Долговечность машин

Рабочие процессы и режимы нагружения

Обеспечение надежности на стадии проектирования

ЛЕКЦИЯ 21

8. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГОРНЫХ МАШИН
НА СТАДИЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Технические решения, закладываемые при проектировании конкретных горных машин, эксплуатируемых в заданных условиях, оказывают непосредственное влияние на уровень надёжности изделия как при его эксплуатации, так и при его изготовлении.

Поэтому при проектировании должны учитываться как производственные факторы, влияющие на эффективность эксплуатации, так и технологические возможности при изготовлении, т. к. при увеличении надёжности эксплуатации снижаются эксплуатационные затраты, но при этом затраты на изготовление могут вырасти несоразмерно высоко.

В настоящее время в создании новых высокопроизводительных машин наблюдается тенденция к увеличению их энерговооружённости, что в совокупности с ограниченностью рабочего пространства в подземных условиях ведёт к увеличению мощности, приходящейся на единицу веса машины.

При этом стремление к увеличению этого показателя для достижения наивысшей производительности ведёт к интенсификации рабочих процессов и увеличению фактических нагрузок на элементы горных машин, что, в свою очередь, приводит к увеличению вероятности превышения заданных нагрузок и снижению эксплуатационной надёжности.

Однако в ряде случаев увеличение производительности горных машин можно добиться с помощью оптимизации рабочего процесса без существенного увеличения нагрузок на элементы машин, увеличения энергоёмкости процесса разрушения, веса и стоимости.

Примером может служить рабочий процесс разрушения горного массива, в котором вместо резания пород применяются более прогрессивные способы отделения полезного ископаемого, использующие растяжение и изгиб материала вместо его сжатия и раздавливания.

Ещё одним примером снижения вредного влияния кратковременных динамических нагрузок при включении и эксплуатации может служить использование турбомуфты в приводе забойного скребкового конвейера.

С одной стороны, с помощью современных способов изготовления, применения больших запасов прочности деталей, использования современных материалов можно достичь высокого уровня надёжности изделия. При этом могут непомерно высоко вырасти затраты на изготовление и, соответственно, вырасти стоимость машины. С другой стороны, нормативные сроки службы машин должны быть не слишком большими для своевременного их обновления вследствие научно-технического прогресса и морального старения.

На рис. 8.1 показано влияние срока службы машины на удельные затраты на ремонт, производительность и коэффициент технического использования карьерных экскаваторов.

Оптимальная долговечность может быть определена, например, по В. Н. Трейеру:

,

где μ – коэффициент, учитывающий желательное продление срока службы путём модернизации машины или замены её новым экземпляром;

П_Н – нормативная производительность проектируемой машины;

П_О – существующая производительность прототипа;

К_О – планируемый прирост производительности труда в данной отрасли народного хозяйства.

Рис. 8.1. Влияние срока службы на эксплуатационные показатели (П – производительность, Q – удельные затраты на техническое обслуживание и ремонты, К_ТИ – коэффициент технического использования)

Дата добавления: 2014-01-07