Испытание горного оборудования

Для проведения испытаний назначается межведомственная комиссия (МВК), в состав которой включаются представители: заказчика; производственного объединения; предприятия, где проводятся приемочные испытания; разработчиков технического задания; бассейнового НИИ; разработчика конструкторской документации; ведущего проектно-конструкторского института; завода-изготовителя; головного НИИ; МакНИИ или ВостНИИ (при необходимости); Государственного санитарного надзора; технической инспекции профсоюза отрасли, в которой будет эксплуатироваться изделие.

В основе приемочных испытаний лежит методика, которая с учетом специфических особенностей испытуемого оборудования разрабатывается на основе Типовой методики приемочных испытаний комплексов оборудования. Методика испытаний включает следующие разделы: цели и задачи; объект; организация и порядок проведения; условия и объем; содержание и методика проведения наблюдений; выводы и рекомендации по результатам.

В соответствии с основной целью в процессе испытаний по каждому образцу комплекса и основным элементам, входящим в его состав, должны быть решены следующие задачи: определение фактических показателей технической характеристики, оценка правильности их выбора и соответствия проектным показателям; проверка соответствия основных машин комплекса существующим ГОСТам; определение фактической степени механизации и автоматизации производственных процессов; проверка работоспособности комплекса; выявление преимуществ и недостатков конструкции; проверка эксплуатационной надежности комплекса и его основных частей; оценка правильности выбора технологической схемы работы комплекса; проверка условий безопасности работ; оценка запыленности, удобств прохода, температурных условий при работе комплекса; определение технико-экономических показателей работы основных машин и комплекса в целом и установление экономической эффективности его применения; оценка уровня качества оборудования; уточнение области применения комплекса; установление целесообразности продолжения работ по доводке конструкции.

Организация и порядок проведения испытаний должны предусматривать: проверку комплектности прибывшего на место испытаний комплекса; контрольную сборку машин; опробование их в работе; обучение обслуживающего персонала. После контрольной сборки комплекс демонтируется и спускается в шахту.

Испытания проводятся в два этапа. На первом этапе осваиваются комплекс и взаимодействие основных его частей (выемочной машины, забойного конвейера, механизированной крепи и др.), производится наладка. Одновременно отрабатывается организация работ, уточняются правила безопасности. Сроки проведения первого этапа испытаний устанавливаются МВК.

Горно-геологические и горно-технические условия, выбираемые для испытаний, должны максимально соответствовать граничным, наиболее неблагоприятным условиям, установленным технической характеристикой комплекса, т.е.: мощность пласта – минимальному пределу мощности на тонких пластах и максимальному – на пластах средней мощности и мощных; угол падения пласта – максимальному углу падения; устойчивость кровли и ее класс по обрушаемости – соответственно наименее устойчивой кровле и наиболее высокому классу обрушаемости; сопротивление почвы и кровли на вдавливание – минимальному по технической характеристике; сопротивление угля резанию – максимальному пределу этого сопротивления.

Выявляются условия безопасности при работе комплекса и его элементов, дается оценка средств пылеподавления, удобства ремонта и эксплуатации. При оценке надежности оборудования опытного образца комплекса устанавливаются: полный перечень всех отказов (отдельно комбайна, конвейера, крепи), включая отказы электрооборудования; показатели надежности комплекса в целом и отдельно комбайна, конвейера крепи лавы и крепи сопряжений и их основных частей и узлов; перечень узлов, за которыми необходимо продолжить наблюдения после завершения испытаний в заданном объеме (узлов, которые в период испытаний не отказывали и по которым не определены показатели надежности).

В процессе испытаний должны быть определены следующие показатели надежности машин и узлов: наработка на отказ, коэффициент готовности, удельная трудоемкость межремонтного технического обслуживания и плановых текущих ремонтов.

Большую роль при определении показателей надежности играют стендовые испытания деталей и узлов машин (рис. 5.2). С целью экономии времени и средств эти испытания нужно проводить столько раз, сколько нужно для получения достоверных результатов. Для определения необходимого числа экспериментов пользуются теорией их планирования. Испытания образцов проводятся на специальных стендах. По результатам испытаний выполняют построение кривой усталости, оценивают параметры распределения пределов выносливости, определяют ресурс машины при эксплуатационных нагрузках.

На рис. 5.2: П – привод; ИУ – испытательный узел; УН – узел нагрузки. Преимущество стенда с прямым потоком мощности – малый расход мощности, недостатки – сложная конструкция и высокая стоимость изготовления.

