автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование и разработка новой технологии фирменного сервисного обслуживания карьерных экскаваторов

кандидата технических наук
Сергеев, Валерий Юрьевич
город
Москва
год
2010
специальность ВАК РФ
05.05.06
цена
450 рублей
Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Обоснование и разработка новой технологии фирменного сервисного обслуживания карьерных экскаваторов»

Автореферат диссертации по теме "Обоснование и разработка новой технологии фирменного сервисного обслуживания карьерных экскаваторов"

На правах рукописи 'Г

Сергеев Валерий Юрьевич

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ФИРМЕННОГО СЕРВИСНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КАРЬЕРНЫХ ЭКСКАВАТОРОВ

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2010

1 1 НОЯ 2010

004612069

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет» (Ml I У) и

в ЗАО «Тяжмашсервис» г. Красноярск

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Подэрни Роман Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор;

Островский Михаил Сергеевич

кандидат технических наук Ефимов Валентин Николаевич

Ведущее предприятие: Национальный научный центр горного производства — Институт горного дела им. А.А. Скочинского (МО, г. Люберцы)

Защита диссертации состоится «11» ноября 2010 г. в 12 ч. на заседании диссертационного совета Д 212.128.09 в Московском государственном горном университете в ауд. Д-251 по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан «0^у> 0(СМЗ> 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, Т " профессор

Шешко Евгения Евгеньевна

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Технический уровень технологических процессов открытых разработок определяется уровнем механизации этих процессов и качеством эксплуатации горного оборудования. Интенсификация открытого способа разработки твердых полезных ископаемых бесспорно зависит как от введения в эксплуатацию современных более мощных карьерных экскаваторов, так и, в немалой степени, от эффективности использования существующего значительного парка экскаваторов, большинство из которых начали работать на отечественных горных предприятиях еще в прошлом веке. Опыт эксплуатации горного оборудования на предприятиях Кузбасса, Уральского и Сибирского регионов показывает, что используется оно подчас неэффективно. Так, коэффициент использования календарного времени карьерных экскаваторов в среднем не превышает 0,55-0,6. Ресурс узлов и агрегатов, восстановленных в условиях существующих ремонтных баз, сокращается подчас до 2-х раз по сравнению с ресурсом фирменных заводских узлов. Очевидно, что модернизации ремонтных баз и реорганизации системы технического обслуживания и ремонта узлов и агрегатов горного оборудования следует уделять большее внимание с целью повышения их послеремонт-ного ресурса не ниже поставляемого заводами-изготовителями.

В настоящей работе обосновывается целесообразность внедрения нового вида фирменного сервисного обслуживания (ФСО) на основе реализации годовых корректирующих ремонтов (ГКР), проводимых после предварительного диагностического обследования горной машины, которое позволяет достаточно точно определить его объем. ГКР состоит из ремонта основных базовых металлоконструкций экскаватора (если это требуется), которые проводятся на месте эксплуатации экскаватора, и обезличенной замены агрегатов и узлов из создаваемого обменного фонда заранее восстановленных таких же агрегатов и узлов. Эти работы должны осуществляться специализированными сервисными предприятиями, имеющими надлежащую технологическую, инструментальную и материально-техническую базу. Одним из таких предприятий является ЗАО «Тяжмашсервис» (г. Красноярск), основанный в 1990 году и к настоящему времени являющийся одним из самых крупных заводов в РФ и СНГ по оказанию сервисных услуг и агрегатно-узловому ремонту горного оборудования (карьерных экскаваторов и драглайнов), использующих систему ФСО, что позволяет проводить любые виды ремонтов более эффективно по сравнению с традиционно применяемой системой ППР.

Разработка новых методов поддержания технического состояния карьерных экскаваторов на заданном уровне на основе внедрения новых, экономически более привлекательных технологий их сервиса и ремонта, обеспечивающих высокое качество работ, является актуальной научной задачей.

Цель работы: разработка технологии фирменного сервисного обслуживания (ФСО) карьерных экскаваторов, базирующейся на систематической диагностике технического состояния их узлов методами неразрушающего

контроля (преимущественно вибрационным и тепловым) для обеспечения гарантированного коэффициента технической готовности оборудования.

Идея работы. Гарантированный уровень технической готовности оборудования достигается проведением целенаправленных ежегодных корректирующих ремонтов и применением оригинальных технологий фирменного сервисного обслуживания.

Защищаемые научные положения:

1. Зависимости коэффициентов технической готовности карьерных экскаваторов (горного оборудования) от показателей качества их обслуживания и ремонта, которые определяются структурой, технологией и организацией рекомендуемой фирменной системы обслуживания (ФСО).

2. Программа организации ежегодных корректирующих ремонтов карьерных экскаваторов (горного оборудования), составляемая на основе непрерывного диагностического мониторинга обслуживаемого оборудования, обеспечивающая гарантированный уровень его технической готовности

3. Метод сравнительной оценки ремонтной технологичности горного оборудования при его обслуживании по выбранной системе ТО (ФСО и ППР) на основе оценки частных функциональных критериев, учитывающих удельные характеристики ремонтов: потока заявок на ремонт, продолжительности, трудоемкости и себестоимости.

4. Зависимости показателей технико-экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания от характеристик выбранной модели ремонтной стратегии, позволяющие обосновать целесообразность внедрения ее как долгосрочный инвестиционный проект.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечиваются: корректностью постановки задач исследований; достаточным и статистически обоснованным объемом данных, а также представительностью выполненных экспериментальных исследований в лабораторных и промышленных условиях; совпадением с достаточной точностью результатов теоретических исследований и результатов их промышленной реализации на горных предприятиях (по математической модели, например, относительная погрешность не превышала 0,12 при доверительной вероятности 0,95); положительными результатами промышленного внедрения системы мониторинга карьерных экскаваторов тепловыми и вибрационными методами неразрушающего контроля.

Научное значение работы заключается:

- в установлении зависимости коэффициента технической готовности от показателей качества организации системы сервиса и ремонта (показателей интенсивности, категории ремонтных воздействий и места их проведения), формирующего эксплуатационную надежность карьерного экскаватора;

- в методе оперативной оценки технического состояния карьерных экскаваторов, базирующейся на показателях оперативной диагностики состояния его узлов методами неразрушающего контроля, позволяющей прогнозировать их остаточный ресурс;

- в программе расчета корреляционных связей функциональных критериев ремонтной технологичности экскаваторов, обслуживаемых но системам ППР и ФСО, сравнивающей их с базовыми характеристиками функциональных критериев «идеального» экскаватора, позволяющей оценить результаты обслуживания оборудования;

- в разработке математической модели расчета технико-экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания, обосновывающей целесообразность использования ее как долгосрочного инвестиционного проекта.

Практическое значение работы заключается:

- в разработке новой системы фирменного сервисного обслуживания (ФСО), отличающейся от системы ППР тем, что поддержание карьерных экскаваторов в работоспособном состоянии (с оговоренным контрактом коэффициентом технической готовности) обеспечивается систематическим мониторингом их текущего технического состояния и точечными ремонтными операциями, что сокращает сроки ремонта и увеличивает межремонтные циклы;

- разработке регламентных материалов по обеспечению предремонтных обследований горного оборудования (методика проведения комплексной диагностики узлов и агрегатов карьерных экскаваторов);

- разработке методики применения средств неразрушающего контроля сборочных узлов горного оборудования и регламента планирования ремонтов, номенклатуры и количества запасных частей сервисной компании;

- обосновании структуры и создании производственно-сервисных фирм (типа ЗАО «Тяжмашсервис») по оказанию на условиях «аутсорсинга» комплексных услуг по поддержанию на заявленном уровне технического состояния горного оборудования для открытых горных работ;

- разработке оригинальной технологии агрегатно-узлового ремонта всех типов редукторов и других крупных узлов экскаваторов, обеспечивающей на выходе заданный коэффициент технической готовности восстановленных по такой технологии узлов.

Реализация выводов и результатов работы осуществлена при проведении: капитально-восстановительного ремонта экскаватора ЭШ-15.90 (разрез «Переясловский», 2005-06 гг.); годового корректирующего ремонта экскаватора ЭКГ-8И (разрез «Переясловский», 2006 г.); восстановительпого ремонта ЭКГ-8И: 3 шт. (разрез «Медвежий ручей» и Норильская ГК, 2005 г.); комплексного диагностического обследования (с целью установления текущего технического состояния) экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-5А (4 шт) и ЭИ1-10.70 (Мазульский известняковый рудник ОАО «Ачинсиш ГК», 2006 г.); комплексного диагностического обследования экскаватора ЭКГ-5А (разрез «Ирбейский», 2008г.) с целью продления в органах Госгортехнадзора сроков службы; комплексного предремонтного диагностического обследования экскаваторов ЭКГ-5А: 3 шт. (разрез «Сереульский», 2009г.); капитально-восстановительных ремонтов редукторов лебедок подъема, напора, поворота и хода экскаваторов ЭКГ-5А, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-15 в количе-

стве до 150 шт. 1995-2009 гг.; модернюаций электроприводов экскаваторов ЭКГ-10: 2шт. (разрез «Бородинский»).

Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее результаты представлялись, докладывались и обсуждались на конференциях «Организация корпорацией ОМЗ собственной сети ФСО горного оборудования», г. Красноярск, декабрь 2004 г.; «Презентация ЗАО «Тяжмашсервис» новой формы сотрудничества с горными предприятиями Сибири и Дальнего Востока», г. Красноярск, март 2007 г.; научно-практических семинарах ОАО «СУЭК»: «Взаимодействие предприятий-поставщиков горного оборудования с ремонтно-механическими службами ОАО «СУЭК», г. Ленинск-Кузнецкий, июнь 2007 г.; «Организация предприятиями-поставщиками карьерной техники собственной сети сервисных складов на территории предприятий ОАО «СУЭК», г. Красноярск, февраль 2008 г; «Взаимодействие горнодобывающих предприятий с сервисными центрами поставщиков горной техники», г. Ленинск-Кузнецкий, июнь 2009г; на научных симпозиумах: «Неделя горняка в Mi l У» г. Москва, январь 2009 и 2010 гг.; «Обзор новых типов горного оборудования и его технического обслуживания», г. Красноярск, июль 2009 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, 8 приложений и содержит 59 рисунков, 17 таблиц и библиографический список использованной литературы из 120 наименований.

Основное содержание работы

Вопросам повышения эффективности использования горного оборудования и комплексов машин для открытых работ посвящены труды научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций, а также вузов и заводов горного машиностроения РФ и СНГ, среди которых следует отметить ИГД им. A.A. Скочинского, МГГУ, ИГД МЧМ РФ, НИИОГР, ОАО Ижорские заводы, УЗТМ, НКМЗ, НИИКМА и др. В решение проблемы надежности и ремонта горнотранспортных машин большой вклад внесли д. т. н. Андреева Л.И., Анистратов Ю.И., Беляков Ю.И., Волков Д.П., Домбровский Н.Г., Гетопапов В.Н., Кантович Л.И., Квапшидзе B.C., Киселев A.A., Комиссаров А.П., Кох П.И., Кравченко В.М., Красников Ю.Д., Кубачек В.Р., Кулешов A.A., Махно Д.Е., Мерзляков В.Г., Морозов В.И., Островский М.С., По-дэрни Р.Ю., Радкевич Я.М., Рахутин Г.С., Сатовский Б.И., Солод В.И., Солод Г.И., Шадрин А.И., к. т. н. Гаевская К.С., Ефимов В.Н,. Рахутин М.Т., Руси-хин В .И., Слесарев Б.В., Скобелев Л.С., Шендеров А.М., Штейнцайг В.М. и многие другие авторы.

В работах перечисленных авторов дан обзор состояния основного технологического оборудования - карьерных экскаваторов и драглайнов на угольных разрезах РФ, проведен анализ эффективности его эксплуатации.

