CC BY
31
Г.Д. Буялич
д-р техн. наук, профессор ФГБОУ ВПО «КузГТУ им. Т.Ф. Горбачева», ведущий научный сотрудник ИУ СО РАН
В.М. Тарасов
аспирант ФГБОУ ВПО «КузГТУ им. Т. Ф. Горбачева», ген. директор ООО «РивальСИТ», член НП ТП ТПИ
Н.И. Тарасова
аспирантка ФГБОУ ВПО «КузГТУ им. Т. Ф. Горбачева»,
ген. директор ООО «ИКЦ «Промышленная безопасность»
УДК 622.625.282-843.6.545:622.678.525
МОДЕРНИЗАЦИЯ ГИДРОПОДЪЕМНИКОВ НА ПОДВЕСНОМ МОНОРЕЛЬСОВОМ ТРАНСПОРТЕ НА ПРИМЕРЕ УСТРОЙСТВА ПОДЪЕМНОГО УПГЮ-24
Рассматривается новый способ строповки и перемещения груза в стесненных условиях горной выработки, который повышает эффективность операций по перемещению грузов за счет использования ветвевого способа строповки, производительность и безопасность труда горняков, увеличивает количество перемещаемого груза, снижает износ оборудования.
Ключевые слова: ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА, МОДЕРНИЗАЦИЯ ГИДРОПОДЪЕМНИКОВ, ИННОВАЦИОННЫЙ СПОСОБ СТРОПОВКИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУЗА, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, БЕЗОПАСНОСТЬ
Работать нужно не 12 часов, а головой.
Стив Джобс
В свете новых задач, стоящих перед угольными предприятиями, возникает необходимость постоянного совершенствования технологических процессов, в том числе работы дизель-гидравлических локомотивов и навесного оборудования.
Эффективность функционирования транспортного средства в большой степени обусловлена конструкцией и параметрами системы подвешивания ходовой части. Эксплуатационные характеристики (сила тяги и торможения, динамическая нагрузка на элементы механической системы, устойчивость и безопасность движения) в значительной мере зависят от системы подъема груза, являющейся наименее долговечным узлом конструкции шахтного локомотива и гидроподъемников, что приводит к существенным затратам на ремонт.
За последний год Российская Федерация сталкивается с угрозами введения санкций против российских организаций, в том числе имеющих стратегическое значение. Подобные меры могут не только дать негативный экономический эффект, но и оказать разрушительное влияние на сектора экономики, отвечающие за жизнедеятельность общества, и поэтому носят общегосударственный
характер. Решать данную проблему необходимо, в том числе, через им-портозамещение.
На пленарном заседании Петербургского международного экономического форума уже 23 мая 2014 года президент России Владимир Путин поставил задачу импортоза-мещения как важнейшего элемента технологического перевооружения российской промышленности.
Импортозамещение - это уменьшение или прекращение импорта определенных товаров путем запуска собственного производства аналогичных товаров (импортозамещающих). Стратегия предпочтения товаров отечественного производства импортным, а также внутреннего потребления их экспорту требует серьезных изменений в экономике страны в целом и Кемеровской области в частности.
Модернизация - совокупность технологических перемен, направленных на совершенствование работы механического оборудования и системы в целом, которые ведут к эффективной работе механизмов, экономии финансовых и материальных средств.
Таким образом, к настоящему времени сформировались предпосылки для создания концепции и программы импортозамещения, на-
89
правленной на освоение региональным производителем продукции и технологий, способных вывести региональный рынок на более высокий уровень оснащенности для поддержания стабильности в условиях ограниченных поставок комплектующих и материалов из-за рубежа:
- сложившиеся международные условия;
- санкции со стороны Евросоюза, США, Канады и других государств;
- снижение темпов собственного производства, финансово-экономическая динамика рынка;
- финансовые потери, которых можно было бы избежать при импортозамещении;
- «теневые» схемы при формировании государственных и корпоративных заказов на рынке представителями крупных западных компаний;
- низкий уровень технологической оснащенности российских производств и, как следствие, их низкая рентабельность^, 13].
