CC BY
52
дарно-переменные нагрузки, сильная запыленность горных забоев, большой диапазон разницы температур, просто непредвиденные ситуации по неопытности начинающего машиниста, это только небольшой ряд ситуаций, с которыми сталкивается горная техника в работе.
Эффективная эксплуатация гид-рофицированной техники в условиях холодного климата, по сравнению с работой этих машин в умеренном климате, имеет свои особенности. Необходимо учитывать, что надежность и стабильность работ гидроаппаратуры находится в прямой зависимости от вязкости рабочей жидкости и ее постоянства.
В зимнее время года, когда температура окружающего воздуха может опускаться до - 50 °С, ситуация усугубляется повышением вязкости масла, затвердеванием и увеличением хрупкости резиновых пыльников, манжет и уплотнений. Возрастает число отказов сборочных единиц, увеличивается время на их устранение, усложняются условия труда машинистов.
Из-за значительного повышения вязкости масла может происходить разрыв сплошности потока, явления кавитации и др. Значительно ухудшается всасывающая способность насосов. Также возрастает сопротивление в трубопроводах, что ведет к снижению КПД аксиально-поршневых насосов до 0,60-0,63.
При длительных остановках машины в зимний период происходит конденсирование влаги в баке, 1 % содержания которой ускоряет образо-
шается. Масло в гидравлической системе играет очень важную роль и выполняет одновременно несколько жизненно важных для гидравлической машины функций, поэтому игнорирование вышеперечисленного может привести к неоправданному выходу из строя целых узлов и, соответственно, незапланированным простоям.
Для уменьшения влияния данных факторов производители гидравлического оборудования разрабатывают ряд мероприятий, позволяющих увеличить срок службы гидравлических машин. Здесь в первую очередь уделяется внимание вопросу о запуске не работавшей некоторое время машине в зимнее время года.
Специалисты фирмы «Ингер-сол-Рэнд» совместно с электромеханической службой разреза «Не-рюнгринский», разработали методику запуска холодной машины, которая содержит следующие операции:
1. На выключенной машине всем нагревателям дается возможность прогреть компрессорное масло и гидромасло до вязкости 862 сСт. Это максимальная вязкость при холодном запуске, рекомендуемая изготовителями насосов, для синтетического масла «Мобил АТФ». Это должно занять примерно 30 минут, при окружающей температуре около -18 °С. Время прогрева увеличивается соразмерно температуре окружающего воздуха.
2. Запустить машину, убедившись, что режимный переключатель стоит в положении «бурение», а кузовные вентиляторы выключены. Дать воз-
© В.С. Квагинидзе, А.П. Розентуль, 2002
УДК 66.232.8.004.12+658.382(043.3)
В.С. Квагинидзе, А.П. Розентуль,
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ГИДРООБОРУДОВАНИЯ БУРОВЫХ СТАНКОВ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
вание пены. Наличие пены интенсивно окисляет масло и детали гидроаппаратов, а также ухудшает механические характеристики передачи. Стойкость пены с повышением температуры масла уменьшается, и при температуре масла выше + 70°С она разру-
можность поработать без нагрузки до вязкости масла 108 сСт. 2. Датчик температуры при этом покажет примерно +13 °С. Это займет примерно 15 мин., в зависимости от окружающей температуры. Что дает возможность маслу циркулировать по систе-
ме открытого контура в цепях: вентилятора, управления, вспомогательных операций мачты, компрессора и т.д.
3. Включить подачу воздуха на забой и тем самым дать возможность прогреть редуктор вращателя. Через некоторое время загрузить главные насосы (на половину хода рычага управления) для начала циркуляции прогретого масла через главный клапан. Это займет примерно 15 минут до достижения температуры 13 °С.
4. Медленно сдвинуть контроллер «вращение» и выставить им скорость 25 об/мин. Ждать около 2 минут, затем медленно увеличить обороты до 75 об/мин. Также выдержать 2 мин.
5. Смотреть на термометры -их показания должны укладываться в предел температур от +13 °С до + 49 °С для гидросистемы и + 82 °С для компрессора. Нагреватели должны быть выключены, а кузовные вентиляторы включены.
Далее рекомендуется приступать к работе без каких-либо ограничений. Стоит отметить, что сами представители фирмы не имели опыта эксплуатации машин при температуре ниже -30 °С. Также гидравлическая схема бурового станка не имеет системы прогрева (циркуляции теплого масла) всех рабочих органов: домкратов го-ризонтирования, двигателей вращения бурового става и двигателей подачи на забой, цилиндров подъема -опускания мачты. Такой схемой снабжена только цепь ходовых гидродвигателей, чего явно недостаточно для более эффективной эксплуатации буровых станков на Крайнем Севере.
В данном случае необходима доработка существующей гидравлической схемы. Для снабжения основных гидродвигателей подачи и вращения системой циркуляции теплого масла необходимы незначительные по трудоемкости и материальным затратам мероприятия.
