Методология обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин

Рахутин, Максим Григорьевич

Горные машины

автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Методология обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин

доктора технических наук: Рахутин, Максим Григорьевич
город: Москва
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.05.06
цена: 450 рублей

Диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению на тему «Методология обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин»

Автореферат диссертации по теме "Методология обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин"

На правах рукописи

Рахутии Максим Григорьевич

МЕТОДОЛОГИЯ ОБОСНОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ И РЕЗЕРВА ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА ГОРНЫХ МАШИН

Специальность 05.05.06 — «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2010

1 5 ПС!(

004617513

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Московский государственный горный университет»

Научный консультант

доктор технических наук, профессор Кантович Леонид Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Жабин Александр Борисович

доктор технических наук, профессор Островский Михаил Сергеевич

доктор технических наук, профессор Сысоев Николай Иванович

Ведущее предприятие: Национальный научный центр горного

производства - Институт горного дела им. А.А. Скочинского (МО, г. Люберцы)

Защита диссертации состоится 28 декабря 2010г в 12.00 в ауд. Д-251 на заседании диссертационного совета Д-212.128.09 в Московском государственном горном университете по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета

Автореферат разослан

25 ноября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Гидропривод используется в большинстве горных машин. Ежегодно на угледобывающих предприятиях РФ в эксплуатации находится более 200 тыс. элементов гидропривода - насосов, гидроцилиндров и распределителей механизированных крепей, проходческих комбайнов, гидравлических экскаваторов, буровых станков и других горных машин. На гидропривод приходится 15-30 % отказов. Для однотипных горных машин различаются по условиям применения в 3-5 раз, по стоимости однотипных элементов гидропривода до 20 раз и их ресурсам - до 5 раз.

Элементы гидропривода в процессе эксплуатации имеют свойство постепенного изменения объемного КПД и других определяющих параметров. Постепенное изменение параметров не только повышает вероятность внезапного отказа, но и приводит к уменьшению производительности машины, так как гидропривод задействован при выполнении практически всех рабочих и вспомогательных операций. В связи с этим в ряде случаев целесообразна замена еще работоспособного элемента гидропривода при достижении его определяющим параметром определенной величины, называемой предельным состоянием.

В настоящее время для элементов гидропривода в стандартах и руководствах по эксплуатации назначаются одинаковые («жесткие») величины предельных состояний, не учитывающие разнообразия условий использования и конструктивных особенностей горных машин.

Отсутствуют научно обоснованные методы расчета запасных частей, учитывающие специфику эксплуатации элементов гидропривода. На практике снабжение запасными частями осуществляется исходя из среднего расхода и выделенных средств без учета ущерба из-за их нехватки, что не всегда эффективно.

Таким образом, разработка методологии обоснования предельных состояний и расчета необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин с учетом основных факторов эксплуатации является актуальной научной проблемой.

Цель работы. Разработка методологии обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода с учетом влияния их технического состояния на производительность и надежность горных машин для повышения

эффективности эксплуатации.

Идея работы заключается в том, что для одного и того же элемента гидропривода целесообразно устанавливать различные по величине значения предельного состояния и количество запасных частей в зависимости от основных факторов эксплуатации, конструкции машины, степени влияния технического состояния элемента на производительность и надежность горных машин.

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использовались теория гидропривода, математический аппарат теории вероятностей, эксплуатационные наблюдения за работой горных машин, методы математической статистики, теории надежности и управления запасами, системного анализа и математического моделирования с применением компьютерной техники.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели функционирования элементов гидропривода с постепенно изменяющимися параметрами, влияющими на уменьшение производительности машины, позволяющие рассчитывать наработку между заменами и величину предельного состояния таких элемептов.

2. Методы расчета величины" предельного состояния и наработки между заменами элементов гидропривода горных машин на продолжительном и ограниченном интервале эксплуатации, учитывающие скорость ухудшения технического состояния, затраты на замену и ущерб из-за изменения производительности, и полученные зависимости дифференцированных значений предельного состояния и оптимальных наработок между заменами от вышеперечисленных факторов.

3. Закономерности влияния конструктивных особенностей горной машины, элемента, экономических и горнотехнических условий эксплуатации на оптимальные величины наработок между заменами и предельного состояния элементов гидропривода.

4. Метод расчета коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности гидрофицированных горных машин, отличающийся тем, что учитывает зависимость их производительности от технического состояния элементов гидропривода.

5. Метод оценки эффективности эксплуатации гидропривода горных машин, учитывающий степень соответствия фактических и оптимальных затрат времени и средств на его функционирование.

6. Метод расчета необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин, учитывающий влияние технического состояния элементов на производительность и увеличение вероятности внезапных отказов в процессе эксплуатации, а также возможность частичного использования ранее замененных элементов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректностью использованных теорий гидропривода, вероятности, надежности и математической статистики; адекватностью математических моделей процессу функционирования гидропривода горных машин и использованием данных, полученных с доверительной вероятностью не менее 0,9 и величиной относительной ошибки не более 0,1.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:

- разработан метод установления дифференцированных предельных состояний элементов гидропривода горных машин, учитывающий их конструктивные особенности, скорость ухудшения технического состояния элемента и степень его влияния на производительность, затраты на замену, ущерб из-за, простоя;

- установлены закономерности влияния технического состояния элементов гидропривода на производительность и коэффициент готовности горных машин и разработана система показателей и коэффициентов для их анализа;

- установлены закономерности влияния стоимости и продолжительности замены, ущерба из-за простоя, скорости изменения параметра, взаимосвязи технического состояния элемента гидропривода и производительности машины в различных условиях на величины оптимальных наработок между заменами, критериев предельного состояния, необходимою количества запасных частей;

- разработаны показатели оценки и установлены закономерности влияния изменения технического состояния элементов гидропривода на надежность, производительность и эффективность эксплуатации горных машин;

- установлены закономерности влияния конструктивных особенностей машины и элемента, экономических и горнотехнических условий эксплуатации па оптимальные величины наработок между заменами и предельных состоя-

ний элементов гидропривода горных машин;

- разработан метод расчета необходимого количества запасных частей для элементов гидропривода забойных машин, отличающийся тем, что учитывает влияние их технического состояния на надежность и производительность машины, экономические факторы, вероятность использования замененного ранее элемента.

Научное значение заключается в создании методологии обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин, выразившейся в разработке теории и моделей функционирования элементов гидропривода, ухудшение технического состояния которых вызывает уменьшение производительности горных машин, на основе которых уточнены формулы для расчета коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности, получены выражения для установления оптимальных предельных состояний и наработок между заменами, необходимого количества запасных частей, минимально возможных затрат и оценки эффективности эксплуатации в заданных условиях

Практическое зпачение работы заключается в разработке:

- методики расчета дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горных машин;

- методики определения влияния технического состояния элементов гидропривода на производительность горных машин;

- методики расчета резерва параметра элементов гидропривода горных машин;

- методики расчета коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности гидрофицированных горных машин с учетом технического состояния элементов гидропривода;

- методики расчета необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин.

шения технического состояния элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет резерва параметра элементов гидропривода горнопроходческих машин» приняты к использованию в ОАО «ЦНИИдодземмаш» для проектирования горнопроходческих машин. Методики «Определение влияния технического состояния элементов гидросистемы на производительность угледобывающих комплексов», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидросистемы угледобывающих комплексов», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности угледобывающих комплексов с учетом технического состояния элементов гидросистемы», «Расчет резерва параметра элементов гидросистемы угледобывающих комплексов» использованы в ОАО «Объединенные машиностроительные технологии» при проектировании угледобывающих комплексов. Методики «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горных машин» и «Расчет необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин» использованы в ОАО «ХК СДС - Уголь» при эксплуатации гидрофици-рованных горных машин.

Основные научные результаты диссертации используются в учебном процессе Московского государственного горного университета при подготовке дипломированных специалистов по специальности 150402 - «Горные машины и оборудование».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международном семинаре "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, МГГУ, 1994 г.), международном симпозиуме "Горная техника на пороге XXI века" (Москва, МГГУ, 1995г.), второй международной конференции «Проблемы механики современных машин» (Улан-Удэ, ВСТГУ, 2003 г.), весенних и осенних сессиях Пятого и Шестого Всероссийских симпозиумов по прикладной и промышленной математике в Кисловодске, Сочи, Санкт-Петрбурге 2004, 2005г.г., международных конференциях «Неделя горняка» (Москва, МГГУ, 1999 - 2010 гг.).

Публикации. Основные результаты исследований отражены в 29 научных трудах, включая 23 статьи, опубликованные в научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

■ .....Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения и приложений, содержит 58 рисунков, 28 таблиц и

список литературы из 223 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры «Горные машины и оборудование» Московского государственного горного университета и специалистам отрасли за помощь в процессе выполнения работы и чтит память скончавшегося проф., д.т.н. В.Н. Гетопанова, оказавшего неоценимую методическую помощь в выполнении работы на начальных этапах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для постановки задачи исследования выполнен анализ работ по опыту эксплуатации, надежности и техническому обслуживанию гидропривода горных, дорожно-строительных, сельскохозяйственных машин, станков и авиационной техники.

В настоящее время гидропривод используется в большинстве горных машин - механизированных крепях, проходческих комбайнах, породопогрузочных машинах, буровых установках и станках для подземных и открытых работ, гидравлических экскаваторах и еще ряде машин.

