книги из ГПНТБ / Кальницкий Я.Б. Самоходное погрузочное и доставочное оборудование на подземных рудниках

2 7 7

Полученные по формуле (41) данные сведены в табл. 32, а на рис. 106 показано распределение вероятностей отказов машины ПНБ-ЗК.

плотности распределения времени между отказами для погрузоч­ ных машин 18HR-2Hy и ПНБ-ЗК. Как показал анализ, для обеих машин усредняющие кривые 2 плотности распределения времени восстановления отказов имеют сложный характер, так как иссле­ довались большей частью машины, эксплуатировавшиеся длитель­ ное время и имеющие износовые отказы. Кривая 2 имеет два ха­ рактерных отрезка. На отрезке ОА (рис. 108, а) преобладают мгновенные отказы, в качестве математической модели для него можно принять логарифмически-нормальный закон, а для отрезка AB — усеченный нормальный. Для отрезка AB (рис. 108,6) нужно подбирать иную математическую модель.

Основные характеристики надежности механической, электри­ ческой и гидравлической частей машин приведены в табл. 33.

На примере машин ПНБ-ЗК и ПНБ-ЗД покажем наиболее рас­ пространенные отказы погрузочных машин с нагребающими ла­ пами.

Внезапные отказы в основном возникают из-за пробоя изоля­ ции, порыва питающего кабеля или вырыва концов с клемм ко­ робки в месте присоединения кабеля к машине, порывов конвей­ ерной и гусеничных цепей, излома зуба звездочки приводной го­

278

ловки конвейера, отрывов нагребающих лап с пальца диска, порывов рукавов в гидравлической системе.

Постепенные (износовые) отказы возникают в результате сле­ дующих характерных неисправностей. На погрузочной плите быст­ ро изнашивается съемная кромка носка, футеровочные листы (особенно нижние, вокруг нагребающих лап) и поверхности пли­ ты. Из-за некачественного литья быстро изнашиваются (или лопа­ ются в местах посадки подшипников) корпуса лап — срываются болты, крепящие направляющие планки.

Диски нагребающих лап являются наиболее слабыми узлами машины, так как интенсивно изнашиваются рабочие поверхно­ сти, срываются из гнезда шипы и деформируется резьба на гайке

и шипе.

Редукторы приводов нагребающих лап работают надежно, но крепление их к раме питателя конструктивно недоработано. Из-за вытяжки крепящих болтов нарушается цельность стыка и со­ здаются ненормальные условия работы лап, которые нередко при­ водят к излому центрального вала диска или потере центровки уравнительного вала и разрушению его подшипников.

Ненадежно фланцевое крепление электродвигателей к редук­ торам привода лап.

Недостаточная контактная прочность приводит к развальцовываншо и разрушению поверхности качения опорных катков гу­ сеничного хода, выходу из строя подшипников катков. При разво­ роте машины срываются болты хомутов, которые крепят оси кат­ ков к раме. Кроме того, разрушаются буфера и при этом выходят из строя электродвигатели хода и появляются трещины в раме гусениц.

Непрочно фланцевое крепление электродвигателей к редуктору хода. Заклинивание кусков руды между гусеничной цепью и кор­ пусом двигателя нарушает крепление и вызывает повреждение двигателей. Ненадежно работают тормоза.

Причиной продолжительных простоев машины в ремонте яв­ ляется нарушение в процессе работы цельности болтового крепле­ ния торцовых крышек к корпусу редуктора хода, что, в свою оче­ редь, нарушает нормальную работу тихоходной зубчатой пары и подшипников выходного вала.

Конвейер в целом работает надежнее, чем погрузочная голов­ ка и гусеничный ход, однако и в нем имеются слабые узлы, яв­ ляющиеся причинами отказов, это — скребковые цепи и звездочка приводной головки, у которой быстро изнашиваются зубья (сред­ ний срок службы 3,5—4 месяца). Для цепи характерны следую­ щие дефекты: а) быстрый износ универсальных шарниров, что вызывает перекосы звеньев цепи при входе в зацепление со звез­ дочкой и является причиной заклинивания и порывов цепи; б) раз­ лом втулок универсальных шарниров по проушинам или корпусу элемента;- в) вытягивание и разрыв шпилек, крепящих скребки к цепи; г) вырывы из потайных гнезд головок пальцев, соединяю­

2 7 9

щих втулки универсального шарнира; д) деформация скребков.

гибе желоба в месте шарнирного соединения хвостовой части кон­ вейера с его неподвижной частью).

Случаются отказы конвейера из-за деформации в раме направ­ ляющих редуктора приводной головки и прогиба рамы хвостовой части в месте сочленения ее с неподвижной частью конвейера.

