CC BY
413
Д • 7universum.com
iX UNIVERSUM:
Д5Д ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ДЕФЕКТЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ
Богданов Александр Петрович
эксперт ООО «Единый Технический Центр», 197341, Россия, г. Санкт-Петербург, улица Афонская, дом 2, литера А
E-mail: info@etcentre.ru
Гайнуллин Ахияр Ахметович
эксперт ООО «Единый Технический Центр», 197341, Россия, г. Санкт-Петербург, улица Афонская, дом 2, литера А
E-mail: info@etcentre.ru
Ефимов Александр Анатольевич
эксперт ООО «Единый Технический Центр», 197341, Россия, г. Санкт-Петербург, улица Афонская, дом 2, литера А
E-mail: info@etcentre.ru
Левкович Ростислав Владимирович
эксперт ООО «Единый Технический Центр», 197341, Россия, г. Санкт-Петербург, улица Афонская, дом 2, литера А
E-mail: info@etcentre.ru
Наумов Дмитрий Сергеевич
эксперт ООО «Единый Технический Центр», 197341, Россия, г. Санкт-Петербург, улица Афонская, дом 2, литера А
E-mail: info@etcentre.ru
Окулов Кирилл Юрьевич
эксперт ООО «Единый Технический Центр», 197341, Россия, г. Санкт-Петербург, улица Афонская, дом 2, литера А
E-mail: info@etcentre.ru
Дефекты металлоконструкции карьерных экскаваторов //
Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Богданов А.П. [и др.]. 2015. № 11 (22) . URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/2775
METAL WARE DEFECTS OF MINE EXCAVATORS
Aleksandr Bogdanov
Expert of “Unified Technical Centre ” Co.Ltd.
197341, Russia, city of St. Petersburg, Afonskaya Street, house 2, letter A
Akhiyar Gaynullin
Expert of “Unified Technical Centre ” Co.Ltd.
197341, Russia, city of St. Petersburg, Afonskaya Street, house 2, letter A
Alexander Yefimov
Expert of “Unified Technical Centre ” Co.Ltd.
197341, Russia, city of St. Petersburg, Afonskaya Street, house 2, letter A
Rostislav Levkovich
Expert of “Unified Technical Centre ” Co.Ltd.
197341, Russia, city of St. Petersburg, Afonskaya Street, house 2, letter A
Dmitry Naumov
Expert of “Unified Technical Centre ” Co.Ltd.
197341, Russia, city of St. Petersburg, Afonskaya Street, house 2, letter A
Kirill Okulov
Expert of “Unified Technical Centre ” Co.Ltd.
197341, Russia, city of St. Petersburg, Afonskaya Street, house 2, letter A
АННОТАЦИЯ
Обеспечение промышленной безопасности опасных производственных объектов необходимо для снижения и предотвращения экономического, социального и экологического ущерба от возможных аварий. Промышленная безопасность опасных производственных объектов обеспечивается путем проведения своевременной и качественной экспертизы промышленной безопасности.
Целью данной статьи является предоставление требований к объектам горнорудной промышленности, а именно - карьерных экскаваторов.
В статье представлен анализ состояния экскаваторного парка. После проведения систематизации и анализа дефектов, обнаруженных в ходе проведения экспертизы промышленной безопасности металлоконструкций экскаваторов, были определены участки узлов экскаватора с наиболее часто
повторяющимися дефектами и приведена классификация основных дефектов и их фотофиксация, схемы характерных мест появления и зоны развития трещин в различных узлах металлоконструкции экскаватора ЭКГ-10.
Проведенные обследования экскаваторов показали, что трещины образуются практически во всех несущих металлоконструкциях.
А с увеличением срока работы экскаваторов происходит процесс ускорения образования и роста трещин, что может привести к аварийным ситуациям.
На основании приведенной информации сделаны выводы о причинах и характере хрупких разрушений металлоконструкций экскаваторов и даны рекомендации по профилактике данного типа отказов для поддержания технического состояния карьерных экскаваторов и уменьшения
трещинообразования.
Данная статья будет полезна руководителям, работникам и служащим опасных производственных объектов, а также сотрудникам экспертных организаций, проводящим экспертизу промышленной безопасности.
ABSTRACT
Providing industrial safety of hazardous production facilities is needed to reduce and prevent the economic, social and environmental impact of possible accidents. Industrial safety of hazardous production facilities is ensured through timely and qualitative examination of industrial safety.
