CC BY
25
Gilev Anatoliy - doctor of technical sciences, Professor of the Department of mining machines and complexes of Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia, e-mail: anatoliy.gilev@gmail.com
Bovin Konstantin - post-graduate student of the Department of Mining Machines and Complexes of Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia, e-mail: koct.91@mail.ru.
Kuular Olcha - post-graduate student of the Department of Mining Machines and Complexes of Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia, e-mail: mongysh1@rambler.ru
УДК 625.08
ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ОТКАЗОВ ГОРНЫХ МАШИН НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА
СЛ. Евтюков
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург О.Л. Чооду
Тувинский государственный университет, г. Кызыл
THE MAIN CAUSES OF FAILURE OF MINING MACHINES ON THE TERRITORY OF THE REPUBLIC OF TYVA
S. A. Evtyukov
Saint-Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, Saint-Petersburg
O. A. Choodu Tuvan State University, Kyzyl
В статье обосновывается необходимость создания нового направления в формировании парков машин и оборудования для различных отраслей народного хозяйства страны в зависимости от условий местности. Предлагаются пути создания высокоэффективных парков с интеграционной адаптивностью к новым достижениям в науке и технике.
Ключевые слова: парк машин, техническая эксплуатация, рельеф, адаптация, наука.
The article explains the need for a new direction in the formation of the parks of machinery and equipment for various sectors of the economy of the country, depending on local conditions. The ways of creation of highly parks integration adaptability to new developments in science and technology.
Key words: fleet, technical maintenance, relief, adaptation, science.
Учитывая сложность и жесткость рельефа и климата республики (см. рис. 1) обращаем особое внимание на нормативные документы в частности на МДС 128.2007. Нормативный документ «Рекомендации по организации технического обслуживания и ремонта строительных машин МДС 12-8.2007», разработанный ЦНИИОМТП, содержит типовые нормы периодичности, продолжительности и трудоемкости технического обслуживания и ремонта этих машин. Техническое
обслуживание и ремонт машин должны выполняться на основе диагностирования их технического состояния. Мероприятия по техническому обслуживанию и ремонту машин должны разрабатываться и осуществляться с учетом эксплуатационной (по ГОСТ 2.601-95) и ремонтной (по ГОСТ 2.602-95) документации заводов-изготовителей, а также требований к техническому состоянию машин и правил безопасной эксплуатации, установленных Госгортехнадзором, Госавтоинспекцией и государственными нормативно-техническими документами.
Для обеспечения высокого уровня качества технической эксплуатации строительных машин строительные организации должны разрабатывать и внедрять системы управления качеством эксплуатации строительных машин (УКЭСМ) согласно требованиям ГОСТ 25646-95 и с учетом рекомендаций ГОСТ 40.9001-88, ГОСТ 40.9002-88.
Анализ технической эксплуатации горных, дорожно-строительных машин (ГДСМ) в предприятиях Республики Тыва, показал, что указанные выше нормативные документы, предусматривающие типовые правила технического обслуживания и ремонта, не в полной мере учитывают особенности природно-климатических факторов Республики Тыва, в связи с чем использование горных, дорожно-строительных машин производится недостаточно эффективно и уровень производственной эксплуатации и экономическая эффективность горных, дорожно-строительных машин значительно ниже предусмотренной нормативными документами.
Н Средняя температура, °С I U Средняя температура, °С II
(Средняя температура, °С VII уСредняя температура, °С VIII
U Среднегодовая И Абсолютный минимум
I Абсолютный максимум В Амплитуда температур w Абсолютная высота (м)
Рис. 1 Температура воздуха на территории Республика Тыва
Известно (П.И. Кох 1981; Б.И. Ким 2000; Н.Н. Карнаухов, 2005), что на производительность дорожно-строительных машин в основном оказывают влияние конструкторско-технические, природно-климатические, организационные, технологические и социально-экономические факторы.