В сложившихся международных условиях для нашей страны повышается актуальность импортозамещения в стратегических отраслях экономики, особенно в сфере наукоемких технологий. Недопустимым является факт монополизации и захвата рынка зарубежными технологиями и аналогами на местном рынке наукоемких производств в Кемеровской области.
Импортозамещение необходимо для поддержки отечественных производителей и замещения иностранных товаров, разработок и производств региональными аналогами.
Преимущество предлагаемого способа перемещения груза по горной выработке, рассмотрено работах [2-5], где очень подробно описаны работа гидроподъемников на монорельсовом транспорте в шахте, недостатки, влияющие на низкую производительность труда действующего способа перемещения груза по горной выработке, и преимущества инновационной технологии - модернизации гидроподъемников на монорельсовом транспорте в шахте, для предприятий.
В предлагаемой схеме соблюдается основное правило строповки: место застроповки стропов располагается относительно центра тяжести и грузоподъемной силы, которая находится над центром тяжести груза [6, 8, 12]. В теоретической механике груз считается поднятым и зафиксированным в пространстве в том случае, когда пары сил, произвольно расположенные в пространстве, взаимно уравновешиваются (геометрическая сумма их моментов равна нулю), то есть многоугольник, построенный на момен-
тах данных пар сил, замкнут с вершиной в точке пересечения результирующих сил [8-10,13].
Две монорельсовые каретки каждого модернизированного гидроподъемника при движении по монорельсовой балке будут иметь опору в трех точках по 32 т каждая (2 анкера по 16 т), всего 96 т (32*3). Запас прочности при подъеме и перемещении груза по горной выработке монорельсовой балки и перемещении 48-тонного груза составит два раза.
В настоящее время применяется способ подвески, при котором груз, цепи и гидроподъемники с каретками, образуя параллелограмм, создают неустойчивую систему, которую можно считать находящейся в безразличном состоянии устойчивого равновесия, то есть при выводе этой системы из состояния равновесия она стремится вернуться к этому состоянию вновь условно, так как даже равномерное движение гидроподъемника с каретками вызывает вынужденное колебание груза [6-8, 11]. При этом амплитуда колебания может быть достаточно большой, что приводит к возникновению динамических нагрузок, которые в несколько раз превосходят статические нагрузки, что, в свою очередь, обусловливает износ и поломку звеньев системы: дизельного двигателя, гидравлических приводов, поршневой группы, вулколана (рабочие приводные колеса) в подвесном локомотиве, стрелочных переводов, гидроподъемников, монорельсовых балок, роликоопор на самом локомотиве и на каретках гидроподъемников. При такой подвеске и перемещении груза, если бы монорельсовая балка не имела верхнюю полку балки, два гидроподъемника встали бы вертикально, что недопустимо.
Для промышленных предприятий, особенно в условиях кризиса, важны проекты, которые дадут возможность экономно расходовать средства на их реализацию. Такому требованию в полной мере отвечает предлагаемая технология, так как дополнительные затраты, связанные с качественным улучшением работы стропов, траверс, шкивов, цепей, минимальны; экономится расход горюче-смазочных материалов за счет уменьшения количества ходок, увеличения производительности труда и продолжительности срока службы и эксплуатации оборудования. Уменьшаются и затраты на привлечение сторонних организаций и компаний по его обслуживанию и ремонту; объем запасных частей снижается до минимума. Кроме того, сокращается штат стропальщиков и электрослесарей и экономится фонд оплаты труда.
Таким образом, в целом можно выделить
следующие преимущества предлагаемой инновационной технологии:
- уменьшение в 12 раз нагрузки на стропы, соответственно и на все механизмы гидроподъемника;
- увеличение потока грузооборота по горным выработкам на монорельсовом транспорте в два раза;
- снижение минимум на 50 % затрат на ремонт дизелевозного парка и горных выработок;
- уменьшение расходов при работе со сторонними организациями, связанными с ремонтом дизельного оборудования;
- сокращение времени монтажа-демонтажа механизированных комплексов;
- получение дополнительных доходов;
- увеличение объемов добычи полезного ископаемого;
- увеличение срока эксплуатации дизель-гидравлических локомотивов и навесного оборудования;
- снижение себестоимости 1 т добычи твердого полезного ископаемого;
- снижение металлоемкости, трудоемкости, показателя износа оборудования,
- повышение безопасности труда, сохранение жизни людей;
- позволяет поднимать груз с учетом центра тяжести, при которой взаимодействие всех подвижных тел подвижной системы можно сравнить условно с планетарным механизмом;
- не требует дополнительных конструктивных изменений в конструкции гидравлических подъемников и дизелевозов;
- позволяет перемещать более тяжелые грузы и увеличивать число перевозимых единиц груза одним локомотивом.