Ими были разработаны теоретические основы повышения эффективности горных машин на стадии их создания и модернизации, проведены многочисленных теоретические и экспериментальные исследованиях рабочих процессов горных машин. Экскаваторы - механические лопаты в структуре экскаваторного парка угольной отрасли РФ составляют большую часть (65%). Больше половины списочного состава мехлопат и драглайнов в объединениях Кузбасского региона и ОАО «СУЭК» находятся в эксплуатации с истекшим сроком службы. В последние годы на разрезы начали поступать дизсль-гидравлические экскаваторы "прямая" и "обратная" лопаты, а также механические лопаты с ковшами от 25 м3 зарубежного производства.

Поддержание технического состояния парка карьерных экскаваторов на должном уровне должно осуществляться на основе внедрения новой технологии их сервиса и требует разработки новых, экономически более привлекательных способов повышения качества их ремонта.

Действующая в РФ с середины 30-х годов прошлого столетия система планово-предупредительных ремонтов (ППР) базировалась на выявленных закономерностях возникновения отказов и сроках наступления предельных состояний узлов, агрегатов и систем оборудования. Эта стратегия ремонта по наработке сегодня постепенно сменяется стратегией ремонта по их фактическому состоянию с использованием агрегатно-узлового метода замены узлов и агрегатов силами специализированных центров.

Предлагаемая в работе система фирменного сервисного обслуживания (ФСО) имеет целью обеспечение технической готовности карьерных экскаваторов на заданном уровне, оценки которой целесообразно осуществлять по коэффициенту готовности Кт пт

Кт-~- 1/[£1//^)-(иш-1)], (1)

Я

где К^ - коэффициент готовности /-го модуля (механизма) карьерного экскаватора; ит - количество значимых модулей экскаватора, определяющих его работоспособность.

Эксплуатационная производительность карьерных экскаваторов (¡0Э) наиболее полно, при прочих равных условиях, характеризует эффективность их эксплуатации, косвенно отражая качество их обслуживания и имеет вид

о, = 3600 *Е* КЭ*КГ* К* Ку * К, * ТА, (2)

где <2з - эксплуатационная производительность, м3/год; Е - вместимость ковша м3; Къ Кп Къ, Ку - коэффициенты соответственно: - экскавации; - готовности экскаватора; - забоя, учитывающий состояние горного массива, (например после взрывного рыхления), гранулометрический состав горной массы, высоту забоя, особенности технологической схемы отработки уступа; -управления, учитывающий квалификацию машиниста и степень автоматизации машины; Кв - интегральный коэффициент использования фонда календарного времени, учитывающий качество организации работ (наличие подготовленных к разработке забоев и подъездных дорог, систем энергоснабжения, технического обслуживания и ремонтов, а также некоторые другие специфи-

ческие факторы, влияющие на фактическое использование экскаватора; 7К -календарный фонд рабочего времени, ч; /„ - время цикла, с.

Производительность экскаватора, при прочих равных условиях, зависит от его надежности, которую можно характеризовать через ее эквивалент - коэффициент технического использования машины т

кп = и[\ + тщх^+ 2Тр11р|], (3)

¿=1

где Гпр - оценка средней продолжительности профилактических ремонтов, ч; Л,ф - интенсивность потока требований по профилактике, 1/ч; Тр\ - оценка средней продолжительности ремонта, ч; ^ - интенсивность потока требований по ремонту / - го модуля 1/ч; т - число логически последовательно соединенных модулей карьерного экскаватора.

В зависимостях (23 и КТК учтены основные факторы, отображающие технические, горно-геологические, климатические и организационные показатели: конструктивные и технические возможности экскаваторов: Е, /„, и К,\ горно-геологические: К3> /Г3 и Ку; климатические условия: КТ и Кв\ организационные факторы: К£, Кр^ и Тт.

В случае отказа модуля в период времени между профилактиками, могут иметь место две стратегии проведения ремонта:

- первая: модуль ремонтируется, а периоды времени между профилактиками остаются неизменными.

- вторая: модуль заменяется, а все остальные модули проходят плановое обслуживание. Сроки проведения последующих профилактических ремонтов перепланировываются.

Статистика наблюдений за эксплуатацией экскаваторов ЭКГ-8И на угольных разрезах показывает преимущества второй стратегии, поскольку значения коэффициентов технического использования Кт в этом случае имеют более высокие значения от 0,81 - 0,95 против 0,71 - 0,85 у экскаваторов, использующих первую стратегию ремонтов.

Коэффициент сервисных воздействий Кс, учитывающий влияние диагностики состояния систем и экскаватора на продолжительность ремонтов

^с=(Г„р-Гм)/Гпр, (4)

где Т„р - продолжительность всех видов ремонтов, связанных с отказом отдельных узлов и механизмов, ч; Гм - продолжительность диагностики причин отказа и контроля параметров, ч.

Коэффициент ремонтной оснащенности /Грем ремонтной службы

-Крем = (Тр, —ТоиУТри (5)

где Тщ - нормативная продолжительность ремонтного воздействия, ч; Т0„ -экономия времени ремонта за счет применения прогрессивной стратегии ремонта и оснащенности ремонтной службы инструментом, ч.

Коэффициент технического использования оборудования Кт

Тппр Лрем + Ть Кс), (6)

где Гр - продолжительность работы экскаватора, ч; продолжительность ППР, ч; Гв- продолжительность восстановительных работ при аварийном ремонте , ч.

Коэффициенты технической готовности карьерных экскаваторов, обслуживаемых по сравниваемым системам:

при системе ППР

Kir~ [^кал — (^техн Тщ, + Тф)]/(7]сал — ^гехн)> (7)

при системе ФСО

К-п-— [Ткал ~ (^техн ^т.мои ~~ (8)

где Гил - календарное время в году; Ттехм - время простоев по технологическим условиям ведения горных работ; Тщ, - продолжительность плановых ремонтов; Ггр - продолжительность аварийных ремонтов; Т1Моа— время остановки экскаватора на технический мониторинг; Тщ, - продолжительность корректирующего годового ремонта.

Основным отличием системы ФСО от системы ППР является применение непрерывного мониторинга технического состояния экскаватора методами неразрушающего контроля: визуально-инструментальным (ВИК), тепловым (ТК), виброакустическим (ВК) и ультразвуковым диагностированием (УЗД).

Непрерывность технического мониторинга в системе ФСО в процессе годового цикла сервисного обслуживания экскаваторов достигается применением трех последовательных мероприятий: ежедекадного (иногда еженедельного) осмотра, ежемесячного освидетельствования и годового предре-монтного обследования.

Ежедекадный осмотр имеет целью определить зарождающиеся очаги появления неполадок путем беглого осмотра основных модулей экскаватора во время обеденного перерыва.

Ежемесячное освидетельствование имеет целью определить состояние наиболее нагруженных узлов экскаватора (с применением методов ТК и ВК), подвергавшихся ранее ежедекадному осмотру в течение одной рабочей смены, и регламентируется инструкциями эксплуатирующего предприятия.

Годовое предрсмонтное обследование имеет целью определить объем предстоящего корректирующего ремонта экскаватора и проводится непосредственно перед постановкой его в годовой ремонт.

Годовой корректирующий ремонт - основное ремонтное воздействие в системе ФСО. Он включает ремонтно-восстановителыше операции по силовым металлоконструкциям, агрегатную замену узлов, эксплуатация которых вызывает опасения в их дальнейшей работоспособности. Сетевой график его проведения на экскаваторе ЭКГ-8И представлен на рис. 1.

Для проведения ремонта по системе ФСО требуется наличие несни-жаемого оборотного фонда деталей, сборочных единиц и агрегатов и их полная размерная и параметрическая взаимозаменяемость.

В зависимости от результатов технического мониторинга, возможны два варианта развития ситуации по сервисному обслуживанию экскаватора:

- машина надежно работает в течение всего года и не требует внеплановых вмешательств в обслуживание, что характерно для эксплуатации нового и технически грамотно смонтированного (отремонтированного) экскаватора;

N Н»иммаммм* ...........«.пай «пцж^м Сроо* ■

ГГ 1 4 » ■.'Г » <0 «

с*

« РАИ*

■мямткхмм вит«, хнвю ; . № 11*4»

4 м.

« кмяпаирп«!«»

Н« ЗвССИНвОТвММьД рфмпя «пее»*041М0р«*«Ю ■К4

Р'

ЬлммпмЛ рвчнгг (»Арсефм яоц* (пыш* . «0 ММ)

1

т 1- • ■

м Ммсиапвемиэвпюяюот К?'® а';-.,;. с ««

?? ^

»я *ВПР«ЛВМ«0ИТИИ—Вй е«Д»Ч 6Ц1ИИ '1. Щ-Й:' Г--'

» Е»№1ГПИ-ИГ1|ИГЦ. НИ»-« ИНОЮ (4Ч1ЫЛ » Я '

'Ьсгоммииючмсрябомвемотагй1' Вк * 7! •

• - й*ми*еЛ Фммда имоавюа.

Рис.1. Сетевой график проведения ФСО экскаватора ЭКГ-8И

- машина работает, но в результате плановых осмотров в отдельных узлах и агрегатах обнаруживается слабонарастающая угроза возникновения поломок и последующего выхода их из строя, и тогда проблемный узел либо заменяется аналогичным из оборотного фонда на ближайшем плановом (технологическом) останове экскаватора, либо подвергается ремонту во время очередного корректирующего ремонта экскаватора.

Типовая структура сервисного предприятия, проводящего обслуживание карьерных экскаваторов по системе ФСО, например ЗАО «Тяжмашсер-вис», имеет: опорный пункт на разрезе (ГОКе) с группами диагностики и производственно-технологической и сервисную производственно-складскую региональную базу с ремонтными цехами, складами, мобильными и вахтовыми ремонтными бригадами. Кадровый состав опорного пункта определяется его основными производственными задачами: проведение постоянного технического мониторинга обслуживаемого оборудования и участие в годовых корректирующих ремонтах.

В работе проведено сравнение систем ППР и ФСО экскаваторов по суммарным затратам и по коэффициенту технической готовности из расчета 20-ти лет эксплуатации (при условных ценах 1-го полугодия 2008 г).

Схема проведения ППР подразумевала 6- летний цикл, а именно: 1-й и 2-й годы - годовые ремонты; 3-й год - средний ремонт; 4-й и 5-й годы - годовые ремонты; 6-й год - капитальный ремонт. В 7-й год проводится годовой ремонт, а далее 6 - летный цикл повторяется.

Схема проведения ФСО имела однолетний цикл, т.е. все работы, повторялись каждый следующий год и за 20 лет составили для систем ППР и ФСО соответственно 120 и 99,7 млн. руб., а себестоимости одного условного

8

машино-часа эксплуатации экскаватора составили соответственно 950,87 и 781,3 руб/ч.

Себестоимость одного машино-часа эксплуатации экскаватора ЭКГ-8И при техническом обслуживании по системе ФСО оказалась на 22% ниже аналогичного по сравнению с системой ППР, что достигается как за счет меньших прямых затрат, так и за счет увеличения годового баланса времени работы экскаватора до 319 суток при ФСО против 315 при ППР.

Анализ зависимостей продолжительности установления причин отказов экскаваторов (рис. 2), параметра потока отказов (количества наступивших и предотвращенных отказов) (рис. 3), а также средней продолжительности замены их узлов (рис. 4) в зависимости от продолжительности их эксплуатации показывают преимущество системы ФСО перед ППР, поскольку имеют более предпочтительные значения оцениваемых факторов.

количасгео отказов жспмгора и уловный пцмпдшг

Рис, 2. Сравнительная продолжительность установления причин отказов экскаваторов ЭКГ-8И по мере нарастания их количества а в зависимости от общего числа отказов (ГМК «Норильский никель», период наблюдений: ППР-2004 г.; ФСО три года 2004-2006 п-.)