Это результат усилий многих конструкторов, ученых, производственников - перечислить всех достаточно сложно - это Балабышко А.М, Бернацкий В.А.,Бреннер В.А., Бродский Г.С., Докукин A.B., Домбровский Н.Г., Ефимов В.Н., Жабин А.Б., Кантович Л.И., Козин Г.Ю., Коровкин Ю.А.,Красников Ю.Д., Кубачек В.Р., Мамонтов C.B., Махно Д.Е., Мышляев Б.К., Пастоев И.Л., Подэрни Р.Ю., Пономаренко Ю.Ф., Санин С.А., Слесарев В.Д., Солода В.И., Старичнев В.В., Сысоев Н.И., Ушаков Л.С., Фшпсилыптейн З.Л., Хорин В.Н., Шахмейстер Ю.Л., Шеин Ю.Г., Шендеров А.И., Штейнцайг В.М. и многие другие.

Примените гидропривода в условиях горной промышленности было бы невозможно без дальнейшей разработки теории надежности и технического обслуживания. Свой вклад в развитие этого направления науки внесли работы Гетопанова В.Н., Гимелыпейна Л.Я., Гуляева В.Г., Карпухина В.Д., Логова А.Б., Морозова В.И., Мостакова В.А., Островского М.С, Радкевича Я.М., Солода C.B., Рахутина Г.С., Френкеля В.Ш., Хазановича Г.Ш, Шадрина А.И. и многих других.

Их работы были основаны на трудах Барлоу Р., Беляева Ю.К., Герцбаха И.Б, Гнеденко Б.В., Дружинина Г.В., Кокса Д.Р., Кугеля Р.В., Прошана Ф.,

Смита В.Л., Соловьева А.Д. и многих других ученых, работавших в области надежности и технического обслуживания.

Существующий уровень развития науки и техники позволяет установить влияние условий эксплуатации на характеристики надежности элементов, и для многих условий и элементов такие характеристики установлены. Специфика функционирования элементов гидропривода - постепенное изменение определяющих параметров элементов.

Имеющиеся теории и методы позволяют прогнозировать ресурс и надежность элементов, а также их уменьшение вследствие износа, в основном вызванного загрязнением рабочей жидкости.

Ряд работ посвящен техническому обслуживанию горных машин, возможным стратегиям, влиянию условий эксплуатации на надежность и необходимый объем профилактических воздействий,- В них рассмотрены стратегии технического обслуживания по отказам, по наработке, стратегия но техническому состоянию и групповая.

Наиболее прогрессивной в настоящее время признается стратегия обслуживания по техническому состоянию.

Надежность элементов гидропривода рассматривалась с точки зрения влияния на общую надежность машины или комплекса.

Изменение технического состояния элементов гидропривода влияет не только на надежность работы машины, но и на ее производительность. Однако руководящие документы при назначении критериев предельного состояния данный факт не учитывают.

Отсутствуют теория и методы расчета дифференцированных предельных состояний с учетом условий эксплуатации и конструктивных особенностей горных машин, так же как и методики определения влияния изменения параметров элементов на их производительность.

Изучение опыта применения гидропривода в других отраслях промышленности показало, что идеи расчета дифференцированных предельных состояний рассматривались для дорожно-строительных машин, в основном гидравлических экскаваторов.

Сарицыным Т.А предлагалось выражение для определения общих приведенных затрат как суммы приведенных затрат на приобретение привода, эксплуатацию и техническое обслуживание. При допущении, что затраты на техническое обслуживание не зависят от израсходованного ресурса, предполага-

лось, что оптимальный ресурс гидропривода определяется целевой функцией затрат. Требовалось иметь статистические данные по эксплуатации и определить значения ряда эмпирических коэффициентов в предложенной формуле, и тогда можно было бы приближенно определить оптимальный ресурс до капитального ремонта или замены.

А.М.Харазов также считал, что величина предельного значения объемного КПД должна рассчитываться. Он предлагал использовать для этого функцию прибыли, предполагая при этом, что скорость прибыли пропорциональна объемному КПД гидропривода в целом. Найдя интервал, на котором прибыль принимает максимальное значение, и зная скорость изменения объемного КПД, автор предполагал определить величину предельного состояния, при котором целесообразна замена.

Сложность использования предложенных методов заключается в отсутствии возможности установления значений используемых при расчете коэффициентов и методов учета ущерба из-за снижения объемного КПД и влияния изменения параметров элементов и гидропривода в целом на производительность машины.

Резервирование параметров элементов гидропривода, изменение которых может оказать влияние на производительность машины, не рассматривалось, хотя такой резерв часто интуитивно используется конструкторами.

Изучение теории и практики применения существующих методов показало, что научно обоснованные методы расчета запасных частей требуют дальнейшей разработки.

Количество запасных частей рассчитывается или по среднему расходу, или исходя из вероятности достаточности запаса для обеспечения заданного значения коэффициента готовности, что, на наш взгляд является подменой условий задачи, так как нигде не обосновывается и не рассчитывается само его значение, в связи с чем возникает закономерный вопрос: почему значение коэффициента готовности должно быть равно 0.9, а, например, не 0.88 или 0.92?

Разработанные ранее экономико-вероятностные методы расчета запасных частей не учитывали ущерб при развитии постепенного отказа.

Анализ состояния вопроса показал необходимость разработки методологии обоснования предельного состояния элементов гидропривода горных машин и уточнения методовграсчета величины их запаса, для чего предусмотрено решение следующих основных задач:

- разработать модели функционирования элемента гидропривода с постепенно изменяющимися параметрами, влияющими на уменьшение производительности горных машин;

- разработать методику определения и установить степень влияния изменения величины параметров основных элементов гидропривода на производительность горных машин;

- разработать метод установления наработок до замен и дифференцированных значений предельных состояний элементов гидропривода горных машин с учетом их конструктивных параметров и условий эксплуатации;

- уточнить методы расчета технической и эксплуатационной производительности горных машин и значения коэффициента готовности с учетом влияния на их величины изменяющегося технического состояния элементов гидропривода горных машин;

- разработать метод расчета запасных частей с учетом влияния изменения технического состояния элементов гидропривода на производительность и надежность горных машин;

- разработать методику оценки эффективности эксплуатации гидропривода горных машин.

Для установления наработок до замен и дифференцированных значений предельного состояния разработаны математические модели функционирования элементов гидропривода с постепенно изменяющимися параметрами, влияющими на уменьшение производительности горной машины, учитывающие следующие факторы и понятия: начальные Рн Qn и текущие Рэ Ом значения параметров элемента и производительности машины; скорости изменения определяющего параметра элемента 5 и уменьшения производительности машины, вызванного изменением параметра элемента - Бм(Р); интервал между заменами элемента - Т, продолжительность &и стоимость Сг замены элемента, необходимые затраты времени и средств на поддержание нормального функционирования элемента, возрастающие У¡(Г), Ус(Г) и остающиеся постоянными 7х, 2с в процессе эксплуатации, коэффициенты Ь и а, характеризующие увеличение затрат времени и средств на поддержание нормального функционирования элемента, продолжительность функционирования элемента без влияния изменения его определяющего параметра на производительность машины То

Одной из самых сложных задач является определение ущерба из-за посте-

пенного изменения параметров элементов и гидропривода в целом. Для ее решения нами введены два новых понятия - «коэффициент влияния» и «условный простой» и предложены методы для их определения-

Наблюдения показали, что изменение технического состояния элементов гидропривода вызывают изменение скорости выполнения рабочих и вспомогательных операций и, как следствие, уменьшение производительности горной машины, причем различное в зависимости от горнотехнических условий.

Изучение структуры рабочих и вспомогательных операций, выполняемых горными машинами, показало весьма различную относительную продолжительность задействования элементов их гидропривода.

Для учета степени влияния ухудшения технического состояния элемента гидропривода на уменьшение производительности горной машины предложен коэффициент влияния. Значение коэффициента влияния может быть абсолютным Ка и относительным Кал. вл

Значение абсолютного коэффициента влияния показывает, на сколько единиц уменьшится производительность горной машины д£Эед при изменении параметра элемента гидропривода на одну единицу &Р\ед, имеет размерность отношения единицы производительности машины к единице параметра элемента и определяется из выражения:

Ка _ &6ед . ¿Рид) _ Ян-Ок(Рк)

« дР1ед дР1ед Рн-Рк

Значение относительного коэффициента влияния Квл показывает, на сколько процентов уменьшится производительность горной машины дQ% при изменении определяющего параметра элемента гидропривода на один процент дР.%, является безразмерной величиной и определяется из выражения:

Он-Ок(Рк)

аР1% РН-РК Х '

Рн

Значение абсолютного и относительного коэффициентов влияния в зависимости от вида производительности машины может быть «расчетным», «техническим» и «эксплуатационным».

