Московский государственный горный университет
І!;!;!;!:і іСЕМИНАР 7.............................г:!:!:!:!:
і ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМ Е «Н ЕДЕЛЯ : ГОРНЯ КА
99»*::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
;;;::::::::МОСКйА, : МГГУ, 25.Ь1;99 - 29,01.99
© Г.А. Боярских, Н.П. Дергунов, 2000
УДК 620.1:622
Г.А. Боярских, Н.П. Дергунов
ПРИНЦИПЫ И ЗАДАЧИ МОНИТОРИНГА НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ГОРНОЙ .ПРОМ ЫШЛЕННОСТИ:,
Актуальность увеличения эффективности использования машин, применяющихся в горной промышленности, определяется изменившимися экономическими и экологическими требованиями перед предприятиями горнодобывающей отрасли. Это необходимо для поддержания уровня рентабельности и выполнения экологических требований по ведению работ. Затраты на использование горных машин составляют более половины всех затрат на добычу полезного ископаемого и по существу определяют рентабельность горных предприятий. В этих затратах основную часть составляют стоимость горного оборудования, затраты на его эксплуатацию и ремонт, потери из-за нормативных простоев и неполного внутрисменного использования. Для максимально полного использования ресурса горных машин и их механизмов, для снижения эксплуатационных расходов по поддержанию их в работоспособном состоянии и для повышения безопасности при ведении горных работ необходимо своевременное получение информации о текущем техническом состоянии машины и отдельных ее узлов, а также о развитии тех процессов, происходящих в узлах наибольшего энергопотребления (и, следовательно, износа), которые приводят к снижению техникоэкономических показателей горных машин и могут вызвать полную потерю их работоспособности. Является установленным фактом - 80 % отказов горной техники вызывается повышенным износом узлов трения и 20 % приходится на поломки деталей,
подавляющая часть которых обусловлена усталостью. Феноменологические модели этих явлений хорошо изучены и потому в настоящем докладе излагается способ управления совместной эксплуатацией карьера (в качестве примера) и системой технического обслуживания горной машины, основанный на применении диагностики при учете условий ее работы в карьере. С помощью мониторинга можно устанавливать текущую длительность ремонтного цикла и осуществлять выборочный ремонт по рассчитываемому остаточному ресурсу. В этой постановке экономико-математическая модель карьера определяется периодичностью ремонта и длительностью жизненного цикла элементов горных машин с учетом затрат на выборочные ремонты и замены деталей и узлов (или их ремонты с учетом загрузки оборудования ремонтной базы). Путем имитационного моделирования возможно получение статистических характеристик случайной функции всех нагрузок на элементы горной машины. Применяя надежно определяемые из специального эксперимента феноменологические характеристики изнашивания материалов, получим процесс изменения геометрических размеров этих элементов и время, за которое размеры достигнут критических значений. Так становится возможным определение предельного состояния показателей качества и срока службы главных элементов конкретной установки или оценка конструктивных мероприятий по улучшению показателей или увеличению надежности. Становится возмож-
ным следить за изменением технического состояния машины с целью предупреждения возникновения внезапных отказов и прогнозирования остаточного ресурса. Тяжелые условия работы и сложный характер нагрузки приводят к снижению межремонтного периода эксплуатации мобильной техники и к большому удельному весу простоев по техническим причинам. На восстановление техники затрачивается большое количество трудоресурсов, материалов, запасных частей. Многообразие условий использования горных машин приводят к широкому диапазону (спектру) нагрузок, действующих в их элементах. Компактные габариты наряду с большой мощностью приводных двигателей обуславливают высокую энергонапряженность элементов горных машин и их сопряжений: деталей трансмиссий, зубчатых передач, подшипников опор, гидроаппаратуры, исполнительных органов. В указанных условиях развиваются необратимые процессы в элементах машин, которые оказывают решающее влияние на функционирование машины в целом. Для повышения эффективности использования машин и решения других проблем их эксплуатации необходимо управлять состоянием машин при использовании диагностирования, прогнозируя безотказность, долговечность, межремонтный ресурс, расход запасных частей, эксплуатационные затраты и другие важные показатели.
В работе исследовалось также влияние процессов старения горных машин на их состояние путем физического и численного моделирования, изменения параметров прочности, надежности и стоимости их восстановления при эксплуатации. Полученные в аналитическом и графическом виде технико-экономические модели состояния горных машин позволяют решить следующие инженерные задачи:
• выбрать критерии предельного состояния, оптимизировать структуру ремонтных циклов и сроки службы машин;
• минимизировать затраты на текущий и капитальный ремонты;
• рассчитать оптимальный резервный фонд запасных частей;
Г орный информационно-аналитический бюллетень
Л®1
• сформировать эффективный механизм управления качеством и надежностью машин при производстве, эксплуатации и ремонте.
Таким образом, применение единичных и комплексных показателей оценки технического состояния машин позволяют обосновать оптималь-
ное предельное состояние по энергозатратам, надежности и стоимости ремонта.
Боярских Г.А., Дергунов П.П. У демия, I. Ккаюринбур!
ральская государавенная горно-геологическая ака-