Рис. 3. Зависимости: а) - параметра потока отказов (количества отказов); б) - количества предотвращенных отказов при обслуживании по системам ППР и ФСО от продолжительности эксплуатации экскаваторов ЭКГ-8И (ГМК «Норильский никель» 2004-2005 гг. на-блюпепия1

Ремонтно-технологические факторы по каждой системе обслуживания оценивались через интегральный коэффициент технологичности ремонтных работ К-^р, равный произведению частных коэффициентов:

Ктрр -К-го* Кщ)„ * Кт = М^Т* и/5* С/Собщ, (9)

где Куа, Кщп и Кт, - соответственно коэффициенты технической оснащенности ремонтной базы, квалификации ремонтного персонала и наличия рабочей до-

кументации и технологических карт; М-, - единичная масса восстанавливаемого /-го агрегата, т; Т, - трудоемкость восстановления /-го агрегата, нормо-часы; п - количество персонала ремонтного предприятия, чел; 5 - общий объем выпущенной отремонтированной продукции предприятием, млн. руб; С - доля накладных расходов, связанных с конструкторско-технологической подготовкой производственно-ремонтных операций, тыс. руб.; Со5щ - общие затраты ремонтного предприятия, тыс. руб.

Рис. 4. Средняя продолжительность замены узлов экскаватора ЭКГ-8И при обслуживании их по системам ППР и ФСО

Уровень технической готовности экскаватора в течение анализируемого периода времени эксплуатации, выражаемого через КТГ, при обслуживании по системе ППР имеет весьма неравномерный вид (рис. 5,а) со значительными перепадами во временных точках проведения ремонтно-восстановительных операций в сторону его повышения. На остальных отрезках временного интервала наблюдается устойчивое крутопадающее снижение KIT до точек проведения следующего ремонтного воздействия.

Переход на систему ФСО позволяет поддерживать КТГ экскаватора на более высоком (оговариваемом в договоре на сервисное обслуживание оборудования) уровне, и, что немаловажно, с гораздо более плавным характером кривой КТГ (рис.5,б) при меньших экономических затратах по сравнению с системой ППР. Это происходит за счет рассредоточения крупных ремонтных операций равномерно по каждому году в течение всего срока эксплуатации экскаватора.

а) б)

СТ (юаМмимт imwxA гттеюст)

КТГ (юаффумекгтохнвчеаоР готовности)

Рис. 5. Графики изменения технического состояния экскаватора при техническом обслуживании: а) по системе ППР; б) по системе ФСО

Графики изменения финансовых затрат за 12 лет эксплуатации экскаватора ЭКГ-5А при обслуживании его по системам ППР и ФСО (рис. 6) показывают, что кривая затрат при обслуживании экскаватора по системе ППР

10

срщииаКТГ даваожшушвцио

имеет ярко выраженные пики, особенно в годы проведения крупных ремонтов (капитальных), а также аварийных.

а) б)

Рис. 6. Графика изменения затрат на ТО экскаватора ЭКГ-5А по системам: а) ППР - нового, после монтажа; б) ФСО - средней степени изношенности (СР - средний ремонт; КР - капитальный ремонт; АР - аварийный ремонт; ВР - входной ремонт)

Напротив, для экскаватора, обслуживаемого по системе ФСО, линия затрат имеет только одно пиковое значение в момент проведения «входного» ремонта, проводимого на экскаваторе в момент его начальной постановки на сервисное обслуживание (по объему эквивалентного капитальному). Далее она повышается полого вследствие естественного инфляционного роста цен на ЗИП и материалы.

В работе проведено исследование функциональной технологичности технического обслуживания карьерных экскаваторов.

Основными критериями, определяющими функциональную технологичность и экономическую эффективность предлагаемой системы ФСО, являются ремонтная технологичность и эксплуатационный критерий. Эти показатели напрямую влияют на величину реальных затрат, связанных с эксплуатацией экскаватора.

Ремонтная технологичность зависит от большого числа случайных факторов. Для количественной оценки ремонтной технологичности принят комплекс из четырех основных показателей, характеризующих: количество, продолжительность, трудоемкость и стоимость ремонтов.

В качестве частных удельных показателей были приняты отношения их абсолютных значений В^ к ^ - функциональному эксплуатационному критерию (по Солоду Г.И.), основному параметру рассматриваемой машины /¡¡ = Ву//1},

где / - порядковый номер параметра;^ - порядковый номер машины.

Для карьерной мехлопаты эксплуатационный критерий определяется как X, = 0,278 *10=0,278 10~г £>аКтК3КтКв, (10)

где ()„ и <2э ~ ее теоретическая и эксплуатационная производительности,м3/ч; К? - коэффициент удельного сопротивления копанию, МПа; , К^ Кь -коэффициенты соответственно: экскавации, влияния технологии выемки и использования экскаватора во времени.

Для сравнения функциональных критериев ремонтной технологичности и эксплуатационного критерия двух систем ППР и ФСО карьерных мехлопат были проведены наблюдения за ремонтными циклами экскаваторов в течение

одного календарного года и определены ставшие основными базовыми параметрами при расчетах частных функциональных критериев для систем ППР и ФСО удельные значения: параметра потока ремонтов и^; продолжительности Тр, трудоемкости и стоимости ремонтов (кроме капитальных) С,; продолжительности Т^; трудоемкости 5кр и стоимости капитального ремонта Су р.

В результате наблюдений за экскаваторами, обслуживаемыми по системам ФСО и ППР, и последующего расчета обобщающих комплексных показателей были выявлены базовые показатели ремонтной технологичности. Совокупность базовых значений функциональных критериев представляет собой идеальную модель функциональной машины - карьерной мехлопаты, которая обладает наиболее высокими показателями, уже реально достигнутыми в различных моделях экскаваторов одного назначения.

После построения матрицы по экскаваторам ЭКГ-8И, обслуживаемым по системам ППР и ФСО, полученные значения были проанализированы в экономико-статистической программе ЗТАТКТЖА на предмет наличия и характера корреляционных связей между каждой системой (ФСО и ППР) и базовыми параметрами «идеального» экскаватора и между системами относительно друг друга.

Используя статистику %г и распределение Стьюдента, с вероятностью ошибки 0,05, подтверждена гипотеза о преимуществе технического обслуживания по системе ФСО над ППР по базовым элементам.

Связь между показателями базового функционального критерия ремонтной технологичности и аналогичными показателями системы ППР получилась обратная, умеренная. Это говорит о том, что показатели ремонтной технологичности системы ППР неустойчивы, корреляционно нестабильны и видопеизменяемы. Взаимосвязь же соответствующих показателей по системе ФСО прямая и устойчивая и экспоненциально предрасположена к росту, показатели функционального критерия системы ФСО взвешены, способны видоизменяться как по количественным экономическим, так и по качественным технологическим параметрам.

Оценочные параметры критерия ремонтной технологичности при обслуживании по системе ФСО более гибки, имеют большую положительную динамику, менее зависимы от внутренних условий эксплуатации экскаваторов, более стабильны и устойчивы по сравнению с теми же параметрами при системе ППР.

В работе проведена технико-экономическая оценка эффективности внедрения системы ФСО как долгосрочного инвестиционного проекта.

Внедрение системы ФСО на горнодобывающем предприятии возможно в виде инвестиционного проекта двух разных типов:

- как производственного, в виде реальных инвестиций в капитальный ремонт основных фондов (т.е. горного оборудования, например экскаваторов);

- как экономического, в виде приобретения годового абонементного обслуживания на условиях «аутсорсинга» собственных основных фондов (экскаваторов) внешней «фирмой-сервисантом».

Инвестиции, связанные с обслуживанием экскаваторов с 10-15 летним сроком службы, не являются высокодоходными и краткосрочными, поэтому в качестве потенциальных инвесторов могут выступать, в первую очередь, собственники горнодобывающих предприятий, для которых такого рода инвестиции являются целевыми для собственной внутренней реализации.

В первом случае, создание на предприятии структуры по обслуживанию оборудования по системе ФСО в виде сервисного дочернего предприятия потребует, кроме прямых инвестиций в капиталообразующие финансовые активы, также инвестиций в нематериальные активы (покупка технологических карт по ФСО, методик проведения диагностических мероприятий, технической документации по узловому ремонту, обучение персонала и др.).

Во втором случае инвестиционный проект носит характер инвестиций в оптимизацию внутренних экономических затрат инвестора путем замены статьи расходов на ремонт основных фондов (например, экскаваторов) на менее затратную статью расходов - услуги сторонних организаций. Критериями оценки инвестиций при этом являются: чистая приведенная стоимость; внутренняя норма доходности; срок окупаемости и индекс рентабельности.

Целесообразность перевода горного оборудования на обслуживание по системе ФСО (по 1-му варианту инвестиционных вложений) оправдывается прямой экономией, возникающей за счет: снижения времени аварийных простоев техники

Эдп= (CÍE— Cih) ТГ'АИЧ'Л^РЙ (11)

•- снижения трудоемкости ремонта и обслуживания

Зго= ((С,Б- Сщ) 7г+ ПА-ВДб- Дщ)))Яго^mí (12)

• - экономии запасных частей и рабочих жидкостей

Эзип = К А Гг/( Яш-Лт)) Nu, (13)

где Cíe и Сщ - коэффициенты времени аварийных простоев соответственно для базовой и новой техники; Аич5 Djo и Д - соответственно стоимости одного: - одного машино-часа работы машины; - нормо-часа работы механика; - заменяемого z'-го агрегата; L¡ и R¡ - соответственно трудоемкость замены и ресурс г'-го агрегата; Тг - годовой фонд рабочего времени; NM — количество ремонтируемых экскаваторов.

При организации ТО и Р экскаваторов неизбежно возникает необходимость приобретения и дальнейшей эксплуатации соответствующего ремонтного оборудования и оснастки.

В случае обслуживания техники по системе ППР, как правило, закупается универсальное (годное для проведения ремонтов и другого, кроме экскаваторного, оборудования) ремонтное оборудование.

В случае перехода на систему ФСО необходимо приобретать узкопрофильное специализированное оборудование под обслуживание именно карьерных экскаваторов и тогда возникает дополнительная экономия (Эр0), связанная с меньшими затратами на закупку и эксплуатацию специализированного оборудования

Эро = Х(Арем + ^¡рем'^рем) Мл - НАсто Ricro d,cm)NM¡ (14)

где D¡peM и Л|Рем стоимость и трудоемкость эксплуатации универсального ремонтного оборудования; dl¡XM и dÍCI0 стоимость одного нормо-часа эксплуатации универсального и специального ремонтного оборудования; DiCT0 и /?¡cro стоимость и трудоемкость эксплуатации специального технологического оборудования.

Итого, экономия затрат при эксплуатации горного оборудования по системе ФСО определяется как

Э = Эдп + Это + Эзип+ Эр0. (15)

Второй вид инвестиций связан с передачей экскаватора или группы экскаваторов на сервисное обслуживание специализированному сервисному предприятию на условиях «аутсорсинга».

Использование экскаватора, восстановленного по системе ФСО, является инвестиционным проектом, который имеет определенный срок окупаемости.

Затраты на эксплуатацию и сервис, например экскаватора ЭКГ-8И, при обслуживании его по системам ППР и ФСО (из расчета 20-ти лет эксплуатации при условных ценах 1-го полугодия 2008 г.) составили соответственно 120 и 99,7 млн. руб., а себестоимости одного условного машино-часа эксплуатации экскаватора, 950,87 и 781,3 руб/ч. Расчет показателей производился при условии, что инвестиции будут вложены в течение одного года и доход от реализации проекта ежегодно является постоянным.

Критериями оценки инвестиций являются: чистая приведенная стоимость; внутренняя норма доходности; срок окупаемости и индекс рентабельности.

