибольшее распространение получили групповые установки для полготовки автосамосвала к пуску. Они оборудуются устройствами воздухообогрева, обогрева горячей водой, электрообогрева, парообогрева. При электрообогреве в водяную или масляную систему двигателя устанавливают термоэлемент. Установки парообогрева имеют значительные недостатки зимой в связи с образованием наледей на узлах соединения шлангов с патрубками двигателей. Поэтому их заменяют установками воздухообогрева, которые обеспечивают ведение комплексной тепловой подготовки всех сборочных единиц и агрегатов автосамосвалов, полную автономию автономию этих машин от установки обогрева и исключают необходимость оборудования автомобиля устройствами для тепловой подготовки. Подогрев и подача воздуха в систему воздуховодов производится конвективными или огневыми калориферными установками. В качестве теплоносителя таких установок используют пар, воду. Огневые калориферы применяют для парка машин не менее 40 единиц. Схема огневого калорифера приведена на рис. 13.1.

Воздух в калорифер поступает от вентилятора по воздуховодам 1 и 2. По первому воздуховоду он подается в камеру сгорания 3, где нагревается, а по второму – в смесительную камеру 4 , где смешивается с нагретым воздухом и по магистральному трубопроводу 5 поступает к каждой машине. Подачу топлива в камеру сгорания производят с помощью форсунок 6 двигателя КДМ-46 и насоса высокого давления. Качество сгорания топлива регулируется подачей воздуха через заслонку 7.

Рис. 13.1. Схема огневого калорифера

На некоторых горных предприятиях в качестве огневых калориферов используют турбинные авиационные двигатели.

Применение подогрева воздуха – это одно из самых эффективных и безопасных средств для облегчения пуска дизельных двигателей в условиях низких температур.