Если числитель и знаменатель формулы (1) разделить на величину интервала эксплуатации, на котором произошло изменение величин параметра эле-

мента и вызванное этим уменьшение производительности машины, то «абсолютный» и «относительный» коэффициенты влияния будут характеризовать отношение «абсолютной» и «относительной» скорости изменения параметра элемента к соответствующей скорости уменьшения производительности машины:

к„ = А бед/Г _ (б»-6*(АР\ед))/Т ^м(Р) " ДРгед/т &Р1ед/Т Б ' {>

С использованием формул (2) и (3) можно составить следующее равенство:

5ЦР) Б-Квя ' 11 ;

Отношение начальной величины параметра элемента (или величины, начиная с которой оказывается влияние на производительность машины) к скорости его изменения характеризует продолжительность эксплуатации элемента в случае, если бы замена происходила после полной выработки ресурса, т.е. достижением параметром нулевого значения. Поскольку обычно ресурс полностью не вырабатывается и замена производится раньше, такую величину предложено назвать «квазиресурс параметра элемента».

Методика установления значений Квл отработана на примере проходческого комбайна. Данные о продолжительности задействования элементов гидропривода получены на основе проведенных хронометражных наблюдений.

Доля рабочих и вспомогательных операций в работе проходческого комбайна 1ГПКС, установленная в результате личных наблюдений в различных условиях эксплуатации, представлена на рис. 1, а относительная продолжительность задействования элементов гидропривода на рис. 2.

На гистограмме не помещены данные о времени задействования распределителей и гидроцилиндров управления питателем 0.002, поворота и подъема конвейера - по 0.0005

Так как гидроцилиндры парные, то значения их коэффициентов влияния будут в 2 раза меньше доли задействования.

Как следует из гистограммы, например, величина коэффициента влияния гидроцилиндров поворота исполнительного орган составит 0.15, а гидроцилиндров подъема исполнительного органа - 0.05.

□ отбойка породы Ш межоперационные паузы 3 маневровые операции

0 погрузка горной массы

И внедрение исполнительного органа в массив

В перемещение питателя, опорных домкратов, конвейера

13 перемещение исполнительного органа без отбойки горной массы.

Рис. 1. Доля времени выполнения рабочих и вспомогательных операций от продолжительности работы проходческого комбайна 1ГПКС.

Квл 045

0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

123456789 Элементы гидропривода

Рис. 2. Относительная продолжительность задействования элементов гидропривода при работе проходческого комбайнаХГПКС.

I - васос 0.5; 2 - распределитель гидроцилиндров поворота исполнительного органа 0.3; 3 - гидроцилиндр поворота исполнительного органа 0.3; 4 - распределитель гвд-роцилиндров подъема исполнительного органа 0.1; 5 - гвдроцилнндр подъема исполнительно го органа 0.1; 6 - распределитель гидроцилиндров выдвигания исполнительного органа 0.04; 7 - гидроцилиидр выдвигания исполнительного органа 0.04; 8 - распределитель опорных домкратов (аутригеров) 0.002; 9 - опорный домкрат (аутригер) 0.002;

Для гидрораспределителей и гидронасосов величина коэффициента «влияния» находится как сумма значений коэффициентов влияния взаимодействующих с ними элементов.

При всем разнообразии конструкций горных машин и условий их применения в продолжительности и степени задействования элементов гидропривода

33%

выявлены общие закономерности:

- менее 20% элементов в сумме задействованы 80% времени от использования гидропривода: это насос и гидроцилиндры с распределителями, участвующими в основных рабочих операциях;

- часть времени задействования гидропривода никаких операций не выполняется, т.е. имеет место работа насоса без нагрузки, причем доля времени такой работы примерно одинакова для большинства машин и составляет около 20 %.

С использованием результатов наблюдений или экспертных оценок продолжительности задействования рассматриваемого элемента и работы маши-_ны, значение относительного коэффициента влияния можно рассчитать с различной степенью точности, зависящей от конструктивных особенностей машины и факторов эксплуатации.

Диапазон значений коэффициентов влияния для элементов гидропривода различных горных машин представлен в табл. 1

Для расчета величины ущерба, вызванного уменьшением производительности машины вследствие изменения параметра элемента, предложено использовать понятие «условного простоя» - разницу между фактическим и расчетным времепем выполнения заданного объема работы V - и показатель «продолжительность условного простоя» /уп, являющийся функцией от снижения производительности горной машины (средняя производительность 0.ср меньше начальной ()н) и объема выполняемой работы, а, следовательно, и наработки между заменами элемента:

¿уп = ЩУ,Оср)-Ьп(У,Он) , (5)

где Щ(У&ср) - фактическое время выполнения заданного объема работы V как функция от постепенно снижающейся производительности горной машины вследствие изменения параметра элемента; ¿рп{V■,£>») - расчетное время выполнения заданного объема работы, полученное исходя из условия, что начальная величина параметра элемента и, соответствеюш, производительности горной машины Он с течением времени не изменяется.

Величина условного простоя, полученная в результате преобразований исходя из изменения параметра (производительности) по линейному закону, рассчитывается по формуле (6).

Таблица 1

Значения коэффициентов влияния элементов гидропривода горных машин

Вид машины Элемент гидропривода Значение коэффициента Выполняемые операции

[проходческий комбайн | Гидроцилиндры поворота ИО Распределитель гвдроцилиндр. поворота ИО Гидроцилиндры подъема ИО Распределитель гидроцилиндр. подъема ИО 3.2-0.4 1 Э .2-0.4 3.07-0.14 1 3.07-0.14 Перемещение исполнительного органа (ИО)- отбойка породы

Гвдроцилиндр. телескопичес. выдвияски ИО Распределитель гидроцилинд. выдвижки ИО 0.04-0.06 1 0.04-0.06 Внедрение ИО в массив

Гидроцилиндры поворота конвейера Распределитель гидроцилиндров поворота Плунжеры подъема конвейера Распределитель плунжеров подъема 0.004-0.006 1 0.004-0.006 0.004-0.006 1 0.004-0.006 Перемещение хвостовика конвейера

Гидроцилиндры подъема питателя Распределитель гидроцилиндров подъема 0.015-0.025 1 0.015-0.025 Перемещение питателя

Опорные домкраты (аутригеры) Распределитель опорных домкратов 0.015-0.025 1 0.015-0.025 Распор комбайна

Насос 0.35-0.65 Все операции

Насосная стан-] !ция и крепь | Насос насосной станции 0.7-0.91 Все операции

Гидро домкрат 0.4- 0.6 1;3 Передвижка секции и конвейера

Распределитель гидродомкрата* Распределитель гидросгойки* БУС (блок управления секцией) 0.4- 0.6 ! 0.05-0.15 13 0.45-0.75 1,3 Опускание, распор, передвижка секции и конвейера

¡Гидравлический экска-^ [ватор | Насос 0.65-0.851 Все операции

1 £ § « & § С % Гидроцилиндр напора 0,08-0.16' Копапие

Гидроцилиндр подъема 0,08-0.16' Подъем с

Гидромотор поворотной платформы 0.5-0.7 Поворот

о а 5 га а, Й ¡О Й L О а Гидроцилиндр ковша 0,2-0.3 Копание ковшом

Гидроцилиндр рукояти ол - 0.3 Копание рукоятью

Гидроцилиндр подъема 0,16-0.24 Подъем

Гидромотор поворотной платформы 0,18-0.24 Поворот

Дуровой станок СБШ Насос 0.65-0.85 Все операции

Гидроцилиндр подачи 0.5-0.7 Бурение

Гидроцилиндр заваливания мачты 0.008-0.012 Горизонтирование мачты

Гидро домкрат аутригер 0.008-0.012 Распор станка

Гидроцилиндр механизмов развинчивания штанг 0.002-0.004 Развинчивание штанг

Гидроцилиндр поворота сепаратора 0.002-0.004 Поворот сепаратора

Для установления значения коэффициента влияния единичного элемента данную величину необходимо разделить на: 1 - количество одновременно задействованных гидроцилиндров (гидродомкратов, гидростоек); 2 - количество одновременно задействованной насосов; 3 -количество секций в механизированном комплексе

* / V V у п

уср 0.Н <2ср ()н _у дн-Оср_ у Он-Оср Он-ОсрОи-Ояр 0,ср Он йн дер ф дн <2ср

При наличии резерва параметра То величину условного простоя можно найти из выражения:

6« 2-0«

С использованием коэффициента влияния, начального Рн и конечного Рк значения величины параметра элемента выражение для определения продолжительности условного простоя примет вид:

, ,, {Рн~Рк) Квп . .

= -^-. (8)

Целевые функции затрат времени на единицу продолжительности функционирования системы Ф1 и затрат средств на единицу произведенной продукции Фсму имеют вид:

Ъ-Т+Ъвф-щ+Ь. у Зм(Р)-(Т-То)2 [ .

Г 2 Он-Т Т К

,, 1с-Т + 1уп(Т-То)-Супр+Сг + Ус(Т) Фсхгу —-—--=

г-бсрСО

2с-Т +(Т-То)- Бм{Р)2^~• Супр + Сг + Ус-а-Т1 (10)

Г-

2 Т

где Супр —ущерб за единицу продолжительности условного простоя.

Величина Супр зависит от стоимости машино-часа рассматриваемой и смежных с ней машин с учетом стоимости расходуемых энергии и ресурса.

Целевые функции затрат средств на единицу произведенной продукции имеют ярко выраженные экстремумы. На рис.3 представлены расчетные удельные затраты Суд на эксплуатацию гидроцилиндра поворота стрелы проходческого комбайна 1 1 ИКС в различных условиях эксплуатации: при стоимости замены в 10 ООО руб., ущербе из-за условного простоя в 4000 руб/час, значении коэффициента влияния Явл=0.15, начальном значении объемного КПД - 98%, скорости изменения параметра 8 = 0.002 ^ 0.003 %/час, продолжительности

эксплуатации гидроцилиндра без влияния на производительность комбайна (при резерве параметра) То = 0 1000 час.