Ненадежно фланцевое крепление электродвигателей привода конвейера, как и на приводах лап и гусеничного хода.

У всех редукторов конвейера не регулируются фрикционные муфты предельного момента, наблюдается постоянная течь масла. ■ Гидросистема машин работает надежно. Редкие случаи отка­ зов в работе насоса НШ-32 вызывались нагревом масла; гидроци­ линдров подъема и поворота конвейера — выходом из строя уплот­ нительных манжет поршня.

Отказов в работе электрооборудования почти нет, но случаются нарушения в работе электродвигателей приводов лап, гусеничного хода и конвейера из-за ненадежного их крепления к корпусам ре­ дукторов, а у двигателей хода и нагребающих лап — из-за сгора­ ния обмотки.

Из погрузочно-доставочных машин исследовалась надежность машин G-ST-5A, эксплуатируемых на рудниках комбината Ачполиметалл. В табл. 34 приведены основные характеристики надежно-

сти машины G-ST-5A, которые в связи с ограниченностью статисти­ ческого материала требуют уточнения.

К основным неисправностям машины, вызывающим отказы, от­ носятся частая буксовка и порыв ремней привода компрессора

280

дизельного двигателя, хотя сам двигатель фирмы «Дейтц» рабо­

тает надежно.

Наиболее слабым механизмом машины является трансмиссия и особенно гидромуфта «Аллисон», работающая с явной перегруз­ кой. В муфте наблюдаются утечка и нагрев масла до температуры 120—140° С вместо допустимой 85—95° С, что требует частой до­ ливки масла и остановок машины. Из:за перегрева элементов муфты и работы их без достаточного количества масла муфту ча­ сто ремонтируют или заменяют.

вследствие недостаточно прочной подвески вала было зафиксиро-’ вано несколько поломок карданного вала. В дальнейшем этот узел был реконструирован. Часты разрывы болтов соединения кардан­ ного вала с шарнирами Гука. Поломки карданного вала вызывают отрыв трубки, питающей маслом гидромуфту, и утечку масла.

хотя ему присущи и некоторые недостатки: обрыв штоков гидро­ цилиндров подъема ковша, износ режущей кромки, трещины в корпусе ковша.

Тормозная система работает с меньшей надежностью и, кроме того, требует тщательного ухода. Были случаи отказов стояноч­ ного и рабочего тормозов.

Гидравлическая система имеет ряд ' недостатков, которые делают ее малонадежной в работе. Часто выходят из строя масло­ насосы производительностью 50 и 100 л/мин, случаются отрывы питающих патрубков и разрыв напорных рукавов системы, наблю­ дается течь масла через манжеты гидроцилиндров и уплотнения.

Электрооборудование имеет недостатки, приводящие к отка­ зам,— это частый выход из строя аккумуляторов из-за потери за­ рядки, остановки динамомашины из-за подгорания коллектора якоря и износа щеток.

§5. Надежность самоходных транспортных машин

Втабл: 35 приведены основные характеристики надежности распространенных самоходных подземных транспортных машин:

Автосамосвалы и челночные вагоны с точки зрения надежно­ сти— сложные системы, поэтому поток отказов для них прибли­ жается к простейшему, а распределение плотности времени между отказами подчиняется экспоненциальному закону.

2 8 1

машин в табл. 36 приведены коэффициенты отказов и относитель­ ных простоев.

Т а б л и ц а 36

Из табл. 36 видно, что меньшую надежность у машины 461 НВ 25 имеет механическая, а у CN60E — электрическая часть. Гидравлическая система обеих машин работает намного надеж­ нее, чем остальные их части.

Из сравнения надежности обеих машин следует, что автосамо­ свалы имеют лучшие показатели: наработка на отказ больше в 4,4 раза, а коэффициент готовности и вероятность безотказной работы — в 1,1 раза. Время для ликвидации одного отказа для обеих машин практически одинаково.

Более высокая надежность автосамосвалов по сравнению с ва­ гонами объясняется их более простой конструкцией и мень­ шим сроком эксплуатации.

Ниже приводится перечень недостатков исследуемых машин, которые могут вызвать отказы.

А в т о т я г а ч с п р и ц е п о м т и п а 461НВ25

1. Недостаточная прочность кронштейнов и тормозных колодок дисковых тормозов.

2. Недостаточная твердость и быстрый износ осей сателлитов, служащих внутренними обоймами игольчатых подшипников пла­ нетарных редукторов, встроенных в ступицу колес.

2 S 2

3.Деформация рамы прицепа из-за недостаточной жесткости, появления трещин на сварных соединениях. Необходимость частых ремонтов амортизаторов подвески кузова.