Чистая приведенная стоимость реализации проекта (чистый дисконтированный доход) определялась по выражению

NPV= Í С, -(l+r,)1 ~ Í S, (1+ г,)"', (16)

í-i t=i

где С, = (Сппр - Сфсо) - чистая прибыль от проекта в каждый год эксплуатации, определяется как разница между фактическими затратами на проведение ППР и величиной годовой сервисной услуги сервисного предприятия по ФСО; St - инвестиции в проект по ФСО в данном году (оплата годового обслуживания по ФСО); г, = 0,22 - ставка дисконтирования, рекомендованная при расчете ЛТК.

При фактических затратах на 1 год при обслуживании по системам ППР и ФСО соответственно: СПго> = 120 (млн. руб.)/20(лет) = 6 млн. руб./год и СфСо = 4,985 млн. руб/год, имеем С, = 1,015 млн. ру б/год.

Вложения инвестора (заказчика проекта) денежных средств в проект перехода на обслуживание одного экскаватора ЭКГ-8И по системе ФСО составляют St = СФСо = 4,985 млн. руб.

Чистая приведенная стоимость (чистый дисконтированный доход) NPV= 10*[1,015/(1+0,22)] - 4,985/(1+0,22) = 8,32 - 4,08 = 4,24 млн. руб. Срок окупаемости проекта по переходу на обслуживание по системе ФСО одного экскаватора ЭКГ-8И составил РР = 5/СФСо,= 4,9 года.

14

Анализ инвестиционного риска в данном случае показывает низкую вероятность потери инвестиций и дохода от них по следующим причинам. Величина общего, интегрального риска складывается из семи видов рисков: законодательного, политического, социального, экономического, финансового, криминального, экологического. Степень каждого риска, оцениваемого баллами от 0 (полное отсутствие риска) до 1 (100% вероятность риска) по каждому показателю, колеблется от 0,1 (законодательный, политический, криминальный, экологический) до 0,2 (социальный - чуть более высокий показатель обусловлен возможным сокращением рабочих мест, существующих на горных предприятиях непрофильных ремонтных структур) и 0,3 (экономический и финансовый, принят как базовый при инвестициях, связанных с собственными основными фондами).

Величина интегрального риска исследуемого инвестиционного проекта не превышает значения 1,2, что является удовлетворительным показателем. С переходом на обслуживание по системе ФСО большего количества единиц техники получается дополнительная экономия за счет удешевления подготовительных и других технологических работ.

В работе выполнен обзор и анализ диагностических методов и средств неразрушающего контроля, используемых для проведения технического аудита узлов и агрегатов горного оборудования. Для аудита экскаваторов наибольшее применение нашли вибродиагностический, тепловой и визуально-инструментальный методы технической диагностики и неразрушающего контроля, а также ультразвуковая дефектоскопия.

Вибродиагностический метод рекомендуется для контроля агрегатов с вращающимися частями (электродвигателей, редукторов, барабанов, валов опорно-поворотных устройств и др.). При исследовании состояния подшипников, муфт, тормозов, валов и зубчатых колес в трех плоскостях наиболее исчерпывающую информацию дают виброакустаческие методы диагностики.

При исследовании технического состояния агрегатов (редукторов приводов поворота, хода, напора и подъема, 5- и 4- машинных электропреобразовательных агрегатов) использовались виброакустические методы, позволившие определить вибрационное состояние их компонентов (подшипников, муфт, валов и колес зубчатых) в трех направлениях: вертикальном, поперечном (горизонтальном) и осевом, а также, при необходимости, вибрационное состояние опор агрегатов и механизмов.

При производстве измерений производились записи в памяти цифрового магнитофона-накопителя замеряемых временных сигналов, например: амплитуды виброперемещения 5р (мкм), виброускорения Ар (мм/с2) или виброскорости Ус (мм/с), которые в дальнейшем по заданной программе преобразовывались, обрабатывались и представлялись либо в виде амплитудно-частотных характеристик для детального анализа причин возникновения неисправностей узлов и их элементов, либо в упрощенном, приемлемом для принятия оперативных решений табличном виде, позволяющем оценить вибрационное состояние объекта по всем вышеупомянутым параметрам.

Вибрации, регистрируемые датчиком, установленным, например, на редукторе привода лебедки подъема экскаватора ЭКГ-5А, представляют собой сложный стационарный колебательный процесс, аппроксимируемый линейной комбинацией гармоник со случайной компонентой, описываемый уравнением вида

X(i) = ¿a, cos[to,(t) + i»,(f)]+V„(0. (17)

i-l

в котором квазиполигармонический процесс обусловлен в общем случае низкочастотными флюктуациями сил сопротивлений на ковше (при копании), среднечастотными вибрациями шестеренных передач редуктора, открытых пар и барабанов, высокочастотными вибрациями двигателей, муфт и тормозов, на которые накладываются еще и широкополосные компоненты вибраций у/ш(*) в подшипниковых узлах лебедки.

Если целью анализа записи процесса является получение информации о состоянии какого либо подшипникового узла привода, то для облегчения выделения широкополосной случайной компоненты y/Ji) в данном узле должна быть произведена регистрация работы привода в режиме холостого хода, позволяющего обнаружить полезную информации о формировании возможного зарождения дефекта, например в подшипниках. Фильтрация упомянутой компоненты осуществима путем Фурье-преобразований с выделением соответствующих спектральных плотностей мощностей искомых сигналов вида и амплитудно-модулированной компоненты

л

у/ (0 = я[1 + YJmiCl ссв(Ш/ + p)]cos(<yAf + <ра\ ( 18)

где тк - парциальный коэффициент модуляции 0 < ту < 1; № - угловая частота модуляции.

Метод выделения спектра огибающей при вибродиагностике подшипников буровых станков, разработанный в Mi l У под руководством проф. Островского М.С., был нами использован для разделения частотных составляющих, связанных с характерными дефектами подшипников механизмов экскаваторов.

Распределение частотных составляющих в спектре сигналов и их величины позволяют по частоте оценить техническое состояние вибрирующего элемента, а по амплитуде - степень развития дефекта. В результате анализа спектрограмм были получены образы вибраций исправных и дефектных подшипников электромоторов лебедки подъема экскаватора ЭКГ-5А (рис. 7,а и б).

Как видно из рис. 7,а, в спектре огибающей виброскорости исправного подшипника отсутствуют явно выраженные пики частотных составляющих, тогда как в спектре огибающей виброскорости дефектного подшипника (рис 7,6) виден ряд гармонических составляющих, изменяющихся скачком, что говорит о наличии повреждения.

10 20 30 40 50 60 70 80 мс 0 25 50 75 100 125 150 175 <в

10 20 30 40 50 60 70 80 мс 0 25 50 175 100 125 150 175 ш

Рис. 7. Временные сигналы высокочастотной вибрации подшипников электромоторов лебедки подъема экскаватора и спектры ее огибающей: а) подшипник исправный; б) подшипник с поврежденной дорожкой внутреннего кольца

Колебания с частотами ка,, по оценке которых определялось состояние узла (наличие дефектов и их характер оценивались при последующем осмотре подшипников), воспринимаются установленным на корпусе редуктора лебедки вибродатчиком РА023-А, входящим в комплект виброметра «Янтарь ВУ- 043».

Совместное использование классического тензометрического метода и метода оперативной вибродиагностики позволяет классифицировать различные типы дефектов, в частности подшипников по характерным признакам виброграмм. Многие дефекты в подшипниках, проявляющиеся при их эксплуатации, возникают еще при их изготовлении и оказывают влияние на частотный спектр их вибрации при работе.

Погрешности изготовления деталей экскаваторов, дефекты комплектующих, дефекты сборки и монтажа, износ контактирующих сопряжений проявляются в вибросигналах различным образом, и поэтому полученный диагностический сигнал следует дифференцировать в соответствии с определенным видами дефектов.

На рис. 8 представлены спектры виброскоростей Ус (мм/с) подшипников трансмиссии и электромоторов привода лебедки подъема экскаватора ЭКГ-5А при различных типах их дефектов.

3,0

©<=0,88

К

соэ=4,64

I

Ш44=1,76

и,2=9,28

2,0

££>33=18,5

а.....-

0

5 10 15 20 80

80 а, рад/с

Рис. 8. Спектры виброскоростей Уе (мм/с) подшипников трансмиссии и электромоторов привода лебедки подъема экскаватора ЭКГ-5А

На приведенных спектрах проявляются характерные частоты, кратные угловой частоте вращения роторов электродвигателей (ш,,,- 75,86 рад/с), указывающие, в частности, на наличие зарождающихся дефектов (как показала последующая инспекция подшипников) раковин и интенсивного износа наружного и внутреннего колец в подшипниках левого электродвигателя, а также проявляющихся повышенных радиальных зазоров во входном подшипнике редуктора и раковин в тыльном подшипнике правого электромотора.

У подшипников промежуточного вала редуктора в спектре огибающей наблюдаются одна частотная составляющая (со2 = 19,26 рад/с - подшипник в хорошем состоянии), а у выходного вала редуктора справа частоты (а»3 = 4,64 рад/с); (®32 = 9,28 рад/с) и (<И33 = 18,56 рад/с), что указывает на высокий износ тел качения и беговой дорожки внутреннего кольца. У левого подшипника правого барабана лебедки подъема в спектре огибающей наблюдаются частотные составляющие, кратные частоте (со4= 0,88 рад/с) и частоте («44 = 1,76 рад/с), что указывает на высокий радиальный зазор и раковину на беговой дорожке внутреннего кольца, и потребует немедленной замены подшипникового узла.

Однако для оперативного мониторинга главных приводов экскаватора, более пригоден другой метод оценки вибрационного состояния основных подшипников, муфт, тормозов, зубчатых передач и электрических машин, выполняемый с помощью современной виброизмерительной аппаратуры, например «Диана-2М» и «Янтарь-М» (отечественного производства), а также виброанализатор 8'ГО-3300 (для более широких частотных диапазонов).

Рис. 9 иллюстрирует картину вибрационного состояния муфт, тормозов и подшипников на главных валах электрических машин 4- машинного преоб-

разовательного агрегата экскаватора ЭКГ-10, где были также произведены замеры вибрации опор машин, дисбаланса всей системы и основных крепежных деталей. Красным цветом отмечены значения параметров, которые являются недопустимыми при дальнейшей эксплуатации агрегата.

Экскаватор ЭКГ 10 Зав. № дотп

Иишшиши'! ■.«■жт^илрвобрааоваталыалй агрегат Схема кииемапгчесхая « ксм^ермтелысая. 1^>уш>таты виГйрпкоктроля Место рооог

*/е им,'с - еморосюрость.Зр.мкм - еиоролеремещение Ае,м/с2 — еиороускорение, эффективное значение (пиковое значение) аффективное значение

(сомнвмтарятчижя) (среднегаадрзтческое)

Рис. 9. Вибрационное состояние электрических машин 4- машинного преобразовательного агрегата экскаватора ЭКГ-10

Тепловой метод диагностирования основан на использовании тепловизоров для регистрации инфракрасного излучения, исходящего от поверхности нагретого тела. Этот вид контроля наиболее эффективен для экспресс-контроля состояния подшипников и электрического оборудования.

Тепловизор - это устройство для наблюдения и цветной фиксации изменения температурного поля исследуемого тела в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Он позволяет одновременно снимать исследуемый участок с заданной периодичностью как в видео-фото режиме, так и в тепловом изображении, фиксировать скрытые дефекты и динамику их развития. На рис. 10 показаны тепловые картины изменения состояния подшипника лебедки напора экскаватора ЭКГ-12,5 с последовательностью через 10 рабочих смен, демонстрирующие динамику развития его дефектов.

Рис. 10. а) начало нагрева подшипника до температуры 20-22°С ввиду недостаточности смазки; б) увеличение температуры подшипника до критического значении 90°С через 20 рабочих смен вызванное частичным разрушением тел качения

Температура на контролируемом участке подшипника изменялась последовательно от значений 20-22°С (рис. 10,а) - нормального его состояния, далее через 10 рабочих смен температура подшипника увеличилась до 36-38°С и, наконец, она достигла значения 86-90°С (рис. 10,6), что является недопустимым для дальнейшей его эксплуатации.