500 1000 1500 2000 2500 3000

Рис. 3. Зависимость удельных затрат от продолжительности эксплуатации элемента: ряд 1-8= 0.002, То = 500; ряд 2 - в = 0.003, То = 0; ряд 3 - в = 0.003, То = 1000.

Производные упомянутых выше функций приравнены к нулю, и в результате решения уравнений получены выражения для определения оптимальной величины наработки между заменами, некоторые из которых представлены ниже.

Расчетные выражения наработок между заменами с учетом равенства (4) для минимизации затрат:

- времени на единицу продолжительности эксплуатации машины

Тгу =

То^В-Квл+г-гх-Рн

У(5-Кел + 2-У1-Ь-Рн) '

- средств на единицу произведенной продукции без учета затрат, возрастающих в процессе эксплуатации

Сг

5 • Квл Супр+7,с Супр+2с Супр+2с '

(12)

- средств на единицу произведенной продукции в случае влияния изменения параметра элемента на производительность машины с начального момента времени

__а__у '

р, '

СукР+гс + 2-Ус-а---

5 • Ке *

Ряд других выражений для расчета наработок между заменами при минимизации затрат времени или средств на единицу продолжительности функционирования системы и произведенной системой продукции, в том числе и при изменении параметра по нелинейному закону, приведены в диссертационной работе.

Величина предельного состояния определяется из выражения

Рпс = Рп-Б-Т . (14)

Для анализа факторов эксплуатации предложены коэффициенты относительных затрат времени Коз/ и средств Козе , определяемых как отношения продолжительности или стоимости замены к величине постоянных затрат времени или средств (в том числе ущерба из-за условного простоя) на поддержание функционирования элемента.

Влияние различных факторов эксплуатации на величину наработки между заменами и оптимального предельного состояния представлены на рис. 4.

Анализ расчетных и графических зависимостей позволяет сделать вывод, что оптимальная величина наработки между заменами уменьшается, а предельного состояния соответственно возрастает:

- с увеличением значения коэффициента влияния (рис.4 а, в). При увеличении значения коэффициента влияния в 2 раза, величина оптимального интервала между заменами увеличивается в 1.4 раза;

- с уменьшением скорости изменения параметра. Этот? неочевидный, на первый взгляд, вывод можно объяснить тем, что с возрастанием продолжительности эксплуатации возрастает величина возможного ущерба из-за условного простоя, возрастающего пропорционально сроку эксплуатации. Из этого следует, что при относительно больших скоростях изменения параметра возможна ситуация, когда целесообразно использование элемента до полной потери им работоспособности (рис.4 а-г);

- с увеличением постоянных затрат, необходимых для поддержания функционирования элемента (рис. 4 а - г);

^ 8000 о 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

1 25 50 75 100 Козе

^ 16000 о 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

0.01 0.25 0.5 0.75 1

Кал

в) Г)

Рис. 4. Зависимости оптимальной величины наработки между заменами Topt (а, б) в оптимальной величины параметра элемента Popt (в, г) от величин коэффициентов Квл и Козе при различной скорости изменения параметра S (ед/час) и резерве параметра То : 5=0.02, То = 0 - рад «0»; 5=0.02, То =1000 - ряд «□»; S =0.002, То =0 -ряд «А», S =0.002, То =1000 - ряд «X», Рто% - ряд «—».

- с уменьшением отношения стоимости замены к величине ущерба условного простоя (коэффициент Козе) (рис. 4 б, г). Из этого следует, что с увеличением стоимости замены величина оптимальной наработки возрастает, а с увеличением ущерба из-за условного простоя величина оптимальной наработки уменьшается. При увеличении затрат на замену в 2 раза в типичных условиях эксплуатации величина оптимального интервала возрастает в 1.3 - 1.6 раза, а величина предельного состояния уменьшается на 5 - 15 %.

Как следует из анализа графиков, при уменьшении скорости изменения параметра, а также с увеличением значений Козе и Квл разница между оптимальными наработками с резервом и без резерва параметра уменьшается.

Пунктирной горизонтальной линией (рис. 4 в, г) показано рекомендуемое действующими руководящими документами для ряда элементов гидропривода предельное состояние в 80% от начальной величины параметра Рнъо%. В случае маленькой скорости изменения параметра (на 20% за 10000 час.) замена целе-

сообразна до Рньо%, так же как и при большей скорости изменения параметра (на 20% за 1000 час.), но низкой стоимости замены (Козе < 25) и отсутствии резерва параметра. С увеличением значения Кож целесообразна замена после изменения параметра на 20%.

При отсутствии резерва параметра оптимальная наработка между заменами зависит от скорости изменения параметра, коэффициента влияния и условного простоя по квадратичной зависимости.

Доказано, что оптимальная наработка элемента для минимизации затрат времени и средств меньше при минимизации на единицу произведенной продукции (работы), чем на единицу продолжительности функционирования (эксплуатации).

Установлено, что в определенных условиях целесообразно использование элемента до полной потери работоспособности, в частности при высоких скоростях изменения параметра и малых значениях коэффициента влияния.

На практике достаточно часто эксплуатация машин осуществляется при выполнении или ограниченного объема работы, или на ограниченном интервале эксплуатации. Доя такого случая разработан порядок нахождения оптимального интервала между заменами элемента с постепенно изменяющимися параметрами. Суть метода заключается в предложенном алгоритме пересчета оптимального интервала между заменами элемента, полученного для неограниченного интервала эксплуатации.

Алгоритм и расчетные формулы представлены в диссертации, в реферате для краткости изложения опущены. Также в диссертации представлены полученные выражения для расчета интервалов между заменами в случае, когда изменение параметра элемента не влияет на изменение производительности, но с увеличением интервала между его заменами возрастает вероятность внезапного отказа.

Как следует из выражений, представленных выше, на расчетный интервал между заменами и предельное состояние элементов гидропривода влияет продолжительность функционирования элемента То без влияния изменения его параметра на производительность машины. Умножив эту величину на скорость изменения параметра 5, получим величину параметра Ров, на которую может измениться его первоначальное значение без уменьшения производительности машины:

Ров = То-Б . (15)

Значение параметра, при котором отсутствует влияние изменения параметра элемента на производительность машины, предложено называть «величиной резерва параметра».

Для оценки резерва параметра предложен коэффициент резерва параметра Крп:

Крп-

Ров Рн-Рнв

Рн-Рк Рн-Рк

(16)

где Рн - начальное значение параметра; Ров - значение параметра, при котором отсутствует влияние изменения параметра элемента на производительность машины; Рнв - величина параметра, с которой начинается влияние изменения параметра элемента на производительность машины; Рк - величина параметра, при достижении которой функционирование элемента невозможно.

Учет резерва параметра, а следовательно, и предлагаемый коэффициент можно использовать как при проектировании, так и при эксплуатации гидро-фицированных горных машин.

Понятие резерва параметра иллюстрирует рис. 5, на котором представлено изменение производительности () проходческого комбайна 1ГПКС в результате уменьшения давления вР в рабочих полостях гидроцилиндров поворота исполнительного органа, при различной прочности разрушаемой породы Осж (расчеты выполнены совместно с аспирантом Поминовым К.П.).

о.

—*— 1 ^ 0.8-

— 2 07 ■

—*—3 0.5-

—4 М

. г 0.3-

0.1

0.1'

123456789 10 йРМПа

МПа

а)

б)

Рис. 5. Зависимости от прочности разрушаемой породы а) производительности комбайна 1ГПКС при уменьшении давления в рабочих полостях гидроцплнндра поворота стрелы и б) величины коэффициента резерва параметра 1- (Тех = 20 Мпа; 2 - Осж = 30 Мпа; 3- (Хк =40Мпа;4- (Теш = 50Мпа;5- О™ =60 Мпа

Горизонтальная линия свидетельствует об отсутствии влияния на производительность комбайна изменения определяющего параметра гидроцилиндров поворота в рассматриваемой операции — уменьшения давления в рабочей полости.

Длине горизонтальной линии соответствует величина Ров. Из графической зависимости видно, что с увеличением прочности разрушаемой породы уменьшаются значение коэффициента и величина резерва параметра.

После уменьшения давления до определенной величины (кривая А), изменение параметров гидроцилиндров приводит к уменьшению производительности комбайна.

Наклонные части соответствуют величине изменения параметра, при которой оказывается влияние на производительность комбайна.

Кривая А указывает в различных условиях на значения Рнв- величин параметра, при достижении которых начинается влияние изменения параметра элемента на производительность машины.

Анализ кривой А наглядно показывает влияние конструктивных параметров комбайна и прочности разрушаемой породы на величину резерва параметра.

Как следует из 1рафической зависимости приведенного примера, резерв параметра гидроцилиндра поворота стрелы зависит от прочности разрушаемой породы и находится в диапазоне от 0,1 до 0,9.

В зависимости от условий эксплуатации и конструктивных особенностей горной машины и элемента гидропривода коэффициент принимает значение от 0 до 1. Коэффициент резерва параметра может быть использован при проектировании и эксплуатации горных машин.

