Уточнение инженерной методики оценки скорости износа элементов рабочих органов экскаваторов

Существование человека на Земле во многом зависит от находящейся в его распоряжении энергии. Ее львиная доля получается на базе переработки полезных ископаемых, извлекаемых из планетной коры открытым способом. При этом качественное и дешевое извлечение полезных ископаемых во многом определяется надежностью используемых при этом машин и механизмов, комплектов машин и применяемых технологических решений. Основу парка горнодобывающих машин составляют экскаваторы того или иного вида. При этом с окружающей средой (с грунтом) у них взаимодействуют в основном элементы рабочего оборудования – чаще всего ковши и детали ковша(-ей). Необходимо обратить внимание на то, что рабочие органы экскаваторов и их элементы в процессе взаимодействия с внешней средой (грунтом) испытывают действие так называемого абразивного износа. Поскольку абразивный износ элементов рабочего оборудования (особенно часто – зубьев ковша (-ей) экскаватора) приводит к необходимости их периодической замены, это не может не сказаться на эффективности работы всего экскаватора и тех технологических цепочек, в которые он включен. Ведь периодические остановки и ремонты снижают коэффициент готовности – важнейший комплексный показатель оценки надежности оборудования. С учетом всего вышесказанного целью данной работы являлось уточнение известной ранее формулы, предложенной более тридцати лет во ВНИИСДМ (Рейш А.К.), для оценки скорости абразивного износа зубьев ковшей экскаваторов. При этом нами впервые и с достаточной полнотой был рассмотрен вопрос учета многорежимности работы горного оборудования, а именно, работа экскаватора в различных горно-технологических условиях и, в частности, на разных грунтах. Кроме этого нами осуществлен перенос подхода Рейша с одноковшовых машин на многоковшовые, непрерывного действия. Для достижения указанной цели авторы настоящей работы использовали метод обобщения данных из известной литературы, метод натурного эксперимента в условиях эксплуатации конкретного экскаватора и метод математического моделирования (в варианте использования метода Монте-Карло). Все это позволило уточнить значения параметров, входящих в формулу Рейша. Уточненная нами зависимость теперь может быть использована при оценке надежности машин при варьировании вариантов эксплуатации оборудования, а также при назначении времени профилактических осмотров.

1. Федоров, Д.И. Надежность металлоконструкций землеройных машин [Текст] / Д.И. Федоров, Б.А. Бондарович, В.И. Перепонов. – М.: Машиностроение, 1971. – 217 с.

2. Федоров, Д.И. Надежность рабочего оборудования землеройных машин [Текст] / Д.И. Федоров, Б.А. Бондарович. – М.: Машиностроение, 1981. – 280 с.

3. Гаевская, К.С. Статистические исследования нагрузок рабочего оборудования и механизмов карьерных экскаваторов [Текст] / К.С. Гаевская; в кн. «Вопросы механизации открытых горных и землеройных работ». – М.: Госгортехиздат, 1961. – С. 190-197.

4. Шендеров, А.И. Надежность горнотранспортного оборудования [Текст] / А.И. Шендеров, О.А. Емельянов, И.М. Один. – М.: Недра, 1976. – 247 с.

5. Владимиров, В.М. Повышение производительности карьерных многоковшовых экскаваторов [Текст] / В.М. Владимиров, В.К. Трофимов. – М.: Недра, 1980. – 313 с.

6. Икрамов, У. Механизм и природа абразивного изнашивания [Текст] / У. Икрамов. – Ташкент: ФАН, 1979. – 136 с.

7. Хрущев, М.М. Абразивное изнашивание [Текст] / М.М. Хрущев, М.А. Бабичев. – М.: Наука, 1970. – 252 с.

8. Крагельский, И.В. Трение и износ [Текст] / И.В. Крагельский. – М.: Машиностроение, 1968. – 480 с.

9. Когаев, В.П. Прочность и износостойкость деталей машин [Текст] / В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. М.: Высшая школа, 1991. 319 с.

10. Костецкий, Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин [Текст] / Б.И. Костецкий. – М.-Киев: Машгиз, 1959. – 476 с.

11. Абезгауз, В.Д. Режущие органы машин фрезерного типа для разработки горных пород и грунтов [Текст] / В.Д. Абезгауз. – М.: Машиностроение, 1965. – 280 с.

12. Боголюбов, Б.Н. Долговечность землеройных и дорожных машин [Текст] / Б.Н. Боголюбов. – М.: Машиностроение, 1964. – 224 с.

13. Ветров, Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами [Текст] / Ю.А. Ветров. – М.: Машиностроение, 1971. – 360 с.

14. Зимин, А.И. Повышение долговечности и прогнозирование сроков службы деталей машин [Текст] / А.И. Зимин. – Свердловск: КпПИиТпСОС НТО, 1982. – 64 с.

15. Икрамов, У. Расчет и прогнозирование абразивного износа [Текст] / У. Икрамов, К.Х. Махкамов. – Ташкент: ФАН, 1982. – 148 с.

16. Папич, Л. Износ зубьев роторного экскаватора [Текст] / Л. Папич, И. Гадолина, Р. Зайнетдинов // Proceedings of the 8th DQM International Conference Life cycle engineering and management ICDQM-2017. – 2017. – С. 84-89.

17. Рейш, А.К. Повышение износостойкости строительных и дорожных машин [Текст] / А.К. Рейш. – М.: Машиностроение, 1986. – 184 с.

18. Тененбаум, М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию [Текст] / М.М. Тененбаум. – М.: Машиностроение, 1976. – 271 с.

19. Ткачев, В.Н. Работоспособность деталей машин в условиях абразивного изнашивания [Текст] / В.Н. Ткачев. – М.: Машиностроение, 1995. – 336 с.

20. Ямпольский, Г.Я. Исследование абразивного износа элементов пар качения [Текст] / Г.Я. Ямпольский, И.В. Крагельский. – М.: Наука, 1973. – 64 с.

21. Колокольцев, В.М. Оценка эксплуатационной стойкости и моделирование технологии изготовления отливки «Зуб ковша экскаватора» [Текст] / В.М. Колокольцев, К.Н. Вдовин, Е.В. Синицкий, Н.А. Феоктистов // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. – 2015. – № 4. – С. 61-64.

22. Хазанет, Л.Л. Эксплуатациякарьерногооборудования непрерывного действия [Текст] / Л.Л. Хазанет, П.В. Остапенко, М.Г. Моисеенко. – М.: Недра, 1984. – 251 с.

23. Чудновский, В.Ю. Механика роторных экскаваторов [Текст] / В.Ю. Чудновский. – Иерусалим: Изд-во МИКА К.А., 2002. – 329 с.

24. Баловнев, В.И. Машины для земляных работ [Текст] / В.И. Баловнев, А.Н. Зеленин, И.П. Керов. – М.: Машиностроение, 1975. – 424 с.

25. Справочник механика открытых горных работ. Экскавационно – транспортные машины непрерывного действия [Текст] / Под ред. М.И. Щадова, В.М. Владимирова. – М.: Недра, 1989. – 237 с.

26. Рашевский, В.В. Качество углей ОАО «СУЭК» [Текст] / В.В. Рашевский, В.Б. Артемьев, С.А. Силютин. М.: Кучково поле, 2010. – 464 с.

27. Гнеденко, Б.В. Математические методы в теории надежности [Текст] / Б.В. Гнеденко, Ю.К. Беляев, А.Д. Соловьев. – М.: Наука, 1965. – 524 с.

28. Проников, А.С. Надежность машин [Текст] / А.С. Проников. – М.: Машиностроение, 1978. – 592 с.

29. Соболь И.М. Метод Монте-Карло [Текст] / И.М. Соболь. – М.: Наука, 1968. – 64 с.

30. Papich, L. Interval Estimation of the Availability Factor of the Bucket-wheel Excavator Based on Bootstrap Modeling [Text] / L. Papich, I.V. Gadolina, R.I. Zainetdinov // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2016. – Т. 45. – № 6. – P. 531-537. DOI: 10.3103/S1052618816060091

31. Володарский, В.А. Оптимизация предупредительных замен и ремонтов в условиях неопределенности [Текст] / В.А. Володарский // Надежность. – 2013. – № 2. – С. 34-41. DOI: 10.21683/1729-2646-2013-0-2-34-50

32. Черкесов, Г.Н. О критериях выбора комплектов ЗИП [Текст] / Г.Н. Черкесов // Надежность. – 2013. – № 2. – С. 3-18. DOI: 10.21683/1729-2646-2013-0-2-3-33

33. Анцупов, А.В. Методология прогнозирования надежности элементов машин по различным критериям [Текст] / А.В. Анцупов, А.В. Анцупов (мл.), В.П. Анцупов // Надежность. – 2013. – № 3. – С. 5-14. DOI: 10.21683/1729-2646-2013-0-3-5-23

34. Крянев, А.В. К вопросу о качестве и надежности экспертных оценок при определении технического уровня сложных систем [Текст] / А.В. Крянев, С.С. Семенов // Надежность. – 2013. – № 4. – С. 90-99. DOI: 10.21683/1729-2646-2013-0-4-90-109