Глава 6. Эксплуатационные методы замедления старения машины
6.1. Условия работы машины
Современные горные машины эксплуатируют в тяжелых условиях, связанных с ограниченностью габаритов, абразивностью горных пород, запыленностью атмосферы, воздействием агрессивных шахтных вод. Процесс нагружения горных машин носит случайный характер и определяется изменяющимися силами сопротивления пород разрушению и транспортированию. Для горной техники на открытых разработках, кроме того, характерен широкий диапазон изменения температур: от +40 °С до –60 °С.
Высокий уровень оснащения горных предприятий механизированными комплексами, развитие комплексной механизации предъявляют повышенные требования к безотказности и долговечности горных машин, так как нарушение нормального режима работы хотя бы одной машины влечет за собой снижение производительности или даже простой всего комплекса оборудования и невосполнимые потери добычи.
Недостаточная безотказность и долговечность приводят к необходимости их резервирования: резерв буровых станков может доходить до 15 %, угольных комбайнов - до 18 % и т.д., повышается объем требуемых запчастей, возрастают объемы аварийных, текущих и капитальных ремонтов. Учитывая сложность проведения ремонтов горных машин, становится весьма актуальной задача повышения долговечности деталей с целью замедления старения горных машин.
Показатели старения машины зависят от тех условий, в которых эксплуатируется машина, и от режимов ее работы. Окружающая среда оказывает существенное влияние на работу тех машин, которые функционируют вне производственных помещений и имеют непосредственный контакт с атмосферой или иной средой. В периоды работы горных машин при низких температурах, например, экскаваторов на Крайнем Севере, параметр потока отказов увеличивается в 2,2-2,3 раза, коэффициент технического использования - в 1,6-2,4 раза, и, следовательно, значительно интенсифицируется старение машины. При работе зубчатых колес, осей и валов, изготовленных из марганцовистой стали 14Г2 и работающих при низких температурах (t° = -50-60 °С), их ударная вязкость понижается почти в 30 раз (с 9,5 до 0,3).
При работе деталей в агрессивной среде резко снижается их долговечность. Так, например, детали из стали 40Х при работе в шахтной воде (рН=5,6) снижают усталостную прочность в 2-3 раза по сравнению с работой в атмосфере. При откачке рудничной воды высокой кислотности ротор обычного центробежного насоса приходит в негодность уже после 30-40 часов работы.
К эксплуатационным путям повышения долговечности и снижения интенсивности старения относится создание нормальных условий работы горных машин. Эти условия сводятся к систематическому контролю за тем, чтобы машину не заливало агрессивными подземными водами, а в зоне работы машины меньше было агрессивной пыли. Рабочая площадка должна быть свободной от крупных кусков горных пород и не должна иметь ухабов. Кровля выработанного пространства шахты, где работает машина, должна исключать возможность обвала. Во все время взрывных работ горное оборудование необходимо удалять из области взрыва, для чего специально предусматриваются места его расположения и др.