The purpose of the article is to provide requirements for the facilities of the mining industry, namely mine excavators.
The article presents an analysis of the excavator fleet condition. After carried out defects systemization and analysis which are found during the examination of industrial safety of excavators metal ware, areas of the excavator nodes with the most frequently recurring defects and a classification of the main defects and their photographic images, diagrams, characteristic places of occurrence and area of cracks in different nodes of excavator metal ware EKG -10 are identified.
Examination of excavators has shown that cracks are formed in almost all loadbearing metal ware. Under increasing duration of excavating work, the process of accelerating the formation and growth of cracks occurs that can lead to accidents.
Based on the presented information, conclusions are made about causes and nature of brittle fracture of excavator’s metal ware and recommendations on the prevention of this type of failure are given to maintain the technical condition of mining excavators and reduce cracking.
This article will be useful for managers, employees and specialists of hazardous production facilities, as well as staff of expert organizations conducting industrial safety expertise.
Ключевые слова: экспертиза, промышленная безопасность, опасный производственный объект, неразрушающий контроль.
Keywords: inspection, industrial safety, hazardous production facilities, nondestructive testing.
В последние годы в горнорудной и угольной промышленности, а также в производстве строительных материалов значительно увеличился объем земляных работ. Эксплуатация карьеров по добыче полезных ископаемых ведется круглогодично. В связи с этим эксплуатирующим организациям приходится разрабатывать как взорванные скальные породы, так и взорванные мерзлые грунты. Значительные объемы таких работ выполняются карьерными экскаваторами с электромеханическим приводом.
Карьерные гусеничные экскаваторы (далее - ЭКГ) занимают центральное место в технологической цепи добычи полезных ископаемых открытым способом. Очевидно, что их высокопроизводительная работа напрямую влияет на эффективность ведения горных работ.
Оценка состояния карьерной техники по сроку амортизации показала, что на горных предприятиях РФ и других стран СНГ в настоящее время
эксплуатируется в среднем 60^70 % карьерных экскаваторов
со сверхнормативным сроком службы и без остаточной балансовой стоимости.
Согласно требованиям п. 5 статьи 7 Федерального закона
«О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 N 116-ФЗ (ред. от 04.03.2013) [5] технические устройства, применяемые на опасном производственном объекте (далее - ОПО), в процессе эксплуатации подлежат экспертизе промышленной безопасности в порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти в области промышленной безопасности, если иная форма оценки соответствия таких технических устройств обязательным требованиям к ним не установлена техническими регламентами.
Специалистами в области экспертизы промышленной безопасности (далее -ЭПБ) были обследованы карьерные гусеничные экскаваторы с истекшим нормативным сроком эксплуатации. В объеме ЭПБ проводилось техническое диагностирование экскаваторов с применением методов неразрушающего контроля. Техническое диагностирование экскаваторов производилось ежегодно, что позволило отслеживать динамику и повторяемость дефектов.
В данной статье проведен анализ типичных дефектов карьерных экскаваторов ЭКГ-10 на примере состояния одного из парка экскаваторной техники и приведена их фотофиксация.
Данная работа может быть полезна при проведении технического диагностирования карьерных экскаваторов в дополнение к РД-15-14-2008 «Методические рекомендации о порядке проведения экспертизы промышленной безопасности карьерных одноковшовых экскаваторов», а также при подготовке специалистов экспертных организаций.
ЭПБ прошли 14 карьерных экскаваторов, что позволило наблюдать динамику развития дефектов и эффективность методов их устранения.
В данной статье специально рассмотрены дефекты, обнаруженные на металлоконструкции экскаваторов (поворотная платформа, ходовая тележка, стрела и подвеска стрелы). Данные узлы экскаватора, как правило, служат весь
срок эксплуатации и практически не подлежат замене. Остальные дефекты, связанные с механическим, электро- и пневмооборудованием, в статье не рассматривались, поскольку данные узлы и агрегаты относятся к категории заменяемых и меняются по мере износа и выхода из строя.
Карьерный экскаватор ЭКГ-10 состоит из рабочего оборудования, поворотной платформы, с установленными на ней механизмами, и ходовой тележки. Поворотная платформа, стрела, рукоять, нижняя рама ходовой тележки представляют собой сварные металлические конструкции из проката и стальных отливок.