Рисунок 1 - УПГЮ-24 до модернизации
Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемой технологической схемы только по эксплуатационным затратам составит около десяти миллионов рублей на один дизель-гидравлический локомотив с навесным оборудованием с двумя гидроподъемниками.
Инновационная схема строповки груза и перемещения его в горных выработках, предложенная авторами статьи, по заключению Роспатента отличается новизной в решении вопросов механизации погрузочно-разгрузочных и транспортных работ в подземных условиях шахт, высоким изобретательским уровнем.
Положительная оценка технической новизны изобретения дана кафедрами теоретической и геотехнической механики, экономики и организации угольной промышленности ГБОУ ВПО КузГТУ им. Т. Ф. Горбачева, АО НЦ «ВостНИИ», ИУ РАН и др.
Ниже приведены выдержки из технического задания на модернизацию устройства подъемного гидравлического УПГЮ-24-36 (завод-изготовитель ОАО «Юргинский машиностроительный завод») рис. 1-2.
Устройство подъемное гидравлическое УПГЮ-24 (устройство) применяется для механизации подъемно-транспортных работ при операциях по монтажу и ремонту на пологих и наклонных пластах. Тяговым устройством для передвижения, поднимания груза является дизель-гидравлический локомотив марки ДПЛ-120.
Техническая характеристика.
Максимальная грузоподъемность каждого из двух гидроподъемников устройства до модернизации составляла 12 т, общая - 24 т. После модернизации грузоподъемность каждого гидроподъемника - 48 т, общая - 96 т.
Рисунок 2 - Устройство подъемное гидравлическое УПГЮ-24 до модернизации
1.Три траверсы сокращающиеся (по 16 т). Одна из них, рабочая, отличается от вспомогательных только размером коромысла (рис. 3) .
2.Кронштейны сокращающие (2 шт.) со шкивами под рабочую цепь в горизонтальной и вертикальной плоскости грузоподъемностью по 16 т и креплением через тело гидроподъемника между собой (рис. 4).
Сокращающие элементы кронштейнов и траверс могут сокращаться как чисто механически с помощью пальцев и отверстий, так и с помощью гидравлики домкратами.
3.Грузы (2 шт.) на выбор слабы рабочей цепи из тела самого гидроподъемника и кронштейнов (рис. 5).
4.Удлинение двух рабочих ветвей цепи
самого гидроподъемника на расстояние плечей кронштейнов.
5.Спаренный шарнир (две штуки) по 32 т каждый) между монорельсовыми каретками по 32 т и гидроподъемником (рис. 6), который обеспечивает поворот гидроподъемника вправо или влево на 20-25 относительно линии монорельсовой балки, а также параллельность гидроподъемника к самой балке и вертикальности расположения центра груза к точке сходящих сил.
6.Тяги прямые (2 шт.) (рис. 7)
7.Обвязка по грузоподъемности на
систему строповки груза спаренным тройным полиспастом на 48 т каждого гидроподъемника (рис. 8). Все изделия: элементы серьги со шкивами
Рисунок 3 - Вспомогательные и рабочая сокращающиеся траверсы
Рисунок 4 - Кронштейны
92
Рисунок 5 - Грузы
Рисунок 6 - Спаренный шарнир
Рисунок 7 - Тяга прямая
Рисунок 8 - Модернизированные гидроподъемники
под цепь, крюки чалочные, крюки сокращающие, и цепь строповочная - заводские, стандартные,
производимые заводами-изготовителями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Трубицына, Н. В. Обоснование концептуальных подходов к разработке программы импорто-замещения оборудования угольных шахт Кемеровской области / Н. В. Трубицына, А. С. Ярош // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2014. - № 2. - С. 6-14.