 

Рис.5.2. Схема испытательного стенда:

а – с прямым потоком мощности; б – для испытаний машины целиком

 

Сигнал обратной связи с измерительного усилителя поступает в регулировочный усилитель, где сравнивается с заданным управляющим сигналом, полученным от задающего устройства. Разность между заданным электрическим сигналом и сигналом обратной связи (фактическое значение снимается с диаметра) усиливается в регулировочном усилителе и как сигнал ошибки подается на исполнительный сервоклапан, который вносит коррекцию в поток подаваемого в полости цилиндра масла. Заданное и истинное значение нагружения можно наблюдать на осциллографе. Источником давления является гидравлический агрегат. Испытательный комплекс оборудован ЭВМ. Ввод управляющего сигнала осуществляется от магнитной записи, на которой зафиксирован реальный процесс нагружения.

Используются три основных метода испытаний на многоцикловую усталость:

- одноступенчатые испытания (регулярные нагружения);

- многоступенчатые (блочные нагружения) – 6-8 ступеней;

- испытания при случайном нагружении.

В последнее время наибольшее развитие получили испытания при случайном нагружении благодаря созданию электрогидравлических следящих систем. Различают виды нагружений:

- испытания воспроизведением (копированием);

- испытания имитацией (моделированием) реального процесса.

Для расчетного определения вероятности безотказной работы P _м(t) машина должна быть разделена на отдельные элементы: системы, узлы, детали. Отказ одного элемента не должен влиять на надежность других.

Все элементы машины можно разделить на три группы. Элементы первой группы можно определить расчетным путем, второй – по аналогам, третьей – на стендах.

Коэффициент готовности системы определяется из выражения

.                                       (5.3)

Испытания на надежность объектов выполняются в соответствии ГОСТ 17510-79.

 

5.4. Система планово-предупредительных ремонтов

Система профилактики включает в себя техническое обслуживание (ТО), текущий (ТР) и капитальный (КР) ремонты.

ТО предназначается для предупреждения преждевременного износа деталей узлов машин и подразделяется на следующие виды:

- ежемесячное обслуживание;

- ежесуточный осмотр и проверка работоспособности и технического состояния техники;

- ежемесячные ремонтные осмотры.

Ремонт техники – это комплексное мероприятие, направленное на устранение неисправностей и восстановление работоспособности изделий.

Текущий ремонт (ТР)– минимальный по объему вид ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация до очередного планового ремонта. При ТР неисправности устраняются заменой или восстановлением отдельных деталей, а также регулировочными работами.

Капитальный ремонт (КР) заключается в полной разборке и дефектации горных машин, в замене или ремонте всех составных частей, сборке машины и ее проверке, регулировке и испытании.

Так как узлы и детали горных машин имеют разброс наработок до отказа, то необходимо правильно выбирать интервалы профилактической замены для различных групп деталей.

Профилактическая замена деталей через период, равный минимальной наработке до отказа, является экономически неоправданной, так как многие детали будут при замене иметь еще достаточный ресурс и, кроме того, потребуются затраты на преждевременную замену, при этом уменьшится коэффициент технического использования машины. Поэтому нужно выбирать оптимальные интервалы плановых замен деталей, т.е. планировать сроки ремонтного обслуживания.

Для поддержания работоспособного состояния машин в процессе их эксплуатации планируют периодическое проведение технического обслуживания и ремонтов.

Техническое и ремонтное обслуживание горных машин представляет собой систему мероприятий по техническому уходу, поддержанию и восстановлению работоспособности горных машин. Правильно организованное техническое обслуживание горно- Правильно организованное техническое обслуживание горно-шахтного оборудования позволяет повысить его надежность и своевременно подготовиться к ремонтным работам, обеспечить безопасную работу техники, уменьшить общие эксплуатационные расходы за счет снижения числа аварийных отказов и убытков из-за их возникновения.

В Положении о планово-предупредительной системе технического обслуживания и ремонта оборудования угольных и сланцевых шахт установлены виды, регламенты и принципы организации технического обслуживания и плановых ремонтов, номенклатура основной технической документации для установления ремонтных нормативов, принципы организации учета, хранения и движения запасных частей и оборудования и др.

Сущность системы планово-предупредительных ремонтов (ППР) состоит в подготовке и выполнении в соответствии со структурой ремонтного цикла установленных видов технического обслуживания и плановых ремонтов.

Для очистного оборудования Положением о ППР предусматриваются следующие виды технического обслуживания:ежесменное (ТО-1), ежесуточное (ТО-2) и еженедельное (ТО-3).