В частности, в зависимости от высоты местности, на которой производятся дорожно-строительные работы, в значительных пределах изменяется мощность двигателей дорожно-строительных машин. В рис. 2 приведены данные об изменениях мощности различных двигателей с изменением высоты над уровнем моря (А.Н. Максименко 2004).
■ Ряд1 ■ Ряд2 ■ Ряд3 ■ Ряд4 ■ Ряд5
Рис. 2 Изменение мощности различных двигателей с изменением высоты над уровнем моря (Н) * ДД - дизельные двигатели; ** КД - карбюраторные двигатели.
Как видно из Рис. 2, дизельные двигатели с наддувом на высоте 4000 м теряют мощность на 14%, без наддува на 29%, а карбюраторные на 57%.
Это приводит к повышенному расходу топлива и значительному износу двигателей.
В данном случае, среди прочих, природно-климатические факторы республики вызывают в горных дорожно-строительных машинах увеличение вероятности случайных перегрузок, повышенный износ сопряженных элементов конструкций, ускоренные усталостные явления и т.п., что в конечном итоге приводит к уменьшению их надежности и увеличению количества и стоимости работ по техническому обслуживанию и ремонту.
Интенсивность воздействия всего комплекса климатических факторов на свойства материалов и надежность технических устройств удобно учитывать с помощью коэффициентов климата и рельефа местности (П.И. Кох 1981).
Здесь под термином техническая жесткость климата понимается интенсивность воздействия комплекса климатических факторов на свойства
материалов и надежность технических устройств. Для определения технической жесткости П.И. Кохом была разработана математическая модель в виде многофакторной функции следующего вида:
N к , N п , S к , S п , = / [0 (т), I (т), СГ(т), и(т), <р(т), П (т), Тм ]
(1)
где М, Ып- обобщенные показатели технической жесткости соответственно холодного климата и погоды; 5к, 5п - то же, жаркого климата и погоды; 0- суммарная солнечная радиация; I - температура наружного воздуха; ст - средняя амплитуда суточных колебаний температуры воздуха; и -средняя скорость ветра; ф -относительная влажность воздуха; пая. - атмосферные явления, влияющие на надежность машин; Тх.я. - время действия отрицательных и положительных температур воздуха в течении года.
Однако эта формула не учитывает зависимость изменений климатических факторов от изменения рельефа местности, что является весьма существенным для территории Республики Тыва, как видно из Рис.1, на ее территории в значительной степени изменяются параметры климата в зависимости от рельефа местности.
.к«?
к«^
*г
Высокие горы выше 3000 Средневысотные горы 1000-2000 Низкие горы 500-1000
Низкие горы 500-1000 Высокие горы выше 3000
Средневысотные горы 1000-2000
Рис. 3 Изменение коэффициентов ка.д, бсниж. и иизм. при изменении высоты над уровнем моря
Для решения этой проблемы была разработана методика расчета зависимости интенсивности воздействия факторов климата от рельефа местности.
В соответствии с предложенной методикой в формулу (1) вводится корректирующий коэффициент Хрел, которым учитывается зависимость температуры воздуха и скорости ветра от изменения рельефа местности с помощью
коэффициентов kafl. - коэффициента зависимости атмосферного давления от высоты, бсниж. - коэффициента, учитывающего зависимость температуры воздуха от высоты над уровнем моря и иизм. - коэффициента зависимости изменения скорости ветра от высоты над уровнем моря.
Указанные коэффициенты определялись по формулам (Н.А. Кузьмин 2002):
kad = Po(1 (2)
■ ■ 44300
S . = tn - 0.065 H (3)
snig 0 47
где ка.д и бсниж. - давление и температура на высоте Н; P0 и U - давление и температура на высоте уровня моря.
В Рис. 3 представлены вычисленные значения коэффициентов ка.д., бсниж. и коэффициент иизм.- зависимости изменения скорости ветра от высоты над уровнем моря, определенный ГОСТ 1451-77.