Рассмотрим влияние изменения технического состояния элементов гидропривода на производительность машин.

Изменение параметров элементов гидропривода вследствие износа приводит к увеличению продолжительности выполнения рабочих и вспомогательных операций горными машинами. Вследствие этого уменьшаются значения их технической и эксплуатационной производительности. Из-за уменьшения производительности в большинстве случаев возрастает доля времени работы машины - /р>.

' Использование существующих расчетных формул формально приводит к увеличению значений технической и эксплуатационной производительностей,

хотя фактически они уменьшаются.

Для предотвращения таких ошибок целесообразно использовать предложенное нами понятие «продолжительности условного простоя» tyn - разницу между фактическим временем выполнения работы tp (исходя из сложившейся практики расчета производительности машин tfy=tp) и расчетным tpn, (исходя из неизменной теоретической производительности):

tyn - tp - tpn . (17)

Также продолжительность условного простоя tyn можно понимать как дополнительно затрачиваемое время на выполнение рассматриваемого объема работы вследствие снижения величины начальной производительности машины.

С учетом выражений (7) и (17) формула для расчета уточненной (с учетом условного простоя) эксплуатационной Qsy производительности горных машин принимает следующий вид:

Q3y=Q--¡Piba-=

tp - tyn+tyn+tyo + teo + ton .

= g__tp__(1 - X (Рн1-Ркр КвЛ1^

tp+tyo+teo+ton m 2-Phí

где teo —затраты времени на вспомогательные операции; tyo - затраты времени на устранение отказов; ton - потери времени по организационным причинам; N - количество рассматриваемых элементов гидропривода, изменение технического состояния которых влияет на производительность машины.

Предложено ввести коэффициенты влияния условного простоя на эксплуатационную Куэ производительность с учетом того, что разница между расчетной величиной эксплуатационной производительности л£Ь с учетом и без учета продолжительности условного простоя (исходя из выражения (18)) составит:

Ag3 = g- , tpt , (19)

tp + tyo + teo + ton ы i 2 -гнг

Аналогично определяются уточненное значение технической производительности и коэффициента влияния на нее условного простоя.

Используя понятие коэффициента готовности и продолжительности условного простоя, составим выражение для определения уточненного коэффи-

циента готовности Кгу «с учетом условного простоя» - выражение (20):

у V (Рн!-Рю}Квт

1р-1уп + 1уп + 1уо 1р + ¡уо 1р + 1уо (20)

= Кг{ Х^РВ-РФКШ) (.1 2 гт

Используя понятия теоретической производительности и продолжительности условного простоя, напишем выражение для определения уточненной (с учетом влияния изменения технического состояния элементов гидропривода) технической производительности горных машин:

—Ч» <21>

Кгу ^ ■ (1 - у (Рн'-Ркр Кв.-и^ м 2-Рт

Аналогично получено выражение для определения эксплуатационной производительности.

Предложенные формулы позволяют более точно рассчитывать (величина уточнения может достигать 35%) производительность и коэффициент готовности горных машин с учетом влияния на них изменения параметров элементов гидропривода в процессе эксплуатации.

Для оценки влияния постепенных и внезапных отказов элементов гидропривода па техническую и эксплуатационную производительность машин предложена система коэффициентов и показателей, часть из которых представлены ниже.

Коэффициенты, использующие величину продолжительности условного простоя, - это «расчетный» («теоретический») Кср (22), «технический» Кст (23); и «эксплуатационный» Ксэ (24), коэффициенты удельного условного простоя, а также коэффициенты удельных потерь за время работы (25) и эксплуатации (26):

Кср^ (22); Кст -у^ = — (23); = ^ (24);

1ри 1т 1р+1во 1э 1р+1во+1уо+1оп

(25); К"тэ (26).

Также предложены коэффициенты удельных потерь времени из-за отказов: постепенного (27), внезапного (28) (коэффициент был известен ранее), суммы постепенного и внезапного (29):

(27); (28(29).

Предложены формулы для расчета скорректированных значений коэффициентов готовности с учетом отказов: постепенных (30), внезапных (31), суммы постепенных и внезапных (32):

Коб=1р»т, Коб=_(р» (31); Кд6 = --— = (32).

1рн + 1уп 1рн+1уо Три + 1уп + 1уо 1р + Туо

Актуальной на любом предприятии является проблема запасных частей. Их недостаток приводит к повышению продолжительности простоя, избыток (крайне редкое явление на производстве) - к замораживанию средств, повышенным затратам на хранение.

Если иметь запасные части соответственно среднему расходу прошлых периодов, то примерно в половине случаев их будет недостаточно. Поэтому необходимое количество запасных частей рассчитывается исходя из минимума потерь от нехватки запасных частей и затрат на их приобретение и хранение.

Предложено кроме учета потерь от нехватки запасных частей вследствие внезапных отказов также учитывать ущерб от дальнейшей эксплуатации элемента после достижения его определяющим параметром оптимального расчетного предельного состояния.

Для расчета необходимого количества запасных частей разработана модель для типичных условий горнодобывающих предприятий, учитывающая следующие условия эксплуатации:

- запасные части приобретаются заранее на определенный интервал эксплуатации (например, на год или квартал). В конце этого периода производится пополнение запаса до расчетной величины №;

- в работе находится N0 элементов, вероятность отказа поставленного запасного элемента (вместо отказавшего) пренебрежимо мала;

- при внезапном отказе элемент экстренно заменяется, при отсутствии запасной части имеет место ущерб;

- элемент при достижении расчетного предельного состояния и наличии запасной части заменяется и помещается на склад. При внезапном отказе и отсутствии запасных частей такой элемент снова устанавливается. При этом име-

ет место ущерб из-за потери производительности, перерасхода ресурса и энергии;

- при достижении расчетного предельного состояния элемент заменяется при наличии запасной части; если запасная часть отсутствует, элемент не заменяется и имеет место ущерб из-за потери производительности и перерасхода ресурса оборудования;

- величина ущерба зависит от времени функционирования элемента после достижения расчетного предельного состояния. В данной модели рассматривается математическое ожидание этой величины.

Исходя из этих условий целевая функция затрат имеет следующий вид:

Се~№-Сг\+ £ £ Р(Мг + г) • Л(у) • ] • Сире ■ Гер +

** (33)

Т/о-ЛЪ Мо-Ыг'п N1 4 '

1=0 /«0 1=0

где Се- суммарные затраты на эксплуатацию при использовании № элементов; N2 - рассчитываемое количество запасных .частей; А'о - количество эксплуатируемых элементов; Сг 1 - затраты на хранение одной запасной части (без стоимости приобретения); Стп - ущерб из-за нехватки одной запасной части при внезапном отказе (без стоимости приобретения запасной части); Сире -ущерб в единицу времени при продолжении эксплуатации элемента после достижения им установленного предельного состояния; Тер - математическое ожидание эксплуатации элемента после достижения предельного состояния; Р - вероятность внезапного отказа; Я - вероятность постепенного отказа; г - возможное количество внезапно отказавших элементов; / - возможное количество постепенных отказов; к - возможное количество постепенных отказов без замены элемента при условии г<N2, - к = 0 при j+i-Nz<0 и к = 7 + /-М: при _/+/—Л^гО; Р(Ыг+1) - вероятность наступления ровно N2+1 внезапных отказов; Л(_/) - вероятность наступления ровно у постепенных отказов; К(к) - вероятность наступления ровно к постепенных отказов.

Так как повторная замена элемента маловероятна, то при расчете вероятностей определенного числа отказов можно воспользоваться свойствами биноминального распределения. Тогда выражение (33) примет вид, представленный выражением (34).

Се = N2 ■ Сг\ + У —^--Г • (1 -Р) "'■ <« - Ыг) - Сичп

Кг т-1 дгл] л> №>-■ дг.,1

Ыо\

¡<<N0 - /)!

Яо! ЩМ.-ку.

. . (1 - Л)«--* - ЛГ2 + 0 ■ Сир + (34) /г* -к-Сир,

где Сар - ущерб из-за нехватки одной запасной части при постепенном отказе (без стоимости приобретения запасной части).

В данной модели первое слагаемое представляет затраты на запасные части, второе слагаемое - ущерб из-за внезапных отказов после израсходования запасных частей на внезапные отказы, третье - ущерб из-за постепенных отказов после израсходования запасных частей на внезапные и постепенные отказы, четвертое слагаемое - ущерб из-за постепенных отказов при количестве внезапных отказов, большем, чем количество запасных частей.

На рис. 6а показаны затраты на запасные части в зависимости от их количества, при эксплуатации десяти однотипных элементов, стоимости запасной части Сг~ 3000 руб., ущербе из-за наступления отказов внезалных Ср~ 30000 руб. и постепенных Сг= 15000 руб. и, соответственно, их вероятностей Р—0.1 и Л = 0.2.

» ряд1 120 ^ 0> У 100-

—•—ряд2 80 ■

* рядЗ 60-

' ряд4 X ряд 5 4020-

0 Н

б)

Рис. 6. Зависимости затрат па эксплуатацию от количества запасных частей:

а) ряд 1 - ущерб из-за внезапных отказов; ряд 2 - ущерб из-за постепенных отказов; ряд 3 - затраты на неизрасходованные запасные части; ряд 4 - затраты на запасные части; ряд 5 - суммарные затраты;

б) ряд 1 -Р =0.1; К =0.2; С: =6 000 руб.; ряд 2 - Р =0.2; К =0.4; С =6 000 руб., ряд 3 - Р=0.1; Л =0.1; Ст=3 000 руб.; ряд 4 -Р=0.1; Я =0.2; С=3 000 руб.; ряд 5 - Я =0.2; К =0.4; С- =3 000 руб.