Проведенный комплекс исследований подшипниковых узлов приводов главных механизмов экскаваторов виброакустическим и тепловым методами позволил получить ряд математических (19 - 21) и графических (рис. 11.) зависимостей их вибрационного состояния от эксплуатационных факторов, в частности: частоты вращения, вязкости смазки и температуры нагрева.

Кс, мм/с

3.6 3.15 27 2.25 1.8 1.35 0.9 045

0

10

30 40

50

00

10 20 30 40 50 60 70 80

90

То«* .100

10 15 20 25 30

35

40 <5 50

Рис. 11. Зависимости интенсивности вибрации подшипников Ус (мм/с) от:

а) вязкости ц (сСт);

б) температуры нагрева <(°С);

в) частоты со (рад/с) вращения вала

СС

со, рад/с ¡л ,сСт

На амплитуду виброакустического сигнала в процессе эксплуатации лебедки напора экскаватора большое влияние оказывает температура подшипника. Увеличение температуры 1 его нагрева приводит к уменьшению вязкости консистентной смазки, что приводит в свою очередь к нелинейному увеличению виброскорости Ус (мм/с) с ее ростом и для конкретного подшипникового узла по зависимости

Кс=е°'025"1да+1,2. (19)

Наоборот, повышение вязкости /и (сСт) масла уменьшает интенсивность вибраций подшипникового узла. При добавлении 1устой смазки она обволакивает шероховатости дорожек качения и образующаяся в местах контакта масляная пленка сглаживает ударные воздействия, уменьшая трение скольжения, увеличивая пятно контакта и снижая динамические явления по зависимости

Ус = 100/(1,2 ц + 23). (20)

Увеличение частоты вращения со (рад/с) вала подшипника увеличивает уровень вибракустического сигнала по зависимости близкой к линейной: Ус = 0,021 (21)

Приведенные зависимости распределения температуры тепловых полей исследуемых узлов от их наработки позволяют прогнозировать изменения

технического состояния этих узлов по результатам замера их температур с тепловизором (3-4 замера в декаду), определить темпы развития дефекта и установить сроки проведения ремонтных операций.

В работе обоснована организационная структура типового предприятия для осуществления технического аудита горного оборудования, которая была реализована в виде специализированного диагностического центра в рамках ЗАО «Тяжмашсервис», позволившего на практике внедрить систему ФСО с целью поддержания технической готовности оборудования на заявленном уровне.

Служба технической диагностики проводит на экскаваторе как объекте сервиса: еженедельный (ежедекадный) осмотр (методами ВИК) с целью раннего предупреждения появления неполадок; ежемесячное обследование (методами ВИК, теплового и УЗК); годовое (предремонтное) освидетельствование и определение масштаба предстоящего корректирующего ремонта.

Основные обязанности службы технического диагностирования: обучение персонала основной группы диагностирования; определение перечня диагностируемых машин и периодичности измерений; анализ характерных видов отказов; определение наиболее целесообразных методов и средств диагностирования; приобретение оборудования и аппаратуры, изготовление технологической оснастки.

Разработана и внедрена ремонтная технология агрегатного восстановления редукторов карьерных экскаваторов, положенная в основу специализированной стратегии ФСО, приведенная ниже на рис. 12.

Сетевая схема восстановления узлов и агрегатов

Рис. 12. Сетевая схема восстановления узлов и агрегатов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи повышения эффективности использования карьерных экскаваторов, достигаемого внедрением новой технологии фирменного сервисного обслуживания и ремонта, базирующейся на выявленных зависимостях коэффициента технической их готовности от показателей ремонтной технологичности, позволившей снизить экономические затраты и сократить продолжительность ремонтного цикла, что имеет большое практическое значение.

Результаты и выводы, полученные лично автором:

1. Установлены зависимости коэффициента технической готовности от показателей интенсивности, категории ремонтных воздействий и качества организации системы сервиса и ремонта, формирующих эксплуатационную надежность карьерного экскаватора.

2. Разработана система ФСО карьерных экскаваторов, предусматривающая более прогрессивную по сравнению с системой ППР технологию подготовки их к ремонту и самого ремонта, за счет использования современных средств неразрушающего контроля технического состояния оборудования (преимущественно вибрационным и тепловым методами) и применяемого при проведении ремонтных работ агрегатно-узлового метода ремонта.

3. Показано, что техническое обслуживание горного оборудования, проводимое по системе ФСО, является более эффективным по сравнению с системой ППР по основным удельным функциональным критериям ремонтной технологичности: стоимости, продолжительности и трудоемкости ремонтов.

4. Коэффициент технической готовности К^ экскаваторов, обслуживаемых по системе ФСО, имеет более высокие на (10-15%) значения по сравнению с Ктг при обслуживании по системе ППР и не имеет резких колебаний по сроку эксплуатации экскаватора за счет упреждения выхода из строя его механизмов и недопущения аварийных ситуаций.

5. Установлено, что система ФСО, например экскаватора ЭКГ-8И, более экономична по сравнению с системой ППР на 22-25% за счет снижения прямых затрат, увеличения реального годового времени его работы до 319 суток против 315, ликвидации дополнительных затрат, связанных с аварийными ремонтами.

6. Разработана оригинальная технология агрегатно-узлового ремонта всех типов редукторов и других крупных узлов экскаваторов, обеспечивающая на выходе заданный коэффициент технической готовности восстановленных по такой технологии узлов. Так, при восстановлении редукторов карьерных экскаваторов данная технология обеспечила их технический ресурс и стоимость равные соответственно 90-95% и 40-45% от вновь изготовленных, а также сократить сроки их восстановления до 15-20 суток.

7. Получены зависимости для оценки технико-экономической эффективности системы ФСО, обосновывающие целесообразность использования ее как долгосрочного инвестиционного проекта. Перевод, например экскаватора ЭКГ-8И, на фирменное сервисное обслуживание с объемом капитальных ин

вестиций 4,985 млн. руб. показал срок окупаемости проекта в 4,9 года, что является экономически вполне оправданным.

8. Разработана структура и введен в эксплуатацию с 1990 г специализированный сервисный центр ЗАО «Тяжмашсервис», эффективно реализовавший на разрезах и карьерах Сибирского и Дальневосточного федеральных округов систему фирменного сервисного обслуживания.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах автора:

1. Сергеев В.Ю. Новая стратегия фирменного сервисного обслуживания карьерных экскаваторов//Горное оборудование и электромеханика. -2009. -№8

2. Сергеев В.Ю. Диагностические методы и средства неразрушающего контроля для технического аудита узлов и агрегатов карьерных экскавато-ров//Горная промышленность. - 2009. -№ 6 - С. 43-45.

3. Сергеев В.Ю. Средства неразрушающего контроля для диагностики состояния узлов и агрегатов горного оборудования/ЛГорное оборудование и электромеханика. -2010, № 1. С. 51-57.

4. Сергеев В.Ю. Оценка эффективности внедрения системы ФСО (фирменного сервисного обслуживания) горного оборудования как долгосрочного инвестиционного проекта/ЛГорная промышленность. - 2010. -№1. - С. 43-

5. Сергеев В.Ю. Система фирменного сервисного обслуживания (ФСО) горного оборудования как долгосрочный инвестиционный проект//Горное оборудование и электромеханика. -2010. -№ 2. - С. 24-27.

-С. 35-38.

45.

Подписано в печать «»октября 2010 г.

Формат 60x90/16

Объем 1 п.л.

Тираж 100 экз._Заказ № ¿>

Отдел печати МГГУ, Москва, Ленинский проспект, 6

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Сергеев, Валерий Юрьевич

Введение.

Глава 1. Анализ эффективности эксплуатации карьерного оборудования, обоснование цели и задачи исследования.

1.1. Краткий обзор состояния основного технологического горного оборудования - карьерных экскаваторов и драглайнов на угольных разрезах РФ.

1.2. Анализ работ по техническому обслуживанию, диагностике и надежности карьерных экскаваторов.

1.3. Состояние изученности вопроса.

1.4. Постановка цели и задач исследования.

Глава 2. Система фирменного сервисного обслуживания (ФСО) как основа поддержания заданного уровня технической готовности горного оборудования (карьерных экскаваторов).

2.1. Оценка технической готовности карьерных экскаваторов по коэффициенту готовности.

2.2. Система поддержания технического уровня экскаваторов по адаптивной схеме технического мониторинга и годовых корректирующих ремонтов.

2.2.1. Организация непрерывного мониторинга технического состояния экскаватора средствами диагностики (методами неразрушающего контроля).

2.2.2. Подготовка, организация и проведение годового корректирующего ремонта горного оборудования.

2.2.3. Структура и функции служб сервисного предприятия при проведении ФСО.

2.3. Сравнение систем технического обслуживания (ПИР и ФСО) экскаваторов по затратам на их проведение и по коэффициенту технической готовности.

Выводы по главе.

Глава. 3. Исследование основных критериев функциональной технологичности и экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания (ФСО) горного оборудования (карьерных экскаваторов) методами экономико-математического моделирования.

3.1. Исследование функциональной технологичности технического обслуживания карьерных экскаваторов.

3.2. Модель технико-экономической оценки эффективности внедрения системы ФСО как долгосрочный инвестиционный проект.

Выводы по главе.

Глава. 4. Применение диагностических методов и средств неразрушаю-щего контроля при проведении технического аудита узлов и агрегатов горного оборудования (карьерных экскаваторов).

4.1. Краткий обзор существующих методов диагностики и средств неразрушающего контроля.

4.2. Сущность вибродиагностического метода и его аппаратура.84.

4.3.Тепловизорный метод определения состояния подшипников редукторов и электрических машин карьерных экскаваторов и его аппаратура.

4.4. Организация технического аудита горного оборудования на базе специализированных диагностических центров сервисного предприятия.

Выводы по главе.

Глава 5. Применение специализированной ремонтной технологии агрегатного восстановления редукторов карьерных экскаваторов.

5.1. Современное состояние процесса восстановления и ремонта редукторов экскаваторов.108.

5.2. Специализированная ремонтная технология агрегатного восстановления редукторов карьерных экскаваторов.

Выводы по главе.

Введение 2010 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Сергеев, Валерий Юрьевич

Технический уровень технологических процессов открытых разработок определяется уровнем механизации этих процессов и качеством эксплуатации горного оборудования. Интенсификация открытого способа разработки твердых полезных ископаемых, бесспорно, зависит, как от введения в эксплуатацию современных более мощных карьерных экскаваторов, но и в существенной степени от эффективности использования существующего значительного парка карьерных экскаваторов — механических лопат и драглайнов, большинство из которых начали работать на отечественных горных предприятиях еще в прошлом веке.

Опыт эксплуатации горного оборудования на предприятиях Кузбасса, Уральского и Сибирского регионов показывает, что используется оно подчас неэффективно. Так коэффициент использования календарного времени карьерных экскаваторов в среднем не превышает 0,55-0,6. Ресурс узлов и агрегатов, восстановленных в условиях их существующих ремонтных баз, сокращается до 2-х раз по сравнению с ресурсом фирменных узлов. Очевидно, что модернизации ремонтных баз и реорганизации системы технического обслуживания и ремонта (ТОР) узлов и агрегатов имеет смысл уделять большее внимание с целью повышения их послеремонтного ресурса не ниже поставляемого заводами изготовителями.