С понижением температуры окружающего воздуха возрастает опасность хрупких разрушений металлоконструкций от динамических нагрузок. Имеет место реализация идеи уменьшения производительности главных насосов в периоды сильных морозов посредством сезонной регулировки электрических приводов. Будет уменьшена производительность основных операций бурения - усилие
Схема направлений потоков холодного и прогретого масла
подачи на забой и момент вращения бурового инструмента, также снизится нагрузка на гусеничные ленты в режиме хода. Данное мероприятие дает двойственный эффект, с одной стороны, возрастает время бурения одной скважины и время переезда к следующей. Соответственно, сокращается техническая производительность машины. Но при этом одновременно сокращаются общие простои оборудования, вызванные неплановыми ремонтами от разрушений конструкций у которых в сильные морозы возрастает хрупкость метала.
Самые большие неплановые простои горных машин начинаются после нарушения регламента актирования холодных дней, когда температура воздуха опускается ниже - 40 °С. Но если большинство экскаваторного парка имеет в своей конструкции устройства, позволяющие уменьшать нагрузку на ведущие привода в зависимости от окружающей температуры, то буровые станки <ЮМ-Н» таковыми устройствами не обладают.
Эти мероприятия должны позволить увеличить коэффициент технического использования бурового парка в целом и суммарную производительность машин.
Следующий вопрос о проблеме влияния низких температур на состояние гидрооборудования бурстан-ков <ЮМ-Н» относится к радиаторам охлаждения гидравлического и компрессорного масла. После четырехлетней эксплуатации появилась проблема долговечности масляных радиаторов, выраженная в появлении трещин вокруг запаянных в бачки охлаждающих трубок. Сам по себе радиатор в гидравлической схеме является обычным дросселем, придающим перепад давления охлаждающей магистрали. Находящийся в этой линии термостат при запуске холодной машины открыт.
Но даже открытый термостат имеет небольшое сопротивление. Этот узел также представляет из себя дроссель (по схематическому включению), который создает перепад давления на входе, передавая этот перепад на вход радиатора. И так как он включен в схему параллельно, то половина нагрузки холодного потока масла, имеющего повышенную вязкость, приходится и на входной бачок радиатора и соответственно на впаян-
ные в него трубки, которые и повреждаются. Ниже приводится схема линии охлаждения масла, где видно и понятно направление потока для прогретого и холодного масла.
На рисунке обозначен термостат, включенный в линию охлаждения параллельно масленому радиатору. Поток холодного масла проходит через открытый канал термостата, затем, когда масло набирает рабочую температуру, проход уже прогретого масла через термостат прекращается заслонкой термопары и масло начинает циркулировать через радиатор охлаждения. Если бы термостат был расположен последовательно, весь напор холодного масла приходился бы на корпус самого термостата, чем будет спасена конструкция радиатора.
При этом возможны лишь конструктивные неувязки. Может понадобиться корпус термостата иной конструкции.
Во время эксплуатации гидравлических машин происходит постоянные потери масла. Эти, в конечном итоге большие объемы собираются по незаметным на первый взгляд потерям, которые можно замечать каждую смену. Потеря масла через уплотнение с нарушенной герметичностью продолжается несколько смен, если такого уплотнения нет на складе. При замене аварийного узла (насоса, двигателя, цилиндра) потери масла исчисляются уже десятками литров.
Но самые существенные потери происходят при преждевременной замене масла после его загрязнения разрушенными компонентами гидроузлов. Когда на одном буровом станке происходит несколько поломок подряд, фильтра забиваются настолько, что масло проходит через байпас и уже не очищается, а в системе и гидробаке «гуляют» многие виды мусора, ведущие к дальнейшему разрушению еще рабочих узлов. Слитое по таким причинам масло уже не используется, хотя мировой опыт имеет немало примеров, показывающих пути к регенерации недоиспользованного по ресурсу масла. В данном случае необходима мо-
бильная передвижная установка по регенерации масла, не отработавшего свой технологический ресурс. Такие установки изготавливаются на отечественных машиностроительных заводах по индивидуальным заказам. Для повышения надежности горных машин и продления срока службы гидравлических компонентов, необходимо соблюдение эксплуатационной технологичности гидропривода.
Требования к гидрооборудованию, обеспечивающие эксплуатационную технологичность, зависят от назначения гидропривода и включают в себя в основном следующее:
• конструкция гидропривода должна позволять определять места внутренней негерметичности без демонтажа агрегатов;
• к трубопроводам должен быть обеспечен свободный доступ для проверки их состояния и замены;
• гидробаки должны быть легко доступными и съемными;
• фильтры гидросистемы и гидробаков должны быть легко доступными, при снятии фильтров не должно быть утечек масла;
• насосы должны устанавливаться в легко доступных местах с надежным и быстросъемным креплением;
• замена насосов должна производиться без перемонтажа деталей со снимаемого агрегата на вновь устанавливаемый, утечка жидкости из системы при этом исключается;
• должен быть обеспечен контроль давлений при проведении ТО;
• должна быть предусмотрена унификация гидроагрегатов со сравнительно малым ресурсом работы.
Эксплуатационная технологичность гидрооборудования горных машин опирается на планирование ТО и
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
ремонтов, что заключается в выборе таких периодов времени между ТО и ремонтами и установлении такого
объема ремонтных работ, которые позволяют эксплуатировать системы с максимальной эффективностью.
Квагинидзе В. С. — кандидат технических наук, доцент, ГУП «Якутуголь». Розентуль А.П. — инженер ГУП «Якутуголь».