На рис. 66 приведены зависимости оптимального количества запасных частей от вероятности наступления отказов и стоимости запасной части.

Из графиков наглядно видно, что при количестве запасных частей, отличном от оптимального, возрастают затраты на эксплуатацию.

Предложенные модели расчета необходимого количества запасных элементов гидропривода горных машин позволяют прогнозировать расход и оптимизировать запас для различных условий эксплуатации.

При выборе и эксплуатации оборудования существует необходимость оценки эффективности его эксплуатации.

Предлагаемый метод оценки эффективности эксплуатации гидропривода горных машин заключается в следующем.

Сравнивая полученную минимальную величину эксплуатационных затрат на единицу произведенной продукции Сю(Тор1) с их фактической величиной Се\(Тф), можно установить эффективность эксплуатации рассматриваемого элемента или их совокупности, оцениваемую коэффициентом эффективности Кэф:

<35)

где Тор! - оптимальный (расчетный) интервал эксплуатации до замены элемента; Тф ~ фактический интервал эксплуатации до замены элемента, отличающийся от расчетного; Сеч(Тор(), Сеч(Тф) - стоимость единицы продукции при соответствующих интервалах эксплуатации элемента.

При оценке эффективности эксплуатации гидропривода по влиянию на производительность машины необходимо оперировать затратами времени на единицу продолжительности эксплуатации (наработки в машино-часах).

Для определения минимальных затрат средств на единицу произведенной машиной продукции в исходную целевую функцию вместо величины интервала между заменами подставляется расчетное выражение для определения оптимального интервала между заменами (36).

Подстановкой в исходное выражение значения затрат и убытков при оптимальных, определяемых по формуле (36), и фактических наработках между заменами устанавливается значение коэффициента эффективности.'

■ 7 ^ Sm(P)-(T-То? Cz ,, т

С mm cvy ~ Zc + Супр--20—Т- + + ' ° ' ~

„ . (5 • /Сад • Супр ■ Го' + 2 - Cz -l\ _ 2 ~ „ 1 ЯКвл-Су^+гУса-Р. (36)

- Zc + С упр--J-, , . Г... ■ +

2-р S-Квл-СупрТо2 + 2-Cz-P. " S ■ Кед ■ Супр + 2-Ус - а ■ Р.

С. „ \S-Km-Cynp-To7 + 2CzPh ---- -----------+ Ус-а- '-------- —--

S ■ Ken Cynp -То1 + 2-Cz Рн V S-Квл Супр +2-Ус а Рн

S-Квл - Супр + 2-Ус - а-Рн

Рассмотрено влияние разницы между фактической и оптимальной расчетными величинами интервала между заменами на эксплуатационные затраты в зависимости от различных факторов.

Зависимость изменения величины затрат на единицу произведенной продукции или продолжительности эксплуатации от величины отклонения наработки между заменами от оптимальной предложено учитывать коэффициентом «пологости» Кп, определяемым из следующего выражения:

___и-м и-м (37)

Сф - Copt Сед (А -Торг ) - Сед {Topt ) t,Cet{Topt ) А 4 Copt С ед {Topt ) С ед (Topt )

где Тф - наработка (фактический интервал эксплуатации) до замены; Topt -оптимальная наработка (расчетный интервал эксплуатации) до замены; А - величина, характеризующая отклонение от оптимальной наработки (в долях от ее величины); Сф, Сед(А■ Topt) - фактическая величина затрат на единицу произведенной продукции или продолжительности эксплуатации; Conm, Ced(Topt) -оптимальная (расчетная) величина затрат на единицу произведенной продукции или продолжительности эксплуатации; &Cet(Topt)- разница значений затрат при различных наработках.

Величине А, характеризующей отклонение от оптимальной наработки, соответствует выражение

А=Ш- (38)

Предлагается анализировать измените затрат при следующих значениях А -0.5,0.6,0.7,0.8,0.9, 1.1,1.2,1.3,1.5,2.0,3.0.

На рис. 7 приведена зависимость разности затрат на час работы и значения коэффициента пологости от отношения фактической наработки к оптимальной при различных начальных значениях параметра и постоянных затратах.

300 290 200 150 100 50

~УГ

"ЗГ

х ж

-д-

О тгтЯр^^т 14 п гтгнгмт1

—♦-ряд 1 -е-ряд 2 -*-ряд 3 -Х-ряд 4

35 г30 25 20 15 10 5 0

-; ,--

90)40)^0)40) « *! Я « * » 1 • * О О г' г NN П С)

О О т- т* МММ« Д

а) б)

Рис. 7. Зависимости а) развести затрат па час работы лСв и б) значения коэффициента пологости от отношения фактической наработки к оптимальной А, ряд 1 -Л = 98 , 2с = 20; ряд 2 - Р» = 98 , Тс = 0; ряд 3 -Л = 90 , 2с = 20; ряд 4 - Л = 90,

2с=0.

Значение коэффициентов пологости меняется в несколько раз медленнее, чем влияющие на его значение факторы - затраты на замену и поддержание функционирования элемента гидропривода, коэффициент влияния, скорость изменения параметра и вызываемый этим ущерб.

При несоблюдении оптимальных расчетных наработок между заменами эффективность уменьшается быстрее при уменьшении наработок между заменами относительно оптимальных, чем при увеличении, из чего следует, что недоиспользование ресурса - наименее эффективная стратегия эксплуатации элементов гидропривода горных машин.

Предложены классификационные признаки, учитывающие влияние технического состояния элементов гидропривода на производительность и эффективность эксплуатации горных машин: степень влияния ухудшения технического состояния элемента гидропривода на производительность машины, степень эффективности эксплуатации, коэффициент пологости, удельный условный простой.

На основе выполненных исследований разработаны методы и методики, позволяющие обоснованно устанавливать наработку между заменами, критерии предельного состояния и резерв элементов гидропривода горных машин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе теоретически обоснована и решена крупная научно-техническая проблема в области надежности и технического обслуживания, заключающаяся в разработке методологии обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин, включающей математические модели, методы и методики юс установления, закономерности и зависимости, систему показателей и коэффициентов и позволяющей рассчитывать дифференцированные наработки между заменами и предельные состояния, количество запасных частей, уточненные значения коэффициентов готовности, технической и эксплуатационной производительности, что существенно повышает эффеютвность проектирования и эксплуатации й имеет важное хозяйственное значение для горнодобывающей отрасли.

Основные научные выводы и результаты, полученные лично автором, заключаются в следующем:

1. Разработана методология обоснования дифференцированных предельных состояний и резерва элементов гидропривода с учетом влияния их технического состояния на производительность горной машины в различных условиях, ущерба из-за ее уменьшения, скорости изменения параметра, затрат на замену и возможности повторного использования элемента.

2. Разработаны математические модели функционирования элементов гидропривода с постепенно изменяющимися параметрами, учитывающие их влияние на уменьшение производительности машины, позволяющие рассчитывать наработку между заменами и величину предельного состояния таких элементов.

3. На основе анализа установленных зависимостей выявлен ряд закономерностей формирования дифференцированных значений предельного состояния и оптимальных наработок между заменами с учетом основных факторов эксплуатации. В частности, установлено, что величина оптимальной наработки возрастает, а оптимального предельного состояния уменьшается с увеличением стоимости замены элемента, с уменьшением скорости изменения параметра, значения коэффициента влияния, величины ущерба из-за условного простоя.

4. Разработан метод установления зависимости производительности машины от ухудшения технического состояния элемента, использующий предложенный коэффициент влияния. Установлено, что значения коэффициентов

влияния для насосов, гидрораспределителей, гидроцилиндров проходческих и очистных комбайнов, механизированных крепей, насосных станций, буровых станков и гидравлических экскаваторов находятся в диапазоне от 0.0003 до 0.7. Широкий диапазон их величин доказывает целесообразность установления дифференцированных значений предельного состояния элементов гидропривода.

5. Предложена система показателей, позволяющая оценить влияние технического состояния элементов гидропривода на коэффициент готовности, техническую и эксплуатационную производительность горных машин, и метод оценки эффективности эксплуатации гидропривода, позволяющий обоснованно выбирать и выводить из эксплуатации оборудование.

6. Для анализа факторов, влияющих на величины наработок до замены и предельных состояний, и удобства использования разработанных расчетных зависимостей предложена система коэффициентов резерва параметра и относительных затрат времени и средств.

7. Установленные зависимости производительности горных машин, а также оптимальных предельных состояний элементов гидропривода от скорости ухудшения их технического состояния и величины резерва параметра целесообразно учитывать при конструировании горных машин для выбора параметров элементов гидропривода и установления критериев предельного состояния.

8. Разработан метод расчета количества запасных частей для гидропривода горных машин, учитывающий влияние изменения параметров элементов на производительность и безотказность горных машин, горнотехнические и экономические факторы эксплуатации, возможность повторного использования ранее замененного элемента. Выполненными расчетами для типовых условий установлено, что необходимое количество запасных частей отличается от среднего расхода в 1.1-2.2 раза.