93
2. Тарасов, В. М. Совершенствование технологии работы дизель-гидравлических локомотивов и навесного оборудования в горных выработках при внедрении инновационного способа строповки и перемещения груза // Безопасность труда в промышленности. - 2009. - № 8. - С. 21-26.
3. Тарасов, В. М. Технология работы дизель-гидравлических локомотивов и навесного оборудования в горных выработках / В. М. Тарасов // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. - 2010. - № 2. - С. 155-165.
4. Патент 2333880 РФ: МПК В66С 1/12 (2006.01). Способ строповки грузов в горной выработке / Тарасов В. М., Тарасова А. В., Тарасов Д. В.; патентообладатель Тарасов В. М. - № 2007130250/11; заявл. 07.08.2007; опубл. 20.09.2008, Бюллетень № 26. - 10 с.
5. Патент 2480396 РФ: МПК В66С 1/12 (2006.01). Монтажно-демонтажный способ строповки и транспортировки лавного конвейера в горной выработке / Тарасов В. М., Тарасова А. В., Тарасов Д. В. Тарасова Н. И.; патентообладатели Тарасов В. М., Общество с ограниченной ответственностью «Ривальс Современные Инновационные Технологии» (ООО «РивальСИТ») - № 2011148728/11; заявл. 29.11.2011; опубл. 27.04.2013, Бюллетень № 12. - 10 с.
6. Оберман, Я. И. Стропальное дело / Я. И. Оберман. - М.: Металлургия, 1985. - 208. - С. 192-196.
7. Хямяляйнен, В. А. Теоретическая механика : учеб. пособие для вузов / В. А. Хямяляйнен, Р. Ф. Гордиенко, Н. А. Ведяшкина. - Кемерово: КузГТУ, 2001. - С. 30-32.
8. Заднипренко, Н. М. Погрузочно-разгрузочные работы: практическое пособие для стропальщика-такелажника / Н. М. Заднипренко, Е. М. Костенко, Л. И. Кулиева. - М.: ЭНАС, 2008. - 202 с.
9. Котельников, В. С. Рекомендации по промышленной безопасности для специалистов (лиц), ответственных за безопасное производство работ мостовыми, козловыми и железнодорожными кранами: сб. документов / В. С. Котельников, Н. А. Шишков. - М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2006. - 140 с. - (Серия 10, выпуск 67).
10. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов (ПБ 10-382-00). -М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2006. - 140 с. - (Серия 10, выпуск 65).
11. Яворский, Б. М. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. - М.: Наука, 1974. -
942 с.
12. Буялич, Г. Д. Повышение эффективности работ на монорельсовом транспорте / Г. Д. Буя-лич, В. М. Тарасов, Н. И. Тарасова // Горный инженер. - 2013. - № 1. - С. 202-207.
13. Тарасов, В. М. Совершенствование технологии работы дизель-гидравлических локомотивов и навесного оборудования в горных выработках при внедрении инновационного способа строповки и перемещения груза / В. М. Тарасов // Мат-лы VIII Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в промышленно развитых регионах» (Кемерово, 12 ноября 2009 г.). Том 1. — Кемерово, 2009. - С. 219-226.
HYDRAULIC HOISTS MODERNIZATION ON SUSPENDED MONORAIL TRANSPORT AFTER THE EXAMPLE OF THE UPGYU-24 LIFTING DEVICE
Buyalich G. D., Tarasov V. M., Tarasova N. I., Tarasov D. V.
We consider a new way of slinging and load handling in cramped conditions of a mine opening, which improves the efficiency of load transfer operations by using the method of branch-type slinging, the performance and safety of miners, increases the amount of transported load, reduces the equipment wear.
Key words: MINE OPENING, HYDRAULIC HOISTS MODERNISATION, SLINGING AND LOAD TRANSFER INNOVATIONAL METHOD, EFFICIENCY, SAFETY
Буялич Гзннадий Даниилович е-таН: gdb@kuzstu.ru
Тарасов Владимир Михайлович е-таН: indsafety@yandex.ru
Тарасова Нина Ивановна е-таИ: indsafety@yandex.ru
Тарасов Дмитрий Владимирович е-mail: ddd-1994@yandex.ru
