§ 2. Факторы, определяющие надежность горных машин

Высокие темпы развития отечественного машиностроения и появление сложных, высокопроизводительных и дорогостоящих машин поставили перед наукой и производством ряд новых проблем. Одной из них является проблема повышения надеж­ности машин, относящаяся к числу наиболее актуальных, воз­никающих с развитием техники (ГОСТ 13377—75).

Н ад еж ность — свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных экс­плуатационных показателей в заданных пределах, соответствую­щих заданным режимам и условиям использования, техническо­го обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность характеризуется безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью машины.

Безотказность — свойство машины непрерывно сохра­нять работоспособность в течение некоторого времени или не­которой наработки. Безотказность оценивается пятью показате­лями: наработкой на отказ Го. вероятностью безотказной рабо­ты машины в течение требуемого времени, средней наработкой до отказа, интенсивностью отказов и параметром потока отка­зов. Отказом называется событие, заключающееся в нарушении работоспособности иашины.

Наработкой на отказ для различных машин может служить время устойчивой работы или количества выпущенной продук­ции между двумя последовательными отказами. Например, на­работка электродвигателя может измеряться в часах работы, магнитного пускателя — в циклах включения, а наработка выемочного комбайна — в тоннах добытого угля.

Долговечность — свойство машины сохранять работо­способность до наступления предельного состояния при установ­ленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Предельным называется такое состояние машины, при кото­ром ее дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, или неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы, или неустранимого снижения эффективности эксплуа­тации ниже допустимой, или необходимости проведения сред­него пли капитального ремонта.

Причиной предельного состояния может быть как физичес­кий, так и моральный износ.

Показателями долговечности сл\ жат срок службы и ре­сурс. Срок службы — календарная продолжительность эксплуа­тации машины от се начала или возобновления после среднего

Ю

i

или капитального ремонта до наступления предельного состоя­ния. Под ресурсом понимают наработку машины от начала эксплуатации или. ее возобновления после среднего или капи­тального ремонта до наступления предельного состояния.

Чем выше долговечность машины, тем больше продукции она может выпустить за свой срок службы и тем дешевле будет продукция. Следовательно, долговечность машин положительно сказывается на экономике работы предприятия и народного хо­зяйства в целом.

Ремонтопригодность — свойство машины, заключаю­щееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причпТ* возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения ремонтов и технического об­служивания. Показателями ремонтопригодности машины слу­жат среднее время восстановления 7_R и вероятность-восстанов­ления в заданное время.

Для обеспечения ремонтопригодности горное оборудование должно соответствовать следующим условиям:

взаимозаменяемость однотипных узлов и деталей;

удобство транспортирования машины при спуске в карьер Или шахту и по горным выработкам;

удобство монтажа в горных условиях;

возможность выполнения монтажа и демонтажа без разбор­ки узлов;

хороший доступ к узлам для их осмотра;

обеспечение легкой регулировки узлов и соединений;

использование сменных элементов, упрощающих ремонт (втулок, вкладышей, гильз, сухарей и других легкозаменяемых деталей и компенсаторов износа);

в некоторых деталях необходимо предусматривать специаль­ные припуски на обработку при ремонтах (например, по тод-щине дисков фрикционных муфт, которые деформируются во время работы, по толщине торцевых стенок корпусов вихревых насосов и т. п.);

наличие базовых плоскостей деталей для удобства контроля их износа.

Сохраняемость — свойство машины непрерывно со­хранять исправное и работоспособное состояние в течение и после хранения и(или) транспортирования. Показателями со­храняемости являются: гамма-процентный срок сохраняемости и средний срок сохраняемости.

Наиболее часто надежность машин характеризуют коэффи­циентом готовности Кг = Го/Го + Гц-

Следует иметь в виду, что надежность одной и той же гор-нон машины зависит и от горнотехнических условий, в которых она работает. Так, для проходческого комбайна не безразлич­но, по породам какой крепости он будет проходить горные вы-

11

работки. Само собой разумеется, что при работе его по крепким породам время наработки на отказ будет значительно''меньше того же времени при работе по слабым породам. Следователь­но, коэффициент готовности в первом случае тоже будет ниже, чем во втором. Отсюда следует, что приведенный в паспорте коэффициент готовности правильно характеризует надежность только той горной машины, которая работает в условиях, для которых предназначена данная машина и в которых она про­ходила испытания.

Пути повышения надежности машин. Надеж­ность машины и процесс ее изнашивания между собой взаимо­связаны: чем интенсивнее протекает процесс физического из­нашивания машины, тем ниже ее надежность. Пути повышения надежности машин различают конструктивные, технологические и эксплуатационные.

Конструктивные и' технологические пути предусматривают проведение большого комплекса мероприятий. К нх числу отно­сятся:

1. создание новых конструкций машин, в которых мелани-ческие связи заменены электромагнитными, гидравлическими или пневматическими, уменьшающими износ деталей;

2. создание и применение новых, более прочных износо­стойких материалов;

3. применение смазочных устройств, обеспечивающих опти­мальные режимы смазки;

4. применение упрочняющей обработки деталей;

5. высокая точность изготовления деталей и узлов, обеспе­чивающая возможность их взаимной замены.

Кроме того, в процессе отработки конструкции машины не­обходимо предусматривать применение устройств, предохраняю­щих машину от перегрузок, устройств для компенсации износа и сигнализации при нарушении смазки.

К эксплуатационным путям повышения надежности машин относятся:

1. 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. В забое экскаватора или шахтной погрузочной машины взорванная горная масса по воз­можности не должна содержать крупных фракций, которые ма­шина не может погрузить. Кровля выработанного пространства шахты, где работает машина, должна исключать возможность обвала. Во время взрывных работ горное оборудование необ­ходимо удалять из зоны действия взрыва, для чего специально предусматриваются места его расположения, и др.;

2. своевременные и качественные ремонты оборудования.

12

Они должны производиться в заранее запланированное время, а их качество должно обеспечивать безаварийную работу ма­шины в течение всего межремонтного периода;

3. разработка критериев оценки годности (предельных норм износа) деталей. Очень важно, чтобы деталь была своевремен­но заменена: преждевременная замена приводит к убытку в -связи с перерасходом запасных частей, а задержка с заменой— к поломке детали и аварийному простою оборудования;

4. централизованное обеспечение оборудования запасными частями. Только в таком случае они будут изготовлены из со­ответствующих материалов при соблюдении необходимых тех­нологических требований и поэтому высокого качества.

Важнейшим условием повышения надежности машин яв­ляется высокая техническая культура машиностроительных, эксплуатационных и ремонтных предприятий, которая опреде­ляется научной организацией труда, наличием совершенного оборудования и прогрессивной технологией, технологической дисциплиной и технической грамотностью рабочих кадров.