Простои оборудования привносят чрезмерно высокие затраты на себестоимость добычи по статье «Содержание оборудования». Ремонтом горных машин, по данным статистики, занято до 25% от общего числа рабочих горнодобывающей отрасли, а свыше 15% текущих затрат, необходимых для добычи полезных ископаемых, приходится на текущие ремонты. Затраты на капитальный ремонт подчас составляют до 50% от стоимости нового оборудования. Простои, связанные с несовершенством оборудования и системой его ремонта, составляют до 15% длительности смены. Учитывая такие значительные издержки, предприятия горного производства заинтересованы в том, чтобы оборудование работало бесперебойно в течение достаточно длительного, заранее оговоренного срока. Несмотря на наблюдающуюся, на некоторых горных предприятиях в последнее время тенденцию к перевооружению парка карьерных экскаваторов за счет внедрения гидравлических экскаваторов и мощных мехлопат (с ковшами вместимостью более 20 м3), преимущественно зарубежного производства, основная масса отечественного парка карьерных и шагающих экскаваторов представлена - механическими лопатами и драглайнами производства России и Украины.

Как показывает статистика, вышеупомянутая техника в большинстве своем, к настоящему времени имеет значительную фактическую наработку в моточасах и ее техническое состояние требует более частого ремонтно-восстановительного вмешательства с дополнительными и более высокими временными и экономическими затратами. Применяемая до настоящего времени система, так называемых «планово-предупредительных ремонтов» (ППР), разрабатывалась в 70-ых годах прошлого столетия и предполагает обязательное проведение регламентированных текущих, средних и капитальных ремонтов, причем эта концепция проведения технического обслуживания (ТОР) подразумевала, в среднем, более низкий, чем существующий в настоящий момент, у большинства машин этого парка, уровень общего износа основных узлов.

Общую ситуацию, на большинстве горных предприятий угольной, рудной и нерудной отраслей, связанную с необходимостью, несмотря ни на что, продолжать эксплуатацию «постаревшей» экскавационной, как впрочем, и другой горной техники, нельзя признать нормальной, однако выход из нее, как нам представляется, может и должен быть в изменении политики сервисного и ремонтного ее обслуживания.

Эксплуатация - это совокупность всех фаз существования машины с момента постановки ее на балансовый учет и до фактического списания. Она включает: использование машины по назначению, ее техническое обслуживание и ремонт, транспортирование, хранение, технологические, организационные и другие простои.

Техническая эксплуатация - это составная часть процесса эксплуатации машин включающая комплекс мероприятий по управлению их техническим состоянием: монтаж, демонтаж, техническое обслуживание и ремонт.

Ремонт - это работы по поддержанию и восстановлению ресурса компонентов машины как на месте их использования (полевой ремонт), так ив условиях ремонтного предприятия: цеха, ремонтной базы, завода (заводской ремонт). Поскольку обычно ремонт производится агрегатно-узловым методом, а снимаемые сборочные единицы проходят восстановление на ремонтных базах, то в техническую эксплуатацию машин входит также и восстановление ресурса сборочных единиц в цехах ремонтной базы. Важным вопросом является срок службы или ресурс до списания машины, определяющий затраты на восстановление ее ресурса и, тем самым, эффективность эксплуатации, мероприятия по технической эксплуатации проводятся во всех фазах эксплуатации машин.

В настоящей работе вводится понятие такого нового вида ремонта, как годовой корректирующий ремонт. Такой ремонт проводится после тщательного предварительного диагностического обследования горной машины, которое позволяет достаточно точно определить его объем. Годовой корректирующий ремонт состоит из ремонта основных базовых металлоконструкций экскаватора (если это требуется), которые проводятся на месте эксплуатации экскаватора и обезличенной замены агрегатов и узлов из созданного обменного фонда заранее восстановленных таких же агрегатов и узлов. Эти работы способны осуществить специализированные сервисные предприятия, имеющие хорошую технологическую, инструментальную и материально-техническую подготовку. Одной из таких фирм является ЗАО «Тяжмашсервис» (г. Красноярск).

ЗАО «Тяжмашсервис» основано в 1990 году. В настоящее время оно является одной из самых крупных в России фирм по оказанию сервисных услуг при эксплуатации тяжелой горной техники производства заводов СССР, РФ и СНГ - карьерных экскаваторов вместимостью ковша от 5 м3 и выше и шагающих драглайнов от 10 м3 и выше. Фирма способна самостоятельно проводить любые ремонтные операции по всем типам указанных экскаваторов непосредственно на месте их эксплуатации и с применением собственных специальных ремонтных технологий.

Имеющаяся в г. Красноярске головная производственно-складская база позволяет постоянно иметь в наличии все основные запасные части к этим экскаваторам и заниматься реставрацией и восстановлением изношенных узлов горной техники по своей технологии. Другой немаловажной стороной деятельности ЗАО «Тяжмашсервис» по послепродажной работе с заказчиками, стало внедрение агрегатно-узлового метода ремонта тяжелой горной техники. Тесная связь с основными потребителями своей продукции, в первую очередь, с угольными разрезами СУЭКа и Кузбасса, а также удачное географическое расположение сервисного предприятия, когда транспортные звенья не превышают тысячи километров, позволили внедрить и успешно использовать этот вид сервисного обслуживания. Наличие созданного неснижаемого запаса основных восстановленных узлов и агрегатов, а также вновь изготовленных отдельных деталей позволяет проводить любые виды ремонтов горного оборудования в кратчайшие сроки и 8 I г экономически более эффективно по сравнения с классически применяемой системой ремонтов (ППР).

Разработка новых методов поддержания технического состояния карьерных экскаваторов на заданном уровне на основе внедрения новых, экономически более привлекательных, технологий их сервиса и ремонта, обеспечивающих высокое качество работ, является актуальной научной задачей.

Цель работы:

Разработка технологии фирменного сервисного обслуживания (ФСО) карьерных экскаваторов, базирующейся на систематической диагностике технического состояния их узлов методами неразрушающего контроля (преимущественно вибрационным и тепловым) для обеспечения гарантированного коэффициента технической готовности оборудования.

Идея работы:

Гарантированный уровень технической готовности оборудования достигается проведением целенаправленных ежегодных корректирующих ремонтов и применением оригинальных технологий фирменного сервисного обслуживания.

Защищаемые научные положения:

1. Зависимости коэффициентов технической готовности карьерных экскаваторов (горного оборудования) от показателей качества их обслуживания и ремонта, которые определяются структурой, технологией и организацией рекомендуемой фирменной системы обслуживания (ФСО).

2. Программа организации ежегодных корректирующих ремонтов карьерных экскаваторов (горного оборудования) составляемая на основе непрерывного диагностического мониторинга обслуживаемого оборудования, обеспечивающая гарантированный уровень его технической готовности

3. Метод сравнительной оценки ремонтной технологичности горного оборудования при его обслуживании по выбранной системе ТО (ФСО и

ППР), на основе оценки частных функциональных критериев, учитывающих удельные характеристики ремонтов: потока заявок на ремонт, продолжительности, трудоемкости и себестоимости. 4. Зависимости показателей технико-экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания от характеристик выбранной модели ремонтной стратегии, позволяющие обосновать целесообразность внедрения ее как долгосрочный инвестиционный проект.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечиваются: корректностью постановки задач исследований; достаточным и статистически обоснованным объемом данных, а также представительностью выполненных экспериментальных исследований в лабораторных и промышленных условиях; совпадением с достаточной точностью результатов теоретических исследований и результатов их промышленной реализации на горных предприятиях (по математической модели, например, относительная погрешность не превышала 0,12 при доверительной вероятности 0,95); положительными результатами промышленного внедрения системы мониторинга карьерных экскаваторов тепловыми и вибрационными методами неразрушающего контроля.

Научное значение работы заключается:

- в установлении зависимости коэффициента технической готовности от показателей качества организации системы сервиса и ремонта (показателей интенсивности, категории ремонтных воздействий и места их проведения), формирующего эксплуатационную надежность карьерного экскаватора;

- в методе оперативной оценки технического состояния карьерных экскаваторов, базирующейся на показателях оперативной диагностики состояния его узлов методами неразрушающего контроля, позволяющей прогнозировать их остаточный ресурс;

- в программе расчета корреляционных связей функциональных критериев ремонтной технологичности экскаваторов обслуживаемых по системам

ПИР и ФСО, сравнивающей их с базовыми характеристиками функциональных критериев «идеального» экскаватора, позволяющей оценить результаты обслуживания оборудования;

- в разработке математической модели расчета технико-экономической эффективности системы фирменного сервисного обслуживания, обосновывающей целесообразность использования ее как долгосрочный инвестиционный проект.

Практическое значение работы заключается в:

- разработке новой системы фирменного сервисного обслуживания (ФСО), отличающейся от системы ПИР тем, что поддержание карьерных экскаваторов в работоспособном состоянии (с оговоренным контрактом коэффициентом технической готовности), обеспечивается систематическим мониторингом их текущего технического состояния и точечными ремонтными операциями, что сокращает сроки ремонта и увеличивает межремонтные циклы.

- разработке регламентных материалов по обеспечению предремонтных обследований горного оборудования (методика проведения комплексной диагностики узлов и агрегатов карьерных экскаваторов);

- разработке методики применения средств неразрушающего контроля сборочных узлов горного оборудования и регламента планирования ремонтов, номенклатуры и количества запасных частей сервисной компании;

- обосновании структуры и создании производственно-сервисных фирм (типа ЗАО «Тяжмашсервис») по оказанию на условиях «аутсорсинга» комплексных услуг по поддержанию на заявленном уровне технического состояния горного оборудования для открытых горных работ; I

- разработке оригинальной технологии агрегатно-узлового ремонта всех типов редукторов и других крупных узлов экскаваторов, обеспечивающей 1 на выходе заданный коэффициент технической готовности восстановленных по такой технологии узлов.

Реализация выводов и результатов работы осуществлена при проведении: капитально-восстановительного ремонта экскаватора ЭШ-15.90 (разрез «Переясловский», 2005-06 гг.); годового корректирующего ремонта экскаватора ЭКГ-8И (разрез «Переясловский», 2006 г.); восстано вительного ремонта ЭКГ-8И: 3 шт. (разрез «Медвежий ручей» и Норильская ГК, 2005 г.); комплексного диагностического обследования (с целью установления текущего технического состояния) экскаваторов ЭКГ-8И, ЭКГ-5А (4 шт) и ЭШ-10.70 (Мазульский известняковый рудник ОАО «Ачинский ГК», 2006 г.); комплексного диагностического обследования экскаватора ЭКГ-5А (разрез «Ирбейский», 2008г.) с целью продления в органах Госгортехнадзора сроков службы; комплексного предремонтного диагностического обследования экскаваторов ЭКГ-5А: 3 шт. (разрез «Сереульский», 2009г.); капитально-восстановительных ремонтов редукторов лебедок подъема, напора, поворота и хода экскаваторов ЭКГ-5А, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12,5, ЭКГ-15 в количестве до 150 шт. 1995-2009 гг.; модернизаций электроприводов экскаваторов ЭКГ-10: 2шт. (разрез «Бородинский»).

Апробация работы.

Основное содержание работы и отдельные ее результаты представлялись, докладывались и обсуждались на конференциях: «Организация корпорацией ОМЗ собственной сети ФСО горного оборудования» - г. Красноярск, декабрь 2004 г.; «Презентация ЗАО «Тяжмашсервис» новой формы сотрудничества с горными предприятиями Сибири и Дальнего Востока» г. Красноярск, март 2007 г.; Научно-практических семинарах ОАО «СУЭК»: «Взаимодействие предприятий-поставщиков горного оборудования с ремонтно-механическими службами ОАО «СУЭК» г. Ленинск-Кузнецкий, июнь 2007 г.; «Организация предприятиями-поставщиками карьерной техники собственной сети сервисных складов на территории предприятий ОАО «СУЭК» г.

Красноярск, февраль 2008 г; «Взаимодействие горнодобывающих предприятий с сервисными центрами поставщиков горной техники» г. Ленинск-Кузнецкий, июнь 2009г. На научных симпозиумах: «Неделя горняка в МГГУ» г. Москва, январь 2009 и 2010 гг.; «Обзор новых типов горного оборудование и его технического обслуживания» г. Красноярск, июль 2009 г.