9. Методики «Определение влияния технического состояния элементов гидропривода на производительность горнопроходческих машин», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности гидрофицированных горнопроходческих машин с учетом технического состояния элементов гидропривода», «Определение ущерба от ухудшения технического состояния элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет резерва параметра

элементов гидропривода горнопроходческих машин» приняты к использованию в ОАО «ЦНИИподземмаш» для проектирования горнопроходческих машин. Методики «Определение влияния технического состояния элементов гидросистемы на производительность угледобывающих комплексов», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидросистемы угледобывающих комплексов», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности угледобывающих комплексов с учетом технического состояния элементов гидросистемы», «Расчет резерва параметра элементов гидросистемы угледобывающих комплексов» использованы в ОАО «Объединенные машиностроительные технологии» при проектировании угледобывающих комплексов. Методики «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горных машин» и «Расчет необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин» использованы в ОАО «ХК СДС - Уголь» при эксплуатации гидрофицировапных горных машин.

Основные научные результаты диссертации используются в учебном процессе Московского государственного горного университета при подготовке дипломированных специалистов по специальности 150402 — «Горные машины и оборудование».

Основные положения диссертации изложены в следующих работах: .. В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России:

1. Рахутин М.Г. Установление предельного состояния элементов гидрооборудования в зависимости от условий эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 1999. - № 7. - С. 166-167.

2. Рахутин М.Г. Установление предельных состояний элементов забойного оборудования для конечного интервала эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2000. - № 4. - С. 71-73.

3. Рахутин М.Г. Перспективы применения нейросетей для прогноза расхода запасных частей гидрооборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2002. - № 3. - С. 146-147.

4. Гетопанов В.Н. Определение уровня надежности дробильно-фрезерной машины ДФМ-11А для измельчения смерзшегося угля на тепловых электро-

станциях l В.Н. Гетонанов, М.Г. Рахутин, И.А. Полосина И Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2002. - № 3. - С. 139-141.

5. Рахутин М.Г. Влияние параметров элементов гидросистемы на ресурс и производительность забойного оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - № 7 - С. 166-167.

6. Рахутин М.Г. Влияние параметров гидросистемы на производительность проходческого комбайна избирательного действия / М.Г. Рахутин, K.M. Поминов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - № 4. -С. 247-248.

7. Рахутин М.Г. Классификация элементов гидросистем по степени их влияния на производительность оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - № 6. - С. 291-292.

8. Рахутин М.Г. Принципы управления запасом элементов гидросистем забойного оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2005.-№ 11.-С. 289-291.

9. Рахутин М.Г. Расчет рационального количества запасных частей элементов с постепенно изменяющимися параметрами // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2005. - № 12. - С. 221-222.

10. Рахутин М.Г. Модель оптимизации наработок до замен элементов гидропривода, влияющих на производительность И Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2004. - Выпуск 2. - Т. 11. - С. 390-391.

11. Рахутин М.Г. Влияние скорости изменения параметров на величину предельного состояния элементов гидропривода технологических машин // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2004. - Выпуск 4. - Т. 11.-С. 909-910.

12. Рахутин М.Г. Модель расчета резерва запасных частей с учетом параметрических отказов // Обозрение прикладной и промышленной математики. -2005. - Выпуск 2. - Т. 12. - С. 494-495.

13. Рахутин М.Г. Специфика управления запасом элементов гидросистем забойных машин // Обозрение прикладной и промышленной математики. -2005. - Выпуск 4. - Т. 12. - С. 1070.

14. Рахутин М.Г. Установление интервала между заменами элементов забойного гидрооборудования для ограниченного срока эксплуатации // Обозрение прикладной и промышленной математики. - 2005. - Выпуск 4. - Т. 12. - С. 1071.

15. Рахутин М.Г. Учет влияния изменения параметров элементов гидропривода на производительность забойных машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - № 5. - С. 78-81.

16. Рахутин М.Г. Изыскание резервов повышения эффективности эксплуатации оборудования II Уголь. - 2006. - № 5. С. 44 - 46.

17. Рахутин М.Г. Управление резервом запасных частей - один из путей повышения эффективности работы горнодобывающих предприятий // Горный журнал. - 2006. - № 12. - С. 32-33.

18. Рахутин М.Г. Зависимость производительности забойных машин от технического состояния гидропривода // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - № 8. - С. 122-124.

19. Рахутин М.Г. Анализ влияния изменения параметров элементов гидропривода на производительность забойных машин / М.Г. Рахутин // Горный журнал - известия вузов. - 2007. - № 3. С. 20-22.

20. Рахутин М.Г. Концепция формирования моделей оптимизации предельных состояний элементов гидросистем забойного оборудования // Горное оборудование и электромеханика. - 2007. - № 1. - С. 16-18.

21. Поминов К.П. Обоснование рациональных соотношений усилия подачи и мощности привода исполнительного органа проходческого комбайна избирательного действия. / К.П. Поминов, М.Г. Рахутин // Горное оборудование и электромеханика. - 2008. - № 6. - С. 14-17.

22. Рахутин Г.С. Стандарт ИСО 9004: принципы разработки раздела по анализу несоответствий / Г.С. Рахутин, МГ. Рахутин // Стандарты и качество. -2008.-№ 11.-С. 22-25.

23. Рахутин М.Г. Оценка эффективности эксплуатации гидропривода горных машин // Горное оборудование и электромеханика. - 2009. - № 1. - С. 1922.

В прочих изданиях:

24. Рахутин М.Г. Выбор рациональных предельных состояний элементов гидросистемы проходческих комбайнов / М.Г. Рахутин, В.Н. Гетопанов И сб. науч. тр. «Проблемы повышения надежности, уровня безаварийной эксплуатации электротехнических и электромеханических систем, комплексов и оборудования горных и промышленных предприятий» - М.: МГГУ, 1994. - С. 58-59.

25. Рахутин М.Г. Перспективы применения полимерных композитных ма-

териалов в угольной промышленности // Материалы международного семинара "Проблемы и перспективы развития горной техники". - М., МГГУ 1995. - С. 7172.

26. Рахутин М.Г. Формализация процесса выбора между заменой и ремонтом // Материалы международного симпозиума "Горная техника на пороге XXI века". - М., МГГУ, 1996. - С.60-61.

27. Рахутин М.Г. Установление оптимальных предельных состояний элементов гидропривода на примере горношахтного оборудования. // Материалы II международной конференции «Проблемы механики современных машин» Т.2. - Улан-Удэ: ВСТГУ, 2003. - С. 246-248.

28. Рахутин М.Г. Концепция оптимизации предельных состояний элементов гидросистем забойного оборудования // Научные школы Московского государственного горного университета. М.: МГГУ, 2008. - Т.2. - С. 362-364.

29. Рахутин М.Г. Резервы повышения эффективности эксплуатации оборудования // Нерудные материалы. - 2010. - № 43. - С. 23-25.

Подписано в печать 27.09.2010 г. Формат 60x90/16

Объем 2 п.л._Тираж 100 экз. Заказ №

ОИУП МГГУ, Москва, Ленинский пр., 6.

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Рахутин, Максим Григорьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Анализ опыта эксплуатации и перспективы применения гидропривода в горнодобывающей и других отраслях промышленности.

1.2 Методы прогноза и диагностики технического состояния элементов гидропривода.

1.3. Анализ стратегий технического обслуживания и методов расчета оптимальной долговечности машин и оборудования.

1.4. Анализ требований к критериям предельного состояния элементов машин и методам их установления.

Выводы по главе и постановка задач исследования.

2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТА ГИДРОПРИВОДА С ПОСТЕПЕННО ИЗМЕНЕНЯЮЩИМИСЯ ПАРАМЕТРАМИ, ВЛИЯЮЩИМИ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ГОРНОЙ МАШИНЫ.

2.1 Обоснование необходимости и исходные предпосылки разработки моделей функционирования элемента гидропривода с постепенно изменяющимися параметрами, влияющими на производительность горной машины.

2.2 Математические модели функционирования элементов гидропривода горных машин с постепенно изменяющимися параметрами.'.

2.3 Установление наработок между заменами и предельных состояний элементов гидропривода с изменяющимися параметрами, влияющими на производительность горных машин.

Выводы по главе.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТА ГИДРОПРИВОДА ГОРНЫХ МАШИН С ПОСТЕПЕННО ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ПАРАМЕТРАМИ.

3.1. Разработка метода расчета оптимальной наработки и предельного состояния элемента на ограниченном интервале эксплуатации.

3.2 Установление показателей и коэффициентов для анализа наработок между заменами, затрат времени и средств на ограниченном и неограниченном интервалах эксплуатации.

3.3 Анализ влияния факторов эксплуатации на оптимальные величины наработки между заменами и предельного состояния.

Выводы по главе.

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И НАДЕЖНОСТЬ ГОРНЫХ МАШИН.

4.1 Разработка метода расчета влияния изменения технического состояния элементов гидропривода на производительность горных машин.

4.2 Разработка метода расчета влияния изменения технического состояния элементов гидропривода на надежность горных машин.

4.3 Установление коэффициентов и показателей эксплуатации элементов гидропривода горных машин.

Выводы по главе.

5 МЕТОД УСТАНОВЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА ГОРНЫХ МАШИН.

5.1. Влияние эксплуатационных и конструктивных факторов на зависимость производительности горных машин от технического состояния элементов гидропривода.