Поворотная платформа служит основанием для установленных на ней механизмов экскаватора и рабочего оборудования и составляет вместе с ним поворотную часть экскаватора. Основой платформы служит рама поворотной платформы, на которой крепятся болтами боковые площадки. Рама поворотной платформы сварена из стали 09Г2С и является одновременно корпусом противовеса. Состоит рама из нижнего и верхнего листов, связанных между собой вертикальными стенками. Для жесткости рама снабжена внутренними вертикальными диафрагмами, выполненными из листового проката. В боковых стенках и в диафрагмах рамы выполнены технологические отверстия, используемые для осмотра внутреннего пространства рамы в процессе эксплуатации.
Тележка состоит из сварной нижней рамы, к которой с двух сторон крепятся гусеничные рамы. Крепление рам производится болтами и замковым соединением с клином. Кроме того, гусеничные рамы к нижней раме привариваются при монтаже.
Рабочее оборудование состоит из двуногой стойки, нижней и верхней секций стрелы, стреловых подкосов, подвески стрелы и рукояти с ковшом. Двуногие стойки и стреловые подкосы состоят из жестких стержневых элементов трубчатого сечения с шарнирным креплением между собой. Основания элементов двуногой стойки шарнирно крепятся к поворотной платформе экскаватора. Подвеска стрелы является канатной и состоит из двух
канатных подвесок, шарнирно закрепленных к двуногой стойке и голове стрелы. Каждая из подвесок состоит из четырех канатов диаметром 45,5 мм. Нижняя и верхняя секции стрелы представляют собой сложные конструкции рамного типа, соединенные друг с другом шарнирно. Основание нижней секции стрелы шарнирно закреплено к поворотной платформе экскаватора. Каждая из секций стрелы состоит из двух стержневых несущих элементов трубчатого сечения, соединенных между собой сложной диафрагмой для придания конструкции жесткости от действия инерционных нагрузок в горизонтальной плоскости [2].
Краткая техническая характеристика карьерного экскаватора ЭКГ-10 приведена в таблице 1.
Таблица 1.
Технические характеристики экскаватора ЭКГ-10
Параметр Величина
Емкость ковша, м3 по формуляру / фактическая 10
Наибольшее усилие на подвеске ковша, Fm«, кН (тс) 980 (100)
Номинальная скорость подъема ковша, м/сек 0,76
Наибольшее усилие напора, Fr ,кН (тс) 460 (47)
Номинальная скорость напора, м/сек 0,51
Скорость вращения поворотной платформы, об/мин 2,78
Наибольший преодолеваемый угол подъема на плотном основании при прямолинейном движении, рад (град) 0,2 (12)
Среднее расчетное удельное давление на грунт, МПа 0,204 (2,0)
Скорость передвижения, км/ч, не более 0,42
Силовое оборудование электрическое
Управление главными приводами электрическое
Параметры подводимого напряжения 6000 В, 50гц
Мощность приводного электродвигателя, квт, не более 720
Габаритные размеры, м: Длина Ширина Высота 28,18 9,2 14,5
Расчетная продолжительность цикла, ^ , с 26
Конструктивная масса (без противовеса, запасных частей и инструмента), т 442
Масса противовеса, т 40-45
Условия эксплуатации карьерных самосвалов приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Условия эксплуатации карьерных самосвалов
Параметр Величина
Высота забоя, м 15
Объемная масса разрабатываемого материала, т/м3 3,33
Объем перерабатываемой горной массы, тыс. м3 /год До 1500
Количество смен в году 730,
Продолжительность смены 12
Систематизация и анализ дефектов, обнаруженных в ходе проведения ЭПБ металлоконструкций экскаваторов, позволили определить участки узлов экскаватора с наиболее часто повторяющимися дефектами.
Результаты представлены в таблицах 3 и 4.
Таблица 3.
Классификация основных дефектов металлоконструкций экскаваторов
Узел Дефект Экскаваторы ЭКГ 10, инвента рные №, год выпуска. % от общего числа машин
0 L t> О % г L С'Г С ОС % г L С\ ОС % г L ГГ ы ос % г L 1-Г с <4 ОС % г и тН 1( fb ОС % г U Tf ОС ГЪ ОС % г и ю с ГЪ ОС % г и чо ос ГЪ ОС % г L 1-Г с ГЪ ОС % г U GG О ГЪ ОС % г о ос тг ос % 2 U т* СЦ Tf 04 с®! 04
Поворотная платформа Трещины по сварным швам нижнего листа платформы и постели верхнего рельса. х х х х х х х х х х 71
Трещины по сварным швам постели подъемной лебедки. х х 14
Трещины нижнего листа площадки крепления редукторов поворота. х х 14
Трещины основного металла вертикальных стенок (наружных и внутренних), выходящие на края окон осмотра. х х х х х х х х х х 71
Трещины по основному металлу и по ремонтным сварным швам нижнего листа платформы, в районе ступиц поворотных шестерен. х х х х 28
Трещины, деформации силовых элементов рабочих площадок. х х х х 28
Стрела Трещины по основному металлу и сварным швам поперечины нижней секции. х х х 21
Трещины по основному металлу проушин крепления нижней секции на платформе х 7
Подвеска стрелы Трещины по сварным швам в головной части подкосов х х х х х х х х х 64
Трещина по сварным швам верхней поперечины задней стойки двуногой стойки х х х 21
Трещины в основном металле сварной коробки стойки справа и слева от площадки вспомогательной лебедки х х х х х 35
Трещина по сварным швам и основному металлу проушин в нижней части балок двуногой стойки. х х х х х х 42
Узел Дефект Экскаваторы ЭКГ 10, инвента рные №, год выпуска. % от общего числа машин
0 L t> О % г L С'Г С ОС % г L OS ОС % г L гг ы ос % г L 1-Г с <4 ОС % г и тН 1( fb ОС % г U Tf ОС ГЪ ОС % г и ю о ГЪ ОС % г U чо ос ГЪ ОС % г L 1-Г с ГЪ ОС % г U GG О ГЪ ОС % г о ос Tf ОС % 2 U Tf Os с®! OS
Трещины проушины головной части задней стойки двуногой стойки х х 14
Подвеска ковша Трещины на корпусе уравнительного блока. х 7
Трещины на коромысле. х 7
Трещины на спицах шкива уравнительного блока. х 7
Ходовой механизм Износ кулаков ведущих колес. х х х х х х х х х х х х х х 100
Дефекты опорных колес. х х х х х х х 50
Трещины на корпусе ходовой тележки. х 7
Трещина гусеничных рам в районе натяжных окон. х х 14
Седловой подшип- ник Трещины на корпусе х х х х 28
Подъем- ный механизм Износ тормозных шкивов лебедки х х х х 28
Повышенный износ ручьев, заострение гребней барабанов лебедки. х х 14
Напор- ный механизм Повышенный износ ручьев, заострение гребней барабанов лебедки. х х х х 28
Головные блоки Трещины на спицах х х х 21
Трещины на ободе х 7
Кузов Трещины по сварным швам каркаса кузова. х х х х х 35
Фотофиксация основных дефектов металлоконструкций экскаваторов
Таблица 4.
Поворотная платформа
Трещины по сварным швам нижнего листа платформы и постели верхнего рельса.
Трещины по сварным швам постели подъемной лебедки.
Трещины нижнего листа площадки крепления редукторов поворота.
Трещины основного металла вертикальных стенок (наружных и внутренних), выходящие ___________на края окон осмотра_________
Трещины по основному металлу и по ремонтным сварным швам нижнего листа платформы, в районе ступиц поворотных шестерен.
Трещины, деформации силовых элементов рабочих площадок.
Подвеска ковша
Трещины на корпусе уравнительного блока.
Трещины на коромысле.
Ходовой механизм
Трещины на спицах шкива уравнительного блока.
Износ кулаков ведущих колес.
Трещины на спицах больших опорных колес.
Трещина гусеничных рам в районе натяжных
окон.
Седловой подшипник
Подъемный механизм
/ : \ Ч \\ Л
7 'Г М м ^ .
’ v \ V \
Трещины на корпусе
Износ тормозных шкивов лебедки
Повышенный износ ручьев, заострение _____гребней барабанов лебедки._
Напорный механизм
Головные блоки
Повышенный износ ручьев, заострение _____гребней барабанов лебедки._
Трещины на спицах
Трещины на ободе
Анализ состояния экскаваторного парка показывает, что среднее статистическое значение износа оборудования по сроку службы превышает 70 %. Средний срок эксплуатации экскаваторов составляет 21,6 года. Анализ работы действующего парка карьерных экскаваторов показывает, что и после отработки срока службы по норме амортизации экскаваторы продолжают эффективно работать с коэффициентом использования до 0,7. Рост ресурса машин не оказывает существенного влияния на производительность экскаваторов, которая сохраняется на среднем уровне 200^230 м3/ч при экскавации пород III-IV категории по шкале проф. М.М. Протодьяконова. Сохранению стабильности технических параметров и уровня надежности машин способствует значительный запас прочности базовых узлов экскаватора и агрегатно-узловой метод ремонта, при котором основные агрегаты заменяются на новые или полностью восстановленные [4].
Анализ эксплуатационной надежности показывает, что в общей структуре потока отказов экскаваторов доля отказов механического оборудования составляет 50^70 %. Значительную часть (35 %) занимают отказы металлоконструкций. Последнее связано с тем, что сварные соединения металлоконструкций до настоящего времени остаются зонами, в которых могут возникать и развиваться хрупкие разрушения (трещины).
С увеличением срока работы экскаваторов происходит процесс ускорения образования и роста трещин, что может привести к аварийным ситуациям.
Проведенные обследования экскаваторов показали, что трещины образуются практически во всех несущих металлоконструкциях. Наиболее часто трещины проявляются в поворотных платформах и рабочем оборудовании. Установлено, что трещины в указанных местах развиваются со значительной скоростью и достигают весьма больших размеров: максимально зафиксированный во время осмотров размер трещины составил 1 ,5 м (на верхнем и нижнем листах поворотной платформы).
Анализ данных о фактическом техническом состоянии экскаваторного парка, оцененный по параметрам технического состояния, показывает,
что всего 14 % экскаваторов находятся в хорошем техническом состоянии, а 86 % нуждаются в ремонте.
На рисунках 1-9 представлены характерные места появления и развития трещин в различных узлах металлоконструкции экскаватора ЭКГ-10. 1 2 3
Рисунок 1. Подкос стрелы экскаватора ЭКГ-10.
Зоны расположения характерных дефектов
1 - кольцевые трещины в сварных швах и основном металле бобышки и листа проушины крепления подкоса к стреле экскаватора. Трещины возникают с обеих сторон (наружной и внутренней) листа проушины подкоса. Трещины зарождаются в сварном шве, а затем выходят на основной металл проушины.
2 - трещины по сварным швам и основному металлу проушины и наконечника подкоса. Трещины возникают с обеих сторон (наружной и внутренней) листа проушины подкоса. Трещины зарождаются в сварном шве, а затем выходят на основной металл проушины.
3 - кольцевые трещины в сварных швах и основном металле наконечника и трубчатой части подкоса. Трещины зарождаются в сварном шве, а затем выходят на основной металл трубчатой части подкоса.
Рисунок 2. Нижняя секция стрелы экскаватора ЭКГ-10.
Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины по основному металлу нижних отливок балок стрелы (пят стрелы), преимущественно в местах сопряжения проушин и основания отливки (места переходов от проушин к корпусу отливки).
2 - трещины в основном металле и сварных швах балок стрелы в районе сопряжения с поперечиной. Трещины отмечаются с обеих сторон поперечины. Трещины появляются в местах сварки поперечной трубы с балками, а затем переходят на основной металл балок нижней секции стрелы.
з
Рисунок 3. Задняя стойка двуногой стойки экскаватора ЭКГ-10.
Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины в основном металле сварной коробки стойки справа и слева от площадки вспомогательной лебедки. Трещины развиваются от мест
крепления площадки к верхнему листу сварной коробки, являющихся концентраторами напряжений, а затем переходят на вертикальный лист.
2 - трещины в основном металле балок стойки в районе сопряжения с верхней поперечиной. Трещины отмечаются с обеих сторон поперечины. Трещины появляются в местах сварки поперечны с балками, а затем переходят на основной металл балок задней стойки.
3 - трещины в проушинах головной отливки (места переходов от проушин к корпусу отливки).
Рисунок 4. Балка двуногой стойки экскаватора ЭКГ-10. Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины по сварным швам и основному металлу проушины и наконечника балки. Трещины возникают с обеих сторон (наружной и внутренней) листа проушины балки. Трещины зарождаются в сварном шве, а затем выходят на основной металл проушины.
2 - кольцевые трещины в сварных швах и основном металле наконечника и трубчатой части балки. Трещины зарождаются в сварном шве, а затем выходят на основной металл трубчатой части балки.
б) Вид сверху
Рисунок 5. Поворотная платформа экскаватора ЭКГ-10.
Зоны расположения характерных дефектов (а - вид снизу, б - вид сверху)
1 - трещины основного металла вертикальных стенок (наружных и внутренних), выходящие на края технологических проемов. Трещины различных направлений. Трещины на краях круглых проемов ориентированы приблизительно под углом 450. Трещины на краях прямоугольных окон расположены преимущественно в их углах. Трещины внутренних стенок ориентированы вертикально, могут возникать в любом месте по длине стенки, располагаясь концентрично от оси центральной цапфы.
2; 4 - трещины по сварным швам и основному металлу верхнего и нижнего листов в местах крепления стаканов поворотных шестерен. Трещины зарождаются в сварных швах крепления стаканов и выходят на тело верхнего и нижнего листов от осей поворотных шестерен. Располагаются трещины в зоне между стаканами поворотных шестерен. Протяженность трещин может достигать всей ширины платформы.
3; 6 - трещины по сварным швам и основному металлу верхнего и нижнего листов от стакана центральной цапфы. Трещины зарождаются в сварных швах крепления стакана и выходят на тело верхнего и нижнего листов от оси центральной цапфы, поперек платформы к краям. Протяженность трещин может достигать всей ширины платформы.
5 - трещины по основному металлу нижнего листа между
технологическими отверстиями. Трещины возникают на узких перемычках между отверстиями поперек платформы.
7 - трещины по сварному шву приварки постели верхнего рельса. Трещины появляются в результате нарушения термической обработки в результате ремонтных воздействий при замене рельса. Трещины образуются в сварном шве без выхода на основной металл нижнего листа.
Рисунок 6. Гусеничные рамы экскаватора ЭКГ-10. Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины основного металла рамы, расположенные сверху и снизу упорной площадки в углах натяжных окон. Хрупкие разрушения рамы ходовой тележки в районе натяжных окон наблюдаются в местах, определяемых резкими переходами сечений, вызывающих повышение концентрации напряжений.
Рисунок 7. Обойма уравновешивающих блоков ковша экскаватора ЭКГ-10. Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины в основном металле по краям нижнего проема корпуса. Трещины зарождаются в углах проема и ориентированы вверх к оси блоков.
2 1
Рисунок 8. Головной блок экскаватора ЭКГ-10.
Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины в основном металле в месте примыкания спиц к ободу. Трещины зарождаются в переходе сечения спицы к ободу. Трещины располагаются преимущественно на ободе и ориентированы поперек желоба ручья блока.
2 - трещины в основном металле обода блока. Трещины ориентированы вдоль по ободу и расположены с обеих сторон в зоне перехода стенок желоба к основанию.
Рисунок 9. Седловой подшипник экскаватора ЭКГ-10. Зоны расположения характерных дефектов
1 - трещины в основном металле подшипника. Трещины могут возникать в любой части корпуса, но преимущественно располагаются в передней части в местах ребер жесткости и там, где меняется сечение отливки корпуса.
2 - трещины в основании проушин крепления роликов. Трещины располагаются в местах перехода проушин на корпус подшипника.
По полученным результатам можно сделать следующие выводы:
1. Интенсивное образование трещин в металлоконструкциях экскаваторов происходит, как правило, во второй половине срока их эксплуатации, а в отдельных случаях - в последней трети, при этом частота возникновения трещин по сравнению с основным периодом эксплуатации возрастает в 3^4 раза.
2. Основной причиной возникновения хрупких разрушений металлоконструкции экскаватора является воздействие внешних факторов, таких как несовершенство конструктивных форм и переходных сечений отдельных узлов и деталей, нарушение термической обработки в результате ремонтных воздействий и др. Это подтверждается результатами обобщения характера появления и развития хрупких трещин различных узлов металлоконструкции экскаватора, приведенными в таблице 3 и на рис. 1-9.
3. Наиболее часто трещины появляются в местах концентрации напряжений, т. е. в местах подрезов, пересечении сварных швов, резких переходов, технологических проемов и др.
4. Во всех обследованных экскаваторах трещины металлоконструкции появляются приблизительно в одних и тех же местах, что указывает на наличие определенных «слабых» мест в конструкции экскаватора. Например, трещины в сварных швах крепления стаканов поворотных шестерен в нижнем листе поворотной платформы образуются из-за недостаточной жесткости обечаек стаканов. В процессе эксплуатации экскаваторов ремонтная служба Рудоуправления вынуждена укреплять обечайки при помощи ребер жесткости.