С использованием результатов рангового анализа и уравнения (1) формула для определения технической жесткости холодного климата в баллах (условных показателях) примет вид:
NK = [(0,75 tmn ср. + 0,25абс. )(1 + 0,015 ах)(1 + 0,015 их)(1 + 0,26 Фх) х х (1 + 0,26nTM.)(1 + 0,022 хх)]хрел. (4)
где t - значение средних минимальных температур воздуха за три наиболее холодных месяца, градус С; абс - среднее значение абсолютного минимума
температуры воздуха за три наиболее холодных месяца, градус С; а х - средняя непериодическая амплитуда суточных колебаний температуры воздуха за три наиболее холодных месяца, градус С; и х - средняя скорость ветра за три наиболее
холодных месяца, м/с; ф х - среднее значение относительной влажности воздуха за
три наиболее холодных месяца в долях единиц; n - среднее значение за месяц
числа дней с туманом и метелью за три наиболее холодных месяца; хх -
продолжительность действия в месяцах средней температуры воздуха ниже нуля;
Хрел - коэффициент, учитывающий характер рельефа местности.
Вероятность безотказной работы ГДСМ за время т при воздействии основных факторов выражена следующей зависимостью (П.И. Кох 1981):
m
Рк (х) = П (1 - qt (х)) (5)
i=1
где, ^ (т) - вероятность отказа машины вследствие воздействия / - го
климатического фактора.
С учетом факторов, влияющих на вероятность безотказной работы ДСМ, формула (5) примет вид:
Рк (т) = [1 - дв (г)][1 - д, (Г)][1 - д„ (г)][1 - ди (г)][1 - д^ (г)][1 - дт (т)] (6)
где 0 - суммарная солнечная радиация; I - температура наружного воздуха; ст -средняя амплитуда суточных колебаний температуры воздуха; и - средняя скорость ветра; ф - относительная влажность воздуха; п - атмосферные явления, влияющие на надежность машин; т - время действия отрицательных и положительных температур воздуха в течении года.
Как видно из формулы (6), П.И. Кохом не учтены особенности параметров климата, характеризуемые как жесткость, в состав которых входит и рельеф местности.
Поэтому для более точного определения вероятности безотказной работы машин, с учетом особенностей рельефа, здесь так же, как и при определении жесткости климата, необходимо ввести поправочный коэффициент Хрел.
При этом формула (6) примет вид:
Рк (т) = [1 - дв (Г)][ 1 - д, (г)][ 1 - да (г)][ 1 - ди (г)][ 1 - д^ (г)][ 1 - дт (г)] Хрш (7)
Как известно, для характеристики эксплуатации ДСМ используется коэффициент использования машин по времени в течение смены Кв, определяемый по формуле:
* в = (8)
В Т
с
где Тс - время смены; ^ - продолжительность всех видов простоев; здесь
= к + ^ +, +, , (9)
П Т ТО рем . орг. ' V '
где - продолжительность простоев на технологическое обслуживание;
- продолжительность простоев на техническое обслуживание; ^ -
продолжительность простоев на все виды ремонта; 7 - продолжительность
простоев по организационным причинам и метеоусловиям.
Поскольку, как видно из формулы (6), вероятность безотказной работы Рк(т) зависит от Хрел, то этот параметр должен учитываться при определении производительности ДСМ, графиках технического обслуживания и ремонта, а также
при определении экономических показателей их эксплуатации, в связи с чем введем этот параметр в формулу°(8):
Т -У tn
К В = с У X Рд (1°)
с
Из вышесказанного видно, что факторы рельефа местности в значительной степени влияют на техническую эксплуатацию ДСМ и являются одним из основных параметров, которого нужно учитывать при формировании парков ДСМ.
Библиографический список
1. Чооду О.А. Проблемы эксплуатации дорожных и строительных машин /О.А. Чооду // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2008. - № 70.- С. 67 - 73.
2. Сизиков С.А., Евтюков С.А., Скрипилов А.П. Оптимизация комплексно-механизированных работ в строительстве: учебное пособие / С.А. Сизиков, С.А., Евтюков, А.П. Скрипилов. - СПб.: СПбГАСУ, 2011. - 159 с.
3. Чооду О.А. Разработка методики оценки влияния климатических условий на эксплуатацию дорожно-строительных машин (на примере территории Республики Тыва): дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04. - СПб., 2009. - 128 с.
4. Чооду О.А. Эксплуатация горных транспортно-технологических машин на месторождениях полезных ископаемых на территории РТ / О.А. Чооду // Вестник ТувГУ. 2014. № 3(22). С. 92 - 102.
5. Евтюков С.А., Подопригора Н.В. Совершенствование методики вычисления остановочного пути / С.А. Евтюков, Н.В. Подопригора // Вестник гражданских инженеров. 2012. №4 (33). - С. 92 - 102.
Bibliograficheskij spisok
1. Choodu O.A. Problemy ehkspluatacii dorozhnyh i stroitel'nyh mashin /O.A. CHoodu // Nauchno-tekhnicheskievedomostiSPbGPU. 2008. - № 70.- S. 67 - 73.
2. Sizikov S.A., Evtyukov S.A., Skripilov A.P. Optimizaciya kompleksno-mekhanizirovannyh rabot v stroitel'stve: uchebnoe posobie / S.A. Sizikov, S.A., Evtyukov, A.P. Skripilov. - SPb.: SPbGASU, 2011. - 159 s.
3. Choodu O.A. Razrabotka metodiki ocenki vliyaniya klimaticheskih uslovij na ehkspluataciyu dorozhno-stroitel'nyh mashin (na primere territorii Respubliki Tyva): dis. ... kand. tekhn. nauk: 05.05.04. - SPb., 2009. - 128 s.
4. ChooduO.A. Ehkspluataciya gornyh transportno-tekhnologicheskih mashin na mestorozhdeniyah poleznyh iskopaemyh nat erritorii RT / O.A. CHoodu // VestnikTuvGU. 2014. № 3(22). S. 92 - 102.
5. Evtyukov S.A., Podoprigora N.V. Sovershenstvovanie metodiki vychisleniya ostanovochnogo puti / S.A. Evtyukov, N.V. Podoprigora // Vestnik grazhdanskih inzhenerov. 2012. №4 (33). - S. 92 - 102.
Чооду Остап Андреевич - кандидат технических наук, доцент, Тувинский государственный университет. E-mail: ostap1981@mail.ru
Евтюков Сергей Аркадъевич - доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
ChooduOstapAndreevich - candidate of technical Sciences, associate Professor of the Tuvan state University. ostap1981@mail.ru.
Evtyukov Sergey Arkadevich - Doctor of Technical Sciences, Professor, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering.
УДК 620.9.001.12/18
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
РЕСПУБЛИКИ ТЫВА И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
Кенден К.В.
Тувинский государственный университет, г. Кызыл
ANALYSIS OF THE STATE OF POWER SUPPLY OF SETTLEMENTS OF TUVA REPUBLIC AND PROSPECTS OF ITS IMPROVEMENT
Kenden K.V.
Tuvan state University, Kyzyl
В статье анализируется структура и особенности существующей автономной системы электроснабжения изолированных потребителей Республики Тыва, показаны пути их совершенствования, обоснованы возможности применения солнечной энергетики и энергии малых рек на территории Тувы.
Ключевые слова: изолированные потребители, дизельные электростанции, возобновляемые источники энергии, энергия Солнца, малые гидроэлектростанции.
The article made an analysis of the structure and features of the existing autonomous electrical system isolated consumers of the Republic of Tuva, the ways of their improvement, substantiated the possibility of applying solar energy and energy of small rivers on the territory of Tuva.
Key words: isolated consumers, diesel power plants, renewable energy, solar energy, small hydro power plants.
Особенности электроснабжения изолированных населенных пунктов
На 65 % территории России имеются зоны с автономным энергоснабжением, где проживают порядка 15 млн. человек с общей установленной мощностью электростанций 17 млн. кВт (рис. 1).