Личный вклад соискателя в работу состоит: в постановке цели и задач диссертационной работы; научном обосновании новых методик (проведения диагностических обследований, программы проведения годовых корректирующих ремонтов, взаимодействия различных структур сервисного предприятия при проведении ими ФСО) и технологий проведения агрегатных ремонтно-восстановительных мероприятий; в технико-экономическом обосновании практического внедрения системы ФСО, как долгосрочного инвестиционного проекта.

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано 5 печатных работ в изданиях рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и 8 приложений, включая 59 рисунков, 17 таблиц и библиографический список использованной литературы из 120 наименований.

Заключение диссертация на тему "Обоснование и разработка новой технологии фирменного сервисного обслуживания карьерных экскаваторов"

Выводы по главе:

Предлагаемая технология восстановления редукторов карьерных экскаваторов позволяет:

1. Получить технический ресурс восстановленного редуктора, равный 9095% от уровня вновь изготовленного.

2. Обеспечить стоимость восстановленного редуктора в пределах 40-45% от стоимости вновь изготовленного.

3. Сократить сроки восстановления редукторов до 15-20 суток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи повышения эффективности использования горного оборудования, достигаемого внедрением новой технологии фирменного сервисного обслуживания и ремонта, базирующейся на выявленных зависимостях коэффициента технической его готовности от показателей ремонтной технологичности, позволившей снизить экономические затраты и сократить продолжительность ремонтного цикла, что имеет большое практическое значение.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлены зависимости коэффициента технической готовности от показателей интенсивности, категории ремонтных воздействий и качества организации системы сервиса и ремонта, формирующих эксплуатационную надежность карьерного экскаватора;

2. Разработана система ФСО карьерных экскаваторов, предусматривающая более прогрессивную по сравнению с системой НИР технологию подготовки их к ремонту и самого ремонта, за счет использования современных средств неразрушающего контроля технического состояния оборудования (преимущественно вибрационным и тепловым методами) и применяемого при проведении ремонтных работ агрегатно-узлового метода ремонта.

3. Показано, что техническое обслуживание горного оборудования, проводимое по системе ФСО, является более эффективным по сравнению с системой ППР по основным удельным функциональным критериям ремонтной технологичности: стоимости, продолжительности и трудоемкости ремонтов.

4. Коэффициент технической готовности Кчт экскаваторов, обслуживаемых по системе ФСО, имеет более высокие на 10-15% значения по сравнению с К1Г при обслуживании по системе ППР и не имеет резких колебаний по сроку эксплуатации экскаватора за счет упреждения выхода из строя его механизмов и недопущения аварийных ситуаций.

5. Установлено, что система ФСО, например экскаватора ЭКГ-8И, более экономична по сравнению с системой ППР на 22-25% за счет снижения прямых затрат, увеличения реального годового времени его работы до 319 суток против 315, ликвидации дополнительных затрат, связанных с аварийными ремонтами.

6. Разработана оригинальная технология агрегатно-узлового ремонта всех типов редукторов и других крупных узлов экскаваторов, обеспечивающая на выходе заданный коэффициент технической готовности восстановленных по такой технологии узлов. Так при восстановлении редукторов карьерных экскаваторов, данная технология обеспечила их технический ресурс и стоимость равные, соответственно 9095% и 40-45% от вновь изготовленных, а также и сократить сроки их восстановления до 15-20 суток.

7. Получены зависимости для оценки технико-экономической эффективности системы ФСО, обосновывающие целесообразность использования ее как долгосрочный инвестиционный проект. Перевод, например, экскаватора ЭКГ-8И на фирменное сервисное обслуживание с объемом капитальных инвестиций 4,985 млн. руб. показал срок окупаемости проекта в 4,9 года, что является экономически вполне оправданным.

8. Разработана структура и введен в эксплуатацию с 1990 г специализированный сервисный центр ЗАО «Тяжмашсервис», эффективно реализовавший на разрезах и карьерах Сибирского и Дальневосточного федерального округа систему фирменного сервисного обслуживания.

Библиография Сергеев, Валерий Юрьевич, диссертация по теме Горные машины

1. Щадов М.И., Ефимов В.Н. Оценка технического состояния горнотранспортного оборудования и его техническое перевооружение как основа эффективности развития открытой угледобычи Кузбасса. //Горные машины и электротехника. -2008, №7.

2. Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров. Изд-во МГГУ, 2007- 604 с.

3. Солод В.И., Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. М.: Недра, 1982.

4. Беляков Ю.И., Владимиров В.М. Совершенствование экскаваторных работ на карьерах. М.: Недра, 1974. - 303 с.

5. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Ч 1: Производственный процесс. М.: Недра, 1985. 509 с.

6. Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро. 1994.

7. Подэрни Р.Ю. Горные машины и оборудование. 4-ое изд., т. 2, Изд. МГГУ, 2001 г, 420 е.

8. Кравченко В.М. Техническое обслуживание и диагностика промышленного оборудования. Изд. Юго Восток, Донецк, 2004, с 502.

9. Кравченко В.М, Мокроносов А.Г., Пахнсв Н.В. Развитие фирменного технического сервиса горнодобывающей техники при переходе к рынку-М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1992, 110 с.

10. Ю.Воробьев Л.П. Технология машиностроения и ремонт торных машин. -М. Высшая школа, 1981.- 344 с.

11. Болотин В.В. О прогнозировании надежности и долговечности машин. М.: Машиностроение. 1977. №5 с. 86-93.

12. Красников Ю.Д., Солод C.B., Хазанов Х.И. Повышение надежности горных выемочных машин.— М.: Недра, 1989.

13. Франчук В.П. Проблемы динамики некоторых вибрационных машин тяжелого типа. Вибрационные машины. Киев. Наукова думка. 1973. с. 35-47.

14. Солод Г.И., Радкевич Я.М. Управление качеством горных машин. М. МГИ, 1984, 94 с.

15. Солод Г.И., Шахова К.И., Русихин В.И., Повышение долговечности горных машин. М.: Машиностроение, 1979 г.

16. Голубев В. А., Троп А.Е. Надежность горного оборудования и эффективность его использования. М.: Недра, 1974. - 80 с.

17. Домбровский Н.Г., Новиков Б. А. Определение потребительских качеств мощных одноковшовых экскаваторов с целью корректировки амортизационного периода. Изв. вузов. Горный журнал. 1974. -№3.-с. 110-113.

18. Волков П. П;. Кучеров Г. А. Исследование ремонтной технологичности экскаваторов. // Надежность и контроль качества, 1975, № 11 ,с. 41.

19. Ефимов В.Н. Исследование ремонтопригодности шагающих экскаваторов и разработка способов ее повышения: Автореф. дис. канд. техн. наук. МГИ.- М.: 1973,-18 с.

20. Воронин В.В. Исследование и оценка производственной и эксплуатационной технологичности подземных скребковых конвейеров: Автореф. дисс. канд. техн. наук.- МГИ. М.: 1974. 18 с.

21. Кучеров Г. Л. Исследование некоторых вопросов ремонтной технологичности одноковшовых экскаваторов: Автореф. дис. канд. техн. наук. МАДИ. М: 1974,- 18 с.

22. Солод Г.И., Морозов В.И., Русихин В.И. Технология машиностроения и ремонт горных машин. М.: Недра, 1988.— 421 е.

23. Солод В.И., Гетопанов В.И., Шпильберг И.Л, Надежность машин и комплексов.- М.: МГИ, 1972.- 198 с.

24. Томаков П.И. Интенсификация использования оборудования на карьерах. М.: Недра, 1980. - 219 с.

25. Волков П.Н., Аристов А.И. Ремонтопригодность машин. М., Изд-во стандартов, 1971. 273 с.

26. Горбунов И.В. Исследование и повышение эксплуатационной технологичности одноковшовых карьерных экскаваторов: Автореф. дис. канд. техн. наук. МГИ. М.: 1978. 18 с.

27. Смирнов Н. Н. Вопросы ремонтопригодности машин. М.: Знание, 1970. 96 с.

28. Положение о ППР оборудования открытых работ на предприятиях угольной промышленности СССР. Челябинск, 1990.

29. Трегубое М., Акастелов Л.Ф. Ремонт горных машин. М.: Недра. 1978, -176 с.

30. Банатов П.С. Ремонт горных машин.— М., Госгортех-издат. 1962.

31. Справочник механика открытых работ. Под ред. М. И. Щадова, Р.Ю. Подэрни М.: Недра, 1989,- 375 с.

32. Шилов П.М. Ремонт и монтаж горного оборудования. 3-е изд. М.: Госгортехиздат., 1959. 358 с.

33. Борисов Ю.С. Организация ремонта и технического обслуживания оборудования. М.: Машиностроение, 1978. 360 с,

34. Пинчук A.B. и др. Совершенствование ремонтов в горнорудной промышленности. //Горный журнал. -1970, № 5.

35. ГОСТ 21623-76. Системы технического обслуживания и ремонта техники. Показатели для оценки ремонтопригодности. Термины и определения. М.: Госстандарт СССР, 1976.

36. Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий. М.: Машиностроение. 1967. 590 с.

37. Инструкция по проведению ППР строительных машин СН-207-68. Госстрой СССР, М., Изд-во литературы по строительству. 1969.

38. Ремонтные документы. ГОСТ 2602-68.Положение о планово предупредительной системе технического обслуживания и ремонта121оборудования угольных и сланцевых шахт МУП СССР М, ИГД им А. А. Скочинского. 1981.

39. Кравченко В.М. Семенченко А.К., Шабаев O.E. Семенченко Д.А. Оценка адекватности математической модели процесса восстановления горной машины как системы элементов различного ресурса.// Вибрации в технике и технологиях. -1999. № 3 с. 25-27.

40. Кравченко В. М. Определение оптимального времени диагностирования элементов с накопляемой повреждаемостью. //Уголь Украины. 2000. № 6. с. 41-42.

41. Заблаговременное выявление дефектов и повреждений в машинах и механизмах, при помощи анализа возникающих в них механических и звуковых колебаний.// Bergbau, -1988, 39. № 11 с. 493-500.

42. Вибродиагностика основной метод контроля редукторов- горного оборудования. Vibration monitoring of lowspead machinery in the mining industry. Renter A. I. Cond. Monit. Mach, and Plant. Semin. London. 6. June 1985. p. 53-59.

43. Системы непрерывного контроля состояния подшипников. Continuous Bearing Monitoring gives warning of failure. Smith. T. «Steel Times Int». 1987 1 1, №7.-p. 37.

44. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. M.: Машиностроение, 1987. 88 с.

45. Докукин A.B., Красников Ю.Д. и др. Корреляционный анализ нагрузок выемочных машин. Изд. «Наука», М., 1969. 136 с.

46. Анализ текущего состояния ремонтного производства AK «AJIPOCA». Отчет о НИР. ЗАО «ЮНИКОН/МС Консультационная группа»; контракт № 122-21280/2000. - М.: Изд-во ЮНИКОН/МС, 2001. -305 с.

47. Свешников A.A. Прикладные методы теории случайных функций. М. «Наука», 1966, 460 с.

48. Рогов А.Я., Козлов СВ. Проблемы обеспечения эксплуатационной надежности техники в условиях реструктуризации угольной промышленности. //Уголь, -1997.- № 2.- с. 31-33.

49. Надежность карьерных экскаваторов, работающих в суровых климатических условиях. Махно Д.Е., Шадрин А.И., и др. М.: Цветметинформация, 1971.-69 с.

50. Катанов Б.А., Жук Д.Н. и др. Оценка показателей надежности экскаваторов. Сб. науч. труд. Куз. П.И.- 1972. № 46. - с.250-253.

51. Голубев В.А., Троп А.Е. Надежность горного оборудования и эффективность его использования. М.: Недра, 1974. - 80 с.52. .Кох П.И. Надежность механического оборудования карьеров. М.: Недра, 1978.- 189 с.