5. Повторяемость трещин в местах ремонта в период срока эксплуатации экскаватора во многом зависит от существующих на предприятии системы и методов ремонта металлоконструкции экскаватора.
6. Одним из основных факторов, влияющих на трещинообразование в металлоконструкциях экскаваторов, является наличие случайных перегрузок, возникающих вследствие столкновения ковша с некондиционными кусками породы, слоями разрушенных пород с низким коэффициентом разрыхления, невзорванными естественными отдельностями и аварийного падения ковша.
7. Существенное влияние на состояние металлоконструкции экскаватора играет квалификация машиниста (нагрузки на металлоконструкцию повышаются при копании с поворотом на выгрузку, длительной работе в стопорных режимах электропривода и т. п.).
8. Воздействие низких температур на металлоконструкции экскаваторов увеличивает вероятность возникновения трещин. Параметр потока отказов металлоконструкции машин, введенных в эксплуатацию зимой, превышает аналогичный показатель экскаваторов, начало эксплуатации которых совпало с летним периодом. Предварительное нагружение металлоконструкции эксплуатационными нагрузками при положительных температурах, оказывает благоприятное воздействие на их трещиностойкость. Этот же фактор следует учитывать при ремонтах металлоконструкции в зимнее время, что, как правило, приводит к повторным хрупким разрушениям.
На основании сделанных выводов, можно дать следующие рекомендации:
Для поддержания технического состояния карьерных экскаваторов и уменьшения трещинообразования металлоконструкции экскаватора ЭКГ-10 необходимо:
• следить за качеством взрывной подготовки горных пород к экскавации;
• привлекать к самостоятельной работе на экскаваторах высококвалифицированных машинистов соответствующего разряда со стажем работы не менее 5 лет.
• использовать методы технической диагностики для оперативного определения показателей надежности экскаваторов (плановое проведение экспертизы промышленной безопасности);
• корректировать ремонтные нормативы для каждого отдельного экскаватора с учетом его технического состояния (определение оптимального количества плановых обслуживаний «по фактическому состоянию»);
• применять современные подходы к организации ремонтнопрофилактических мероприятий в полевых условиях;
• учитывать воздействие низких температур при проведении ремонтов металлоконструкций экскаваторов (разработка специальных требований к подготовке металлоконструкции и ее сварке в полевых условиях);
• повышать качество ремонтного персонала;
• использовать методы планирования в организации подготовки и проведения ремонтов (составления графиков ремонтов);
• применять ограничение параметров использования оборудования в периоды воздействия критических отрицательных температур (для основных марок сталей карьерных экскаваторов критические температуры лежат в пределах - 35 ^ -400С) [1; 3].
Список литературы:
1. Махно Д.Е. Эксплуатация и ремонт карьерных экскаваторов в условиях севера. - М.: Недра,1984. - 133 с.
2. Подэрни Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ. - М.: Недра, 1971. - 456 с.
3. Титиевский Е.М., Щербань И.Е. Ремонт карьерных экскаваторов. - М.: Недра, 1992. - 238 с.
4. Трейер В.Н. Расчет деталей машин по предельным состояниям. - Минск: Государственное издательство БССР, 1960. - 255 с.
5. Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Дата начала действия: 30.07.1997 // Российская газета. - N 145. - 30.07.97.
References:
1. Makhno D.E. Maintenance and repair of mining excavators in the North. Moscow, Nedra Publ., 1984. 133 p. (In Russian).
2. Poderni R.Iu. Mining machines and systems for public works. Moscow, Nedra Publ., 1971. 456 p. (In Russian).
3. Titievskii E.M., Shcherban' I.E. Repair of mine excavators. Moscow, Nedra Publ., 1992. 238 p. (In Russian).
4. Treier V.N. Calculation of machine parts for the ultimate limit state. Minsk, Gosudarstvennoe izdatel'stvo BSSR Publ, 1960. 255 p. (In Russian).
5. Federal'nyi zakon ot 21.07.1997 N 116-FZ “O promyshlennoi bezopasnosti opasnykh proizvodstvennykh ob"ektov” [Federal Law from 21.07.1997 N 116-FZ «On industrial safety of hazardous production facilities»]. Rossiiskaia gazeta [Russian Gazette], no. 145, 1997 (In Russian).