4.Усиленная вибрация вращающихся частей карданной пере­

дачи, что является причиной выхода из строя упругого соединения вала с двигателем и маслонасоса. Необходимость частой замены болтов, соединяющих карданные валы с шарнирами Гука.

5. Нарушение работы гидросистемы машины из-за частого вы­ хода из строя уплотнений и гидронасосов, а также клапана повы­ шения давления в маслобаке. При порыве напорного рукава на рулевом управлении выходят из строя автоматический предохра­

с перегрузкой: интенсивный нагрев масла и выход из строя как отдельных элементов, так и самой муфты.

6. Плохая герметичность корпуса катализатора. Малый срок службы (около 1200 ч) колосников — решеток.

7. Ненадежная конструкция контактов электросистемы, вклю­ чающих электромагнит предварительного поворота вала стартера. Необходимость частой регулировки и замены клиновых ремней привода генератора, компрессора и маслонасоса.-

В а г о н CN60E

1.Частые отказы тормозной системы ходовой части с утечкой тормозной жидкости из-за порыва трубок. Необходимость частой регулировки тормозной системы. Недостаточная мощность тяго­ вых двигателей, которые при работе в забоях, имеющих уклон почвы свыше 6°, перегреваются и при этом наблюдается интенсив­ ное искрение щеток. Возможны случаи выхода из строя червяч­ ных пар ходовых редукторов и порывы тяговых цепей.

2.Постепенные отказы скребкового конвейера, выражающиеся

впорывах цепей, поломках и изгибах скребков, выходе из строя угольников, перекрывающих цепи, и футеровки днища конвейера. Внезапные отказы скребкового конвейера из-за отрыва кронштей­ нов натяжного устройства и поломки скребков.

3.Нарушения в работе привода конвейера: часто выходят из строя фрикционная муфта, требующая постоянной регулировки из-за перегрева дисков, а также червячные пары редуктора и под­ шипники при малейшей утечке смазки.

4.Недостатки в работе электрической части: частые порывы питающего машину плоского кабеля при нарушении регулировки натяжения, заклинивание направляющих роликов при попадании рудной мелочи и повреждение из-за этого верхнего слоя изоляции кабеля. - •

5.Нарушения в работе гидравлической системы: порыв напор­ ных рукавов; выход из строя насоса «Тандем», его редуктора и

2 8 3

гидродвигателя привода кабестана; нарушение крепления гидро­ усилителя хода к днищу кабины; отказы кабеленаматывающего устройства из-за порыва цепей, износа изоляционной втулки ка­ белеукладчика и подгорания элементов токосъемного приспособ­ ления.

В настоящее время ведутся исследовательские работы по уста­ новлению долговечности самоходного погрузочного и доставочного оборудования, его отдельных узлов и деталей. Так как-окончатель- ных результатов по этим исследованиям еще не имеется, в табл. 37 приведены данные практики по средним срокам службы самоход­ ных машин, наиболее распространенным на отечественных руд­ никах.

§6. Повышение надежности самоходного погрузочного

идоставочного оборудования

Надежности самоходных горных машин уделяют серьезное внимание. Ею занимаются как институты, проектирующие эти ма­ шины (Гипрорудмаш, Гипроникель, НИПИгормаш, Гипроуглегормаш, Гипромашобогащение и др.), так и заводы-изготовители (Кузнецкий, Копейский, Ясногорский, машиностроительные заво­ ды, Воронежский завод горно-обогатительного оборудования, Мо­ гилевский автомобильный завод им. С. М. Кирова) и ряд высших учебных заведений. Повышение надежности должно осуществ­ ляться на всех трех стадиях, охватывающих проектирование, изго­ товление и §ксплуатацию машины.

Создание надежной машины должно начинаться с установления оптимального уровня ее надежности, который задается затем в технических требованиях на проектирование.

Установление показателей надежности каждого узла, механиз­ ма зависит от важности выполняемых функций, обеспечения на­ дежности машины или комплекса машин в целом, а также про­ изводственно-технических условий.

Так как при существующем развитии машиностроительной базы практически возможно достижение любой надежности, то при установлении оптимального уровня надежности машин исходят главным образом из экономических соображений и выбирают его

2 8 4

таким, чтобы суммарные затраты на проектирование, изготовле­ ние и эксплуатацию машины были минимальными. В связи с тя­ желыми условиями работы горных машин под землей, трудно­ стями их ремонта и поддержания в рабочем состоянии общие затраты на эксплуатацию машин составляют одну из главных ста­ тей затрат на горных’предприятиях. Поэтому горные машины должны иметь высокий уровень надежности (высокую безотказ­ ность, хорошую ремонтопригодность и большую долговечность).

Для установления нужного уровня надежности используют, в первую очередь, статистические данные об отказах аналогичных эксплуатируемых машин и комплексов, данные лабораторных ис­ пытаний образцов и критерии надежности, полученные в резуль­ тате специальных исследований.

При проектировании заданный уровень надежности может быть обеспечен как выбором рациональной схемы, так и конструктор­ скими методами. Высокая безотказность машин достигается при применении схем с минимальным количеством звеньев и кинема­ тических пар, с дополнительными степенями подвижности, необ­ ходимыми для компенсации упругих деформаций и перекосов, а также схем, у которых возникновение отказов одного элемента не вызывает неисправности других.

Безотказность узлов и машины в целом может быть повышена введением резервных элементов для замены основных при их от­ казе. Одним из способов повышения безотказности механизмов и узлов является применение ограничителей нагрузок и контроль за отказами, что достигается введением в схемы предохранительных и контрольных устройств и приборов (например, муфты предель­ ного момента, центробежные муфты, максимальные и тепловые реле). Для контроля работы узлов и механизмов широко исполь­ зуют приборы по контролю за вибрацией и деформацией элемен­ тов, токовых нагрузок, а также давлений в пневмо- и гидросисте­ мах. Для регулирования режимов работы отдельных агрегатов и узлов применяют различные автоматические устройства. Так, на челночных кабельных вагонах для регулирования натяжения пи­ тающего кабеля успешно применяют автоматический клапан, а на экскаваторе ЭП-1 для регулирования давления вчпневмосистеме — сервомеханизм. Для постоянного наблюдения за состоянием от­ ветственных и наиболее перегруженных элементов и узлов вводят различные приборы контроля и регистрации отказов.

К конструктивным методам повышения надежности относятся: рациональный выбор материалов и сочетание их; назначение раз­ меров и конфигураций узлов и деталей с учетом местной и общей прочности; разработка мер по уменьшению общих и местных на­ грузок; обеспечение нормального функционирования узлов трения в заданных условиях путем организации системы смазки, защиты от загрязняющего действия среды, блуждающих токов, повышен­ ной влажности и посторонних источников тецла; защита узлов и де­ талей от возможных аварийных повреждений в эксплуатации; ис­

2 8 5

пользование современных методов расчета деталей и узлов на проч­ ность и жесткость, применение унифицированных деталей и узлов.

Хорошая ремонтопригодность достигается компоновкой машин из отдельных агрегатов (метод агрегатирования), обеспечением свободного доступа к узлам, достижением минимума затрат вре­ мени на обнаружение и ликвидацию отказов. Для этого необхо­ дима разработка специальных приборов и инструмента. Так как при ликвидации отказов 20—30% всего времени идет на разборку и сборку узлов, особое внимание следует обратить на упрощение этих операций.

В период изготовления машин надежность обусловливается высокой технологической культурой, обязательным выполнением всех требований, указанных в чертежах, и применением современ­ ных приборов и приспособлений для контроля качества изготов­ ления.

Износостойкость и прочность деталей н узлов могут быть зна­ чительно повышены благодаря применению упрочняющей техно­ логии (цементации, азотирования, цианирования и поверхностной закалки с последующей шлифовкой зубьев колес и валов, осей и пальцев; борнроваиия втулок; поверхностного упрочнения накат­ кой и дребоструйным методом, наплавки трущихся частей твер­ дыми сплавами).

В процессе эксплуатации расходуется запас надежности, за­ ложенный в машине при ее проектировании и изготовлении. Ин­ тенсивность снижения и восстановления надежности машины за период эксплуатации зависят от условий ее работы, характера и продолжительности приложения нагрузок, организации техниче­ ского обслуживания и ремонта.

При эксплуатации машины институты, разработавшие ее, или заводы-изготовители анализируют неисправности и изучают при­ чины их возникновения; доводят слабые узлы и детали, заменяют их модернизированными и более надежными, т. е. в процессе до­ водки повышают уровень надежности машины по сравнению с пер­ выми образцами.

Изучение характера и интенсивности отказов, трудоемкости их ликвидации, разработка мероприятий по своевременному преду­ преждению отказов заменой неисправных узлов и деталей или вос­ становлению их, выбор профилактических мероприятий по смазке и регулировке, разработка технической ремонтной документации, механизация ремонтных работ— все это уменьшает число отка­ зов и увеличивает безотказность и долговечность машин.

Безотказность, ремонтопригодность и долговечность машины в большой степени зависят от рациональной технологии добычи по­ лезного ископаемого, квалификации технического персонала и ра­ бочих, организации технического обслуживания и ремонта.

2 6 6