52. Доронин C.B. Анализ потока отказов механического оборудования карьерных экскаватор. //Изв. вузов. Горный журнал. 1991,- №2. -с. 89.

53. Серов A.B. Управление эффективностью и качеством работы машин в условиях эксплуатации. М.: Изд-во Стандартов, 1979. - 147 с.

54. Махно Д.Е., Шадрин А.И., Макаров А.П. Надежность и эффективность использования мощных экскаваторов на карьерах Севера. Магадан: //«Колыма», -1985, -№5. с. 29-31.

55. Шадрин А.И. Исследование надежности и оптимизация параметров технического обслуживания и ремонта карьерных экскаваторов: Дисс. канд. техн. наук: 05.05.06. -Иркутск, 1978. 151 с.

56. Нормирование ремонтных работ на карьерах Севера. Шадрин А.И., Пилькевич Д.Г. и др. Сб. «Повышение эффективности разработкиместорождений полезных ископаемых Восточной Сибири».- Иркутск: Изд-во ИЛИ, 1989. с. 86-88.

57. Шадрин А.И. Оценка уровня подсистемы обеспечения качества эксплуатации оборудования карьеров Севера. //Вестник ИрГТУ. -2003. -№1 (13), -с. 68-71.

58. Анализ текущего состояния ремонтного производства АК «AJIPOCA». Отчет о НИР. ЗАО «ЮНИКОН/МС Консультационная группа»; контракт № 122-21280/2000. - М.: Изд-во ЮНИКОН/МС, 2001. -305 с.

59. Методика определения дифференцированных норм расхода запасных частей для технических изделий, эксплуатируемых в районах с холодным климатом. Якутск: Изд-во ИФТПС, 1989. 55 с.

60. Шор Я.Б. Прикладные вопросы теории надежности. Материалы лекций, прочитанных на семинаре по надежности и прогрессивным методам контроля качества продукции в политехническом музее, вып. VII. -М. Знание, 1966. 36 с.

61. Колегаев Р.Н. Определение оптимальной долговечности технических систем. (Библиотека инженера по надежности). М.: Сов. Радио, 1967.43 с.

62. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений. М.: Госплан СССР, Госстрой СССР, АН СССР, 1969.-36 с.

63. Матанцев В.И., Парунакян В.Э., Белоусов В.Ф. Механизация вспомогательных и ремонтных работ на карьерах.- М.: Недра, 1966. 80 с.

64. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход. Пер. с нем. М.: Радио и связь, 1988. - 392 с.

65. Доронин C.B. Прогнозирование надежности узлов карьерных мехлопат. Горный журнал. 1988. - №3. - с. 39-40.

66. Гимелыпейн Л.Я. Техническое обслуживание и ремонт горного оборудования. М.: Недра, 1984. - 221 с.

67. Буда Ю.Г. Оценка качества работы энергомеханической службы разреза. Тезисы докладов на науч. техн. сем. 20-22 июня 1984 г., г. Челябинск. Изд. НИИОГР, 1984. - с. 10.

68. Горбунов И.В., Гайдук Е.Ф. Актуальные вопросы эксплуатации автосамосвалов особо большой грузоподъемности в условиях Нерюнгринского разреза. Тезисы докладов на науч. техн. сем. 20-22 июня 1984 г., г. Челябинск. Изд. НИИОГР, 1984. - с. 40-41.

69. Киселев H.H., Петров И.В., Хлебников Ю.Н. Подсистема учета, сбора и переработки информации об эксплуатации и ремонте оборудования. Тезисы докладов на науч. техн. сем. 20-22 июня 1984 г., г. Челябинск. -Изд. НИИОГР, 1984. с. 11.

70. Положение о ПНР и эксплуатации оборудования предприятий строительных материалов. М.: Изд-во по строительству и архитектуре, 1972.-287 с.

71. Повышение надежности рабочего оборудования экскаваторов ЭКГ-8. Казаков В.Н., Константинов И.П., и др. Тр. Иркутского ПИ, вып.57. Серия горного дела. Иркутск, 1971.-е. 252-255.

72. Махно Д.Е.и др. Влияние зимних условий эксплуатации рабочего оборудования экскаваторов. Сб. «Добыча угля открытым способом», 1971. №8 (68). - М.: ЦНИЭИУголь. - с. 19.

73. Беляков Ю.И., Богуславский В.Е., Скачков С.А. Оценка технического уровня одноковшовых карьерных экскаваторов с помощью комплексных показателей. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1985. - № 2. - с. 69-72.

74. Бирюков A.B., Ташкинов А.С, Кузнецов В.И., Курехин Е.В. К оценке технической производительности экскаваторов с ковшом активного действия. Изв. вузов. Горный журнал, 1996. № 12. - с. 109-112.

75. Шехет Я.М., Крохалев-Лялин В.В. Расчет основных технико-экономических показателей технического обслуживания и ремонта горного оборудования. Тезисы докладов на науч. техн. сем. 20-22 июня 1984 г. Челябинск: Изд-во НИИОГР, 1984. - с. 12-14.

76. Кох П.И. Климат и надежность машин. М.: Машиностроение, 1981. -175 с.

77. Солод Г.И., Хусаинов К., Морозов В.И. Автоматизированная система управления ремонтом горного оборудования. М.: Недра, 1979. - 167 с.

78. Смирнов H.H., Ицкович A.A. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М.: Транспорт, 1980. - 232 с.

79. Морозов В.И., Денисенко Е.В., Воронин Б.В. Организация обслуживания и ремонт горных машин, ч. II. М.: МГИ, 1982. - 56 с.

80. Фадеев Б.В., Петухов С.Б. Повышение эффективности технического обслуживания и ремонтов одноковшовых экскаваторов. Изв. вузов. Горный журнал. 1983. - № 4. - с. 36-37.

81. Островский М.С. Повышение ресурса горных машин путеммониторинга соединения деталей и узлов. Дисс. на соискание ученой степени, д.т.н. М., МГТУ, 1997.

82. Островский М.С. Эгамбердиев И.П. Вибромониторинг технического состояния буровых станков. Материалы 11 Международной научно-практической конференции «Горное дело и металлургия в Казахстане. Состояние и перспективы». — Алмазы, 2006г. — 273-276 с.

83. Серов A.B. Управление эффективностью и качеством работы машин в условиях эксплуатации. М.: Изд-во Стандартов, 1979. - 147 с.

84. Оценка и контроль качества эксплуатации оборудования очистных забоев. Повышение эффективности его использования. М. Минуглепром СССР, ИГД им. A.A. Скочинского, 1990.- 46 с.

85. Денисенко Е.В., Прокопьев Е.В., Якубсон Г.Г. Автоматизированная информационная система энергомеханического обеспечения, ремонтного и машиностроительного производства (АИС «ЭМОреммаш»). Уголь. 1997. - № 5. - с. 38-39.

86. Автоматизированный учет материалов на горном предприятии с расчетом и контролем их баланса. Ефремов В.В., Селиванов A.B., Васильев И.И. Изв. вузов. Горный журнал, 1999.-№ 1-2.-с. 88-91.

87. Островский М.С, Радкевич Я.М., Тимирязев В.А. Вибромониторинг машин. Горные машины и автоматика, 2002. № 5. - с. 2691. Петрунин О.Я., Будяев В.П. Опыт работы угледобывающихпредприятий Германии. Уголь, 1997. №1. с.61-65.

88. Щадов М.И., Ефимов В.Н. Капитально-восстановительный ремонт -как путь к обновлению экскаваторного парка. Уголь, № 5, 2002.

89. Сперанский Г.И. Техническое обслуживание машин на горных предприятиях за рубежом. Цветная металлургия. 1993. №3. С.40.

90. Монсини K.P. Фирма «Катерпиллар» Концепция технического обслуживания горных машин. Горный журнал, 1998. - № 11-12. - с. 66.

91. Кравченко В.Н., Русихин В.И. Ремонтная технологичность карьерных механических лопат. Москва, МГГУ, 2002 231с.

92. Квагинидзе B.C., Петров В.Ф., Чупейкина H.H. Восстановление металлоконструкций горно-транспортного оборудования. Москва. Изд-во МГГУ, изд-во «Горная книга», 2007 497 с.

93. Квагинидзе B.C. Ремонтная технологичность металлоконструкций карьерных механических лопат на угольных разрезах Севера. Москва. Изд-во МГГУ, изд-во «Горная книга», 2007 224 с.

94. Мировая горная промышленность 2004 2005. Москва, НТЦ «Горное дело», 2005 под редакцией Анистратова К.Ю. - 376 с.

95. Попандопуло К.В. Оценка и разработка способов повышения ремонтной технологичности карьерных механических лопат. Автореферат дисс. Канд. техн. наук. Москва, Московский горный институт, 1987г.

96. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов. М. Машиностроение. 1964, 275 с.

97. Кравченко В.М., Мокроносов А.Г., Пахнев Н.В. Развитие фирменного технического сервиса горнодобывающей техники при переходе к рынку -М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1992, 110с.

98. Кравченко В.М., Эрлих Г.Л. Промышленный сервис горношахтного оборудования ПО «Азовмаш» // Передовой производственный опыт и научно-технические достижения в тяжелом машиностроении. — М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990.-вып. 12-с. 12-16.

99. Солод Г.И. Оценка качества горных машин. М.: Изд. МГИ, 1975.

100. Русихин В.И., Попандопуло К.В., Инамов У.И. Оценка приспособленности экскаваторов к ремонту. — Ташкент: Мехнат, 1989 — 255с.

101. Солод Г.И., Шахова К.И., Русихин В.И. Повышение долговечности горных машин М: Машиностроение, 1979.

102. Кравченко В.М. Оптимизация времени наработки горного оборудования до капитального ремонта и технологии его проведения // Уголь Украины. 2000. - № 4. - с. 34-36.

103. Андреева Л.И. Сетевой метод планирования и управления ремонтом горного оборудования. М., Машиностроение, Горные машины и автоматика, № 10, 2001. с. 21-24.

104. Андреева Л.И. Методы оценки технического состояния горнотранспортного оборудования на горнодобывающих предприятиях. «Горные машины и автоматика» № 10, 2004. с. 35-39.

105. Андреева Л.И., Буйских C.B. и др. Применение вибродиагностики для повышения работоспособности горного оборудования. «Горные машины и автоматика № 9, 2003 г.

106. Замышляев В.Ф., Русихин В.И., Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт карьерного оборудования. М., Недра, 1991г.

107. Макаров A.M., Андреева Л.И., Довженюк A.M. Система внутрифирменного технического сервиса горно-транспортного оборудования. «Горные машины и автоматика», № 10, 2004г.

108. Махно Д.Е. и др. Техническое обслуживание и ремонт экскаваторов на карьерах Севера. Иркутск, 1993г.

109. Махно Д.Е., Шадрин А.И. Эксплуатация и ремонт механических лопат в условиях Севера. — М., Недра, 1992г.

110. Сергеев В.Ю. Система фирменного сервисного обслуживания (ФСО) горного оборудования как долгосрочный инвестиционный проект.//Горное оборудование и электромеханика. -2010.-№ 2, с. 24-27.

111. Сергеев В.Ю. Новая стратегия фирменного сервисного обслуживания карьерных экскаваторов .//Горное оборудование и электромеханика. -2009. -№8, с. 35-38.

112. Сергеев В.Ю. Диагностические методы и средства неразрушаю-щего контроля для технического аудита узлов и агрегатов карьерных экскаваторов.//Горная промышленность. 2009. -№ 6, - с. 43-45.

113. Сергеев В.Ю. Средства неразрушающего контроля для диагностики состояния узлов и агрегатов горного оборудования.//Горное оборудование и электромеханика. № 1, -2010, с. 51-57.

114. Сергеев В.Ю. Оценка эффективности внедрения системы ФСО (фирменного сервисного обслуживания) горного оборудования как долгосрочного инвестиционного проекта.//Горная промышленность. -2010. -№1, с. 43-45