Для открытых разработок предусматривается сезонное техническое обслуживание (ТО-4).

Работы по ТО-1 выполняются дежурными электрослесарями, операторами оборудования и рабочими производственных процессов. При этом выполняются проверка работоспособности машины, визуальный осмотр и регулировки.

ТО-2 выполняется ремонтными электрослесарями, постоянно обслуживающими данный вид оборудования. В состав обслуживания входят замена изношенных деталей, подливка масла, заправка топливом или рабочими жидкостями.

ТО-3 выполняется теми же силами и электрослесарями энергомеханической службы шахты. Выполняются замена и регулировка сложных узлов, требующих более высокой профессиональной подготовки. Более подробно перечень работ по ТО определяется положением о ППР для конкретного типа машин.

Текущий ремонт – это минимальный по объему вид ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация изделия до очередного планового ремонта. Во время текущего ремонта устраняются неисправности (заменой или восстановлением) и выполняются регулировки.

К плановым текущим ремонтам относятся ежемесячное ремонтное обслуживание (РО), первый, второй и третий текущие ремонты (Т1, Т2 и Т3) с периодичностью 3, 6 и 9 месяцев соответственно.

Т1 – осмотровый ремонт, проводится специалистами энергомеханической службы шахты, операторами, производственными рабочими. Предусматривается осмотр, ремонт и замена сложных узлов.

Т2 – текущий ремонт, выполняется теми же силами, что и Т1, плюс специализированными ремонтными, наладочными, монтажными местными предприятиями.

Т3 – выполняется теми же силами, что и Т2, плюс специалистами завода-изготовителя. Сюда входит частичная разборка, ремонт и замена, регулировка и наладка, испытания после ремонта.

Если в горных машинах имеются элементы со сроками службы более 6 месяцев, но меньшими периодичности капитального ремонта, завод-изготовитель техники может назначить дополнительные виды текущих ремонтов (Т4 и т.д.) с периодичностью 9, 12 и более месяцев.

Для сложного оборудования (очистные или проходческие комплексы, компрессоры, вентиляторы) назначаются плановые текущие ремонты, совмещенные с проведением ревизий, наладок и регулировок составных частей и сборочных единиц оборудования: квартальные (НРК), полугодовые (НРП), годовые (НРГ) и двухгодичные (НРД).

Капитальный ремонт заключается в полной разборке и дефектации горной машины, в замене или ремонте всех основных узлов, в том числе и базовых (корпус машины, кузов), сборке, регулировке и испытании. Плановый капитальный ремонт (К) выполняется специализированными ремонтными предприятиями с периодичностью, установленной технической документацией.

При формировании плана ППР капитальный ремонт можно назначить при одновременной замене нескольких сложных в ремонте узлов в один срок и при попадании этого срока в период, близкий к середине длительности эксплуатации участка.

Продолжительность всех видов планового технического обслуживания и ремонта устанавливается отраслевыми ремонтными нормативами. Объемы технического обслуживания и ремонта для конкретных условий эксплуатации систем горного оборудования разрабатываются энергомеханической службой объединений и шахт на основании инструкций по ТО и других нормативных документов, в которых приводится состав необходимых работ и технология их выполнения, сроки, привлекаемые трудовые ресурсы.

Ликвидация отказа элемента горной машины связана с остановкой машины и поэтому всегда вызывает сокращение рабочего времени (т.е. выполнение своих функций) за счет проведения внеплановых ремонтов в рабочие смены. Снижение затрат времени на ликвидацию отказа может быть достигнуто путем правильной оценки технического состояния элемента и установления оптимального срока его замены. Четкое проведение  регламентных работ по техническому обслуживанию и ремонтам приводит к существенному сокращению неполомочных отказов (перекосы крепи, подгорание контактов электроаппаратуры и др.) Трудоемкость работ может быть снижена за счет унификации сборочных блоков и узлов горной машины (модульный метод ремонта).

 

 

5.5. Вероятностные методы определения периодичности ремонтов на каждом этапе жизни объекта

 

Для поддержания проектного уровня надежности необходимо анализировать результаты работы горных машин. Важнейший источник информации о надежности – это место эксплуатации горного оборудования. Необходимо иметь представление, в каких подразделениях горного предприятия можно получить информацию о надежности. Полученная информация должна быть статистически обработана – установлен закон распределения случайной величины и рассчитаны статистические характеристики основных параметров показателей надежности. Выбор закона распределения производится по виду гистограммы с проверкой статистической достоверности, с помощью критериев согласия (критерия Пирсона) и другими способами. После этого рассчитываются показатели надежности.