5.2 Методы установления ■ значений коэффициента «влияния», скорости изменения параметра элемента, а также ущерба из-за «условного простоя».

5.3 Исследование влияния резерва параметра элементов гидропривода на производительность горных машин.

5.4 Алгоритм установления дифференцированных предельных состояний элементов гидропривода горных машин.

Выводы по главе.

6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА ГОРНЫХ МАШИН.

6.1 Анализ методов расчета необходимого количества запасных частей.

6.2 Влияние надежности и запаса элементов гидропривода на производительность горных машин.

6.3 Метод расчета необходимого количества запасных частей гидропривода горных машин.

Выводы по главе.

7. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА ГОРНЫХ МАШИН.

7.1 Метод расчета минимальных затрат времени, средств и оценки эффективности эксплуатации гидропривода горных машин.

7.2 Анализ влияния несоблюдения оптимальных интервалов между заменами элементов гидропривода на эффективность эксплуатации горных машин.

7.3 Классификация элементов гидропривода по их влиянию на производительность и эффективность эксплуатации горных машин

Выводы по главе.

Введение 2010 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Рахутин, Максим Григорьевич

Основные научные положения, выносимые на защиту:

2. Методы расчета величины предельного состояния и наработки между заменами элементов гидропривода горных машин на продолжительном и ограниченном интервале эксплуатации, учитывающие скорость ухудшения технического состояния, затраты на замену, и ущерб из-за изменения производительности, и полученные зависимости дифференцированных значений.предельного состояния и оптимальных наработок между заменами от вышеперечисленных факторов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем: - разработан метод установления дифференцированных предельных состояний элементов! гидропривода горных машин, учитывающий их конструктивные особенности, скорость ухудшения технического состояния элемента и степень его влияния на производительность, затраты на замену, ущерб из-за простоя;

- установлены зависимости потери производительности горной машины от степени задействования элемента гидропривода в процессе работы, начальной и конечной величины его определяющего параметра; установлены закономерности влияния технического состояния элементов гидропривода на производительность и коэффициент готовности горных машин и разработана система показателей и коэффициентов для их анализа;

- установлены закономерности влияния стоимости и продолжительности замены, ущерба из-за простоя, скорости изменения параметра, взаимосвязи технического состояния элемента гидропривода и производительности машины в различных условиях на величины оптимальных наработок между заменами, критериев предельного состояния, необходимого количества запасных частей;

- установлены закономерности влияния конструктивных особенностей машины и элемента, экономических и горнотехнических условий эксплуатации на оптимальные величины наработок между заменами и предельных состояний элементов гидропривода горных машин;

Научное значение заключается в создании методологии обоснования предельных состояний и резерва* элементов гидропривода горных машин, выразившейся в разработке теории и моделей функционирования элементов' гидропривода, ухудшение технического состояния которых вызывает уменьшение производительности горных машин, на основе которых уточнены формулы для расчета коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности, получены выражения для установления оптимальных предельных состояний и наработок между заменами, необходимого количества запасных частей, минимально возможных затрат и оценки эффективности эксплуатации в заданных условиях

Практическое значение работы заключается в разработке:

- методики расчета резерва параметра элементов гидропривода горных машин; методики расчета коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности гидрофицированных горных машин с учетом технического состояния элементов гидропривода;

- методики расчета необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин.

Реализация результатов работы. Методики «Определение влияния технического состояния элементов гидропривода на производительность горнопроходческих машин», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности гидрофицированных горнопроходческих машин с учетом технического состояния элементов, гидропривода», «Определение ущерба,от ухудшения технического состояния элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет резерва параметра элементов гидропривода горнопроходческих машин» приняты- к использованию в ОАО «ЦНИИподземмаш» для проектирования горнопроходческих машин. Методики

Определение влияния технического состояния элементов гидросистемы на производительность угледобывающих комплексов», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидросистемы угледобывающих комплексов», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности угледобывающих комплексов с учетом технического состояния элементов гидросистемы», «Расчет резерва параметра элементов гидросистемы угледобывающих комплексов» использованы в ОАО «Объединенные машиностроительные технологии» при проектировании угледобывающих комплексов. Методики «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горных машин» и «Расчет необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин» использованы в ОАО «ХК СДС - Уголь» при эксплуатации гидрофицированных горных машин.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международном семинаре "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, МГГУ, 1994 г.), международном симпозиуме "Горная техника на пороге XXI века" (Москва, МГГУ, 1995г.), второй международной конференции «Проблемы механики современных машин» - (Улан-Удэ, ВСТГУ, 2003 г.), весенних и осенних сессиях Пятого и Шестого Всероссийских симпозиумов по прикладной и промышленной математике в Кисловодске, Сочи, Санкт-Петрбурге 2004, 2005г.г., международных конференциях «Неделя горняка» (Москва, МГГУ,' 1999 - 2010 гг.).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения и приложений, содержит 58 рисунков, 28 таблиц и список литературы из 223 наименований.

Заключение диссертация на тему "Методология обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин"

Выводы по главе.

1. Предложен метод расчета минимальных затрат времени и средств на эксплуатацию гидропривода горных машин, учитывающий затраты на замену и поддержание функционирования элемента гидропривода, степень влияния технического состояния элемента на производительность машины, скорость его ухудшения и вызываемый этим ущерб.

2. Предложен коэффициент эффективности и метод его определения, позволяющие оценить результаты эксплуатации элементов гидропривода горных машин сравнением расчетных минимальных затрат времени или средств с фактическими.

При отклонении от оптимальной наработки в 2 раза коэффициент эффективности снижается до 0.2 - 0.8

3. Несоблюдение оптимальных наработок между заменами с увеличением резерва параметра приводит к более быстрому снижению эффективности эксплуатации

4. Увеличение и отсутствие постоянных затрат средств практически не влияет на эффективность в зоне ТоР1, а при превышении фактической наработки над оптимальной более чем в три раза их влияние ограничивается десятью процентами.

5. При несоблюдении оптимальных расчетных наработок между заменами эффективность уменьшается быстрее при уменьшении наработок между заменами относительно оптимальных, чем при увеличении, из чего следует, что недоиспользование ресурса наименее эффективная стратегия' эксплуатации элементов гидропривода горных машин.

Разность затрат при различных соотношениях фактической и оптимальной наработки (А) зависит от начальной величины параметра и скорости ее изменения и в меньшей степени от величины постоянных затрат.

После А= 3 значения затрат на эксплуатацию несмотря на действие различных факторов начинают сближаться, но при этом могут отличаться в 1.5 - 4 раза.

6. Для оценки уменьшения эффективности эксплуатации при несоблюдении расчетных интервалов между заменами предложен коэффициент пологости, определяемый как частное относительного изменения оптимальной величины интервала между заменами к изменению относительной величины затрат.

7. Значение коэффициентов пологости Кп меняется в несколько раз медленнее, чем влияющие на его значение факторы - затраты на замену и поддержание функционирования элемента гидропривода, степень влияния ухудшения технического состояния на производительность машины, скорость его ухудшения и вызываемый этим ущерб.

При приближении значения А к единице величина Кп резко возрастает, при возрастании значения А доЗ и более, величина Кп асимптотически приближается к 0.3 - 0.5

8. Предложена классификация элементов гидропривода горных машин, дополняющая существующие классификационными признаками влияния ухудшения технического состояния элемента гидропривода, на производительность и эффективность эксплуатации машины:

- по влиянию на производительность машины; по степени влияния изменения параметра элемента на производительность машины;

- по влиянию на эффективность использования элемента;

- по влиянию на удельный условный простой;

- по влиянию несоблюдения расчетного срока эксплуатации эффективность использования элемента.

Заключение.

В диссертационной работе теоретически обоснована и решена крупная научно-техническая проблема в области надежности и технического обслуживания, заключающаяся в разработке методологии обоснования предельных состояний и резерва элементов гидропривода горных машин, включающей математические модели, методы и методики их установления, закономерности и зависимости, систему показателей и коэффициентов, и позволяющей рассчитывать дифференцированные наработки между заменами и предельные состояния, количество запасных частей, уточненные значения коэффициентов готовности, технической и эксплуатационной производительности, что существенно повышает эффективность проектирования и эксплуатации и имеет важное хозяйственное значение для горнодобывающей отрасли.

Основные научные выводы и результаты, полученные лично автором, заключаются в следующем:

3. На основе анализа установленных зависимостей выявлен ряд закономерностей формирования дифференцированных значений предельного состояния и оптимальных наработок между заменами с учетом основных факторов эксплуатации. В частности установлено, что величина оптимальной наработки возрастает, а оптимального предельного состояния уменьшается с увеличением стоимости замены элемента, с уменьшением скорости изменения параметра, значения коэффициента влияния, величины ущерба из-за условного простоя.

4. Разработан метод установления зависимости производительности машины от ухудшения технического состояния элемента, использующий предложенный коэффициент влияния.

Установлено, что значения коэффициентов влияния для насосов, гидрораспределителей, гидроцилиндров проходческих и очистных комбайнов, механизированных крепей, насосных станций, буровых станков и гидравлических экскаваторов находятся в диапазоне от 0.0003 до 0.7. Широкий диапазон их величин доказывает целесообразность установления дифференцированных значений предельного состояния элементов гидропