Перспективы развития технического обслуживания и ремонта горной техники

ИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО. ТЕХНИКА В ЦЕЛОМ ENGINEERING. TECHNIQUE IN THE WHOLE

УДК 625.08

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ГОРНОЙ ТЕХНИКИ

Чооду О.А.

Тувинский государственный университет, Кызыл

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF MAINTENANCE AND REPAIR OF MINING EQUIPMENT

Choodu O. A.

Tuvan state University, Kyzyl

В статье рассмотрены проблемы технической эксплуатации горностроительных, технологических машин и оборудования. Проведен анализ технической литературы по оптимизации параметров производственных процессов с учётом специфических особенностей производства, начиная с природно-климатических факторов и т.д. Для решения проблемы при проведении планово-предупредительного ремонта предлагается новая система непрерывного автоматизированного контроля за техническим состоянием горно-строительных, технологических машин и оборудования. Данная система позволяет повысить уровень надежности и безопасности эксплуатации техники. В свою очередь мониторинговая система ремонта отражается на технико-экономических параметрах специализированных и горных машин. Суть системы заключается в внедрении контрольно-диагностических средств непрерывного контроля в узлы и агрегаты техники. Для примера рассмотрен шагающий экскаватор 10/70, эксплуатирующийся в горнодобывающем предприятии ООО «Тувинская горнорудная компания». Выявлены наиболее проблемные зоны экскаватора, где необходимо устанавливать контрольно-диагностические средства. Данные апробации должны послужить критерием обоснования необходимости внедрения мониторинговой системы ремонта на всех предприятиях, где эксплуатируется горно-строительные, технологические машины и оборудования.

Ключевые слова: причины отказов, мониторинг, автоматизация, техническая эксплуатация, система ремонта, специализированные и горные машины, экскаватор, контрольно-диагностические средства.

The article deals with the problems of technical operation of mining and construction, technological machines and equipment. The analysis of the technical literature on parameter optimization of production processes taking into account the specific features of the production, starting with natural-climatic factors, etc. To solve problems during preventive maintenance we propose a new system for continuous automated monitoring of technical condition of mining and construction, production machinery and equipment. This

system allows to increase the level of reliability and safety of equipment operation. In turn, the monitoring system of repair is reflected in the technical and economic parameters of specialized and mining machines. The essence of the system is the introduction of control and diagnostic tools for continuous monitoring in units and assemblies of equipment. For example, we consider a walking excavator 10/70, operated in the mining company LLC "Tuva mining company". Identified the most problematic areas in the excavator, where it is necessary to install control and diagnostic tools. The results of the validation should serve as a criterion for the justification of the need to implement monitoring system repairs in all enterprises which operated mining and construction, manufacturing machinery and equipment.

Key words: causes of failures, monitoring, automation, technical operation, repair system, specialized and mining machines, excavator, control and diagnostic tools.

Системы и методы технического обслуживания и ремонта

Получили применение следующие системы организации ремонта:

1) Система организации послеосмотровых ремонтов.

Она основана на осмотрах оборудования, которые производятся не в строго установленные сроки. По их результатам определяют состояние оборудования и назначают сроки и виды ремонтов, определяют количество заменяемых деталей. При такой системе затруднено планирование ремонтов, так как заранее не устанавливают время остановки оборудования на ремонт и его продолжительность.

2) Система организации периодических ремонтов.

Основана на том, что время работы оборудования между очередными осмотрами и ремонтами определяется заранее с учетом режимов работы и сложности конструкции. Замену деталей и сборочных единиц не планируют, производят в соответствии с фактической необходимостью, установленной при проведении плановых осмотров и ремонтов.

Обе вышеперечисленные системы применяют для оборудования, работающего в сезонном режиме, а также при переменных нагрузках.

3) Система организации стандартных ремонтов.

Основана на обязательном периодическом обновлении оборудования путем единовременной смены части деталей и сборочных единиц. При этом для каждого из видов ремонтов заранее установлен точный перечень деталей и сборочных единиц, заменяемых в установленный планом срок, независимо от их состояния.

Недостаток системы - высокая стоимость, вызванная тем, что заменяются часто детали с невыработанным ресурсом. Систему применяют для оборудования, работающего при установленном режиме (вентиляторы, насосы, компрессоры, подъемные машины).

4) Система организации планово-предупредительных ремонтов (ППР). Система ППР - комплекс взаимосвязанных положений и норм, определяющих организацию и порядок проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования с целью содержания его в работоспособном состоянии.

Положение о ППР оборудования устанавливает:

- виды и регламенты технического обслуживания и плановых ремонтов;

- организацию их проведения;

- основные нормативно-технические документы;

- ремонтные нормативы;

- организацию смазочного хозяйства;

- учет и движение оборудования;

- контроль за соблюдением действующих правил и норм по техническому обслуживанию, ремонту и эксплуатации оборудования.

Система ППР включает в себя следующие мероприятия:

Мероприятия

Межремонтные технические обслуживания

1. Ежесменное; 1. РО;

2. Ежесуточное; 2. Текущее - Т1, Т2, Т3;

3. Ежедекадное; 3. Полугодовые наладки и

ревизии;

4. Месячные; 4. Годовые наладки и ревизии;

5. Сезонные; 5. Капитальный.

6. Текущие ТО1, ТО2, ТО3 и др.

Системы планово-предупредительных ремонтов

Планово-предупредительный ремонт (ППР) проводится для предотвращения прогрессирующего износа, поломок и преждевременного выхода из строя действующего оборудования для поддержания его в постоянной эксплуатационной готовности и обеспечения эффективной и безопасной работы. ППР состоит из циклически повторяющихся во времени профилактических работ по осмотру и ремонту оборудования [1].

Под системой ППР понимается совокупность организационных и технических мероприятий по эксплуатации, обслуживанию и ремонту оборудования, направленных на предупреждение преждевременного износа деталей, узлов и механизмов, и на повышение надежности оборудования.

Сущность системы ППР заключается в том, что после наработки оборудованием определенного количества часов производятся технические осмотры и различные виды плановых ремонтов этого оборудования, чередование и

Плановые ремонты

периодичность которых определяются назначением, конструктивными особенностями и условиями его эксплуатации.

Основным методом системы ППР является метод периодического ремонта, при котором очередные плановые ремонты оборудования выполняются в заранее установленные сроки после наработки им определенного количества часов, причем содержание каждого ремонта уточняется в процессе проведения технического осмотра оборудования в зависимости от состояния отдельных его деталей и узлов. Ремонт электрооборудования осуществляется в те же сроки, что и ремонт технологического оборудования.

Для оборудования, определяющего производственную мощность цеха (предприятия) и работающего без резерва, должен применяться такой метод ремонта, при котором в установленный срок в обязательном порядке выполняется весь объем каждого из очередных видов ремонта.

Основным содержанием системы ППР являются:

- обязательное выполнение правил технической эксплуатации оборудования и норм его технического обслуживания;

- своевременное и качественное проведение плановых ремонтов оборудования.

На строительно-дорожных и горнодобывающих предприятиях (разрезы, карьеры и рудники) весьма актуальной является проблема технической эксплуатации [1-5, 12] горно-строительных, технологических машин и оборудования, связанной с надежностью их узлов и агрегатов [6-9, 18]. Обеспечение надежности горностроительных и технологических машин зависит от технического контроля узлов и агрегатов. Известно, что мероприятия по техническому контролю связаны со значительными финансовыми затратами в виду большой стоимости запасных частей экскаваторов.

При оптимизации параметров производственных процессов необходимо учитывать специфические особенности производства [10, 11, 13], начиная с природно-климатических факторов до учета профессиональных и личностных качеств рабочих. Современный опыт эксплуатации горно-строительных и технологических машин в различных условиях показывает, что существуют различные подходы и методы, направленные на совершенствование мониторинговой системы за техническим состоянием техники [5-14].

В настоящее время в строительно-дорожных и горнодобывающих предприятиях основной системой ремонта является планово-предупредительный ремонт (ППР) [6-15].

ППР специализированных и горных машин трудоемкий и сложный процесс. Использование системы ППР не позволяет эффективно производить ремонтные воздействия [7, 12], но современные технологии дают возможность по-новому взглянуть на проблему ремонта [8, 15].

К основным проблемам ППР относятся [1, 9]:

- сложность планирования технических воздействий;

- устаревшая система организации ТО и Р;

- трудоемкость расчета;

- сложность корректировки запланированных работ.

Для решения вышеперечисленных проблем предлагается вместо системы «Планово-предупредительный ремонт» использовать систему непрерывного контроля за работоспособностью узлов и агрегатов, а именно «Мониторинговая система ремонта». Данная система основана на внедрении инновационных технологий -постоянный контроль агрегатов и узлов с помощью датчиков температуры, вибрации и т.п., т.е. контрольно-диагностических средств [8, 14-18].

На примере шагающего экскаватора ЭШ-10/70 выявлены наиболее проблемные зоны (позиции 1-4), представленные на рисунке 1. Надежность четвертой зоны зависит от многих факторов, так как она является основной зоной, где расположены 70% агрегатов и узлов экскаватора, но не менее важными являются и другие участки, которые необходимы экскаватору для выполнения технологического процесса.

Рис. 1. Зоны установки датчиков контроля в наиболее проблемные зоны

На ЭШ-10/70, оборудованном системой встроенных датчиков и контрольных точек, устанавливается разъем, к выводам которого подсоединяют датчики и провода, идущие от некоторых точек электрической сети, что позволяет уменьшить время на измерение ряда параметров. Продолжительность диагностирования шагающего экскаватора, оборудованных системой встроенных датчиков и контрольных точек, составляет в среднем 5 мин, а при проведении регулировок 15 мин.

На рисунке 2 показана предлагаемая схема мониторинговой системы ремонта, которая состоит из двух циклов, требующих ремонтные и прогнозные воздействия.

Контрольно-диагностические средства представлены комбинацией датчиков и контрольных точек. Сигналы датчиков контроля передают информацию о текущем состоянии узла или агрегата, а также они могут прогнозировать их состояние. При изменении текущего состояния датчики могут оценивать фактическое состояние, либо прогнозируемое состояние. После оценки фактического состояния производится регулирование качества работоспособности, которое включает в себя ремонт или техническое обслуживание. В результате определения оценки прогнозируемого состояния выявляется ресурс до отказа узла или агрегата, что дает возможность определения времени безопасной эксплуатации техники до проведения ремонтных работ. Прогнозный цикл - непрерывный и контролируемый.

Рис. 2. Мониторинговая система ремонта

Применение мониторинговой системы ремонта позволяет снизить трудоемкость диагностирования, увеличить надежность, повысить точность постановки диагноза, увеличить надежность соединений за счет исключения операций по рассоединению проводов, установке и подключению соответствующих датчиков.

Использование предлагаемой системы позволит увеличить надежность и безопасность эксплуатации техники, что в свою очередь отражается на технико-экономических параметрах специализированных и горных машин.

Данная работа является первой частью мониторинговой системы ремонта специализированных и горных машин. Апробация предлагаемой системы предусмотрено в ООО «Тувинская горнорудная компания».

Библиографический список

1. Чооду О. А. Проблемы эксплуатации дорожных и строительных машин // Научно-технические ведомости. 2008. № 70. С. 67-73.

2. Сизиков С. А., Евтюков С. А., Скрипилов А. П. Оптимизация комплексно-механизированных работ в строительстве. СПб.: СПбГАСУ, 2011. 159 с.

3. Чооду О.А. Разработка методики оценки влияния климатических условий на эксплуатацию дорожно-строительных машин (на примере территории Республики Тыва): Дис. ... канд. техн. наук. СПб.:СПбГАСУ, 2009. 128 с.

4. Чооду О.А. Эксплуатация горных транспортно-технологических машин на месторождениях полезных ископаемых на территории РТ // Вестник ТувГУ. 2014. № 3(22). С. 92-102.

5. Озорнин С.Ф., Бердиков И.Е. Совершенствование организации мониторинга изменений технического состояния машин в эксплуатации // Вестник ЗабГУ. 2014. № 08 (111). С. 64-69.

6. Дрыгин М.Ю., Курышкин Н.П. Диагностика состояния тяжёлой горной техники при планово-предупредительных ремонтах // Динамика систем, механизмов и машин. 2017. №2. Т. 5. С. 115-122.

7. Епифанцев Ю.А. Особенности перехода от планово-предупредительных ремонтов к ремонтам по техническому состоянию // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2011. № 27. С. 213-217.

8. Мандровский К.П. Системы мониторинга дорожно-строительных, транспортных машин и дорожных покрытий // TheMa terialsoflnternational Scintific-Technical Conference "Interstroimech: сб. науч. ст. КГАСУ, 2015. С. 310-315.

9. Монгуш С.Ч., Евтюков С.А., Сандан Н.Т., Чооду О.А. Эффективность использования наземных транспортно-технологических машин в климатических условиях Республики Тыва // Успехи современной науки. 2017. №3 Т.6. С. 153-155.

10. Сандан Р.Н., Калюжнюк М.М., Калюжнюк А.В. Влияние специфических особенностей строительного производства на формирование структурно-функциональных моделей объектных строительных процессов // Вестник гражданских инженеров. 2012. № 5 (34). С. 125133.

11. Чооду О.А., Монгуш С.Ч., Евтюков С.А. Анализ условий технической эксплуатации строительно-дорожной и горной техники при открытой разработке Одегелдейского участка Актальского месторождения каменного угля // Вестник гражданских инженеров. 2018. Вып. 1 (66). С. 154-163.

12. Буй Ч.К., Кубрин С.С., Тонг Т.Ф. Система мониторинга и автоматического управления магистральной конвейерной линии шахты // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 12. С. 134-138.

13. Хакулов В.А., Хатухова Д.В. Совершенствование проектирования технологии формирования потока горной массы по крупности для валунно-песчано-гравийных карьеров на основе дистанционного мониторинга процесса экскавации // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № S17. С. 3-11.

14. Кубрин С.С., Решетняк С.Н., Дегтерев В. В. Дистанционный мониторинг запыленности горных выработок угольных шахт // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2017. № 10. С. 54-59.

15. Jau-ChuanKe, Tzu-Hsin Liu, Dong-Yuh Yang. Machine repairing systems with standby switching failure. // Computers & Industrial Engineering, September 2016, Vol. 99, pp. 223-228.

16. Voynash S. A., Gaydukova P. A., Markov A. N. Choosing Methodology for Machine Parts Restoration and Repair // Procedia Engineering, 2017, Vol. 206, pp. 1747-1752.

17. Jau-ChuanKe, Tzu-Hsin Liu, Dong-Yuh Yang. Modeling of machine interference problem with unreliable repairman and standbys imperfect switchover // Reliability Engineering & System Safety, June 2018, Vol. 174, pp. 12-18.

18. Michael J. Armstrong, Age repair policies for the machine repair problem // European Journal of Operational Research, April 2002, Vol. 138, pp. 127-141.

Bibliograficheskij spisok

1. Choodu O.A. Problemy ekspluatatsii dorozhnykh i stroitelnykh mashin // Nauchno-tekhnicheskie vedomosti. 2008. 70. S. 67-73.

2. Sizikov S. A., Evtukov S. A., Skripelo A. P. Optimizatsiya kompleksno-mekhanizirovannykh rabot v stroitelstve. SPb.: SPbGASU, 2011. 159 s.

3. Choodu O. A. Razrabotka metodiki otsenki vliyaniya klimaticheskikh uslovij na ekspluatatsiyu dorozhno-stroitelnykh mashin (na primere territorii Respubliki Tyva): Dis. ... kand. tekhn. nauk. SPb.: SPbGASU, 2009. 128 s.

4. Choodu O.A. Ekspluatatsiya gornykh transportno-tekhnologicheskikh mashin na mestorozhdeniyakh poleznykh iskopaemykh na territorii RT // Vestnik TuvGU. 2014. 3(22). S. 92102.

5. Ozornin S.F., Bendikov I.E. Sovershenstvovanie organizatsii monitoringa izmenenij tekhnicheskogo sostoyaniya mashin v ekspluatatsii // Vestnik ZabGU. 2014. 08 (111). S. 64-69.

6. Drygin M.Yu., Kuryshkin N. P. Diagnostika sostoyaniya tyazhloj gornoj tekhniki pri planovo-predupreditelnykh remontakh // Dinamika sistem, mekhanizmov i mashin. 2017. 2. T. 5. S. 115-122.

7. Epifantsev Yu.A. Osobennosti perekhoda ot planovo-predupreditelnykh remontov k remontam po tekhnicheskomu sostoyaniyu // Vestnik gorno-metallurgicheskoj sektsii Rossijskoj akademii estestvennykh nauk. Otdelenie metallurgii. 2011. 27. S. 213-217.

8. Mankowski K.P. Sistemy monitoringa dorozhno-stroitelnykh, transportnykh mashin i dorozhnykh pokrytij // Thema terialsofinternational scintific-technical conference "Interstroimech: sb. nauch. st. KGASU, 2015. s. 310-315.

9. Mongush S.Ch., Evtyukov S.A., Sandan N.T., Choodu O.A. Effektivnost ispolzovaniya nazemnykh transportno-tekhnologicheskikh mashin v klimaticheskikh usloviyakh Respubliki Tyva // Uspekhi sovremennoj nauki. 2017. 3 t.6. S. 153-155.

10. Sandown R.N., Kaluzny, M. M., Kaluzny A. V. Vliyanie spetsificheskikh osobennostej stroitelnogo proizvodstva na formirovanie strukturno-funktsionalnykh modelej obektnykh stroitelnykh protsessov // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2012. 5 (34). S. 125-133.

11. Choodu O.A., Mongush S.CH., Evtyukov S. A. Analiz uslovij tekhnicheskoj ekspluatatsii stroitelno-dorozhnoj i gornoj tekhniki pri otkrytoj razrabotke Odegeldejskogo uchastka Aktalskogo mestorozhdeniya kamennogo uglya // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. 2018. Vyp. 1 (66). S. 154163.

12. Buoy CH.K., Kubrin S.S., Tong T.F. Sistema monitoringa i avtomaticheskogo upravleniya magistralnoj konvejernoj linii shakhty // Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten (nauchno-tekhnicheskij zhurnal). 2017. 12. S. 134-138.

13. Akulov V.A., Kotuhova D.V. Sovershenstvovanie proektirovaniya tekhnologii formirovaniya potoka gornoj massy po krupnosti dlya valunno-peschano-gravijnykh karerov na osnove distantsionnogo monitoringa protsessa ekskavatsii // Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten (nauchno-tekhnicheskij zhurnal). 2017. S 17. S. 3-11.

14. Kubrin S. S., Reshetnyak S.N., Degterev, V.V. Distantsionnyj monitoring zapylennosti gornykh vyrabotok ugolnykh shakht // Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten (nauchno-tekhnicheskij zhurnal). 2017. 10. S. 54-59.

15. Jau-ChuanKe, Tzu-Hsin Liu, Dong-Yuh Yang. Machine repairing systems with standby switching failure. // Computers & Industrial Engineering, September 2016, Vol. 99, pp. 223-228.

16. Voynash S. A., Gaydukova P. A., Markov A. N. Choosing Methodology for Machine Parts Restoration and Repair // Procedia Engineering, 2017, Vol. 206, pp. 1747-1752.

17. Jau-ChuanKe, Tzu-Hsin Liu, Dong-Yuh Yang. Modeling of machine interference problem with unreliable repairman and standbys imperfect switchover // Reliability Engineering & System Safety, June 2018, Vol. 174, pp. 12-18.

18. Michael J. Armstrong, Age repair policies for the machine repair problem // European Journal of Operational Research, April 2002, Vol. 138, pp. 127-141.

Чооду Остап Андреевич - кандидат технических наук, доцент, Тувинский государственный университет. E-mail: ostap1981@mail.ru

Choodu Ostap Andreevich - candidate of technical Sciences, associate Professor of the Tuvan state University. ostap1981@mail.ru

УДК 628.24

ВОДОПРОВОДНЫЕ СЕТИ Г. КЫЗЫЛА

Майны Ш.Б.

Тувинский государтсвенный университет, Кызыл

WATER SUPPLY NETWORKS THE TOWN OF KYZYL

Mayny Sh.B.

Tuvan State Uni иversity, Kyzyl

В работе приведен анализ аварийности водопроводных сетей г.Кызыла. При анализе использованы статистические данные аварийности водопроводных сетей за период 2015-2017 гг.

Ключевые слова: авария, трубопровод, водопроводная сеть, сезоннопромерзающие грунты.

The paper presents an analysis of the accident rate of water supply networks of town Kyzyl. The analysis uses the statistical data of water supply networks accidents for the period 2015-2017.

Key words: accident, pipeline, water network, freezing soils.

Вопросы аварийности водопроводных сетей, проложенных в зоне

сезонного промерзания грунтов, изучены недостаточно. Аварии, происходящие в различных регионах страны, не подвергаются глубокому исследованию [1]. В открытой печати сведения о них носят отрывочный характер, и данные не всегда соответствуют действительности.

В настоящее время основной проблемой г. Кызыла в области водоснабжения являются неудовлетворительное техническое состояние действующих сетей и сооружений, и недостаточное у предприятий наличие финансовых средств для их модернизации. В результате отсутствия средств планово-предупредительные ремонты сетей водопровода практически полностью уступили место аварийно-восстановительным работам [2].

В г. Кызыле эксплуатируется централизованная система водоснабжения. Централизованное водоснабжение на территории города в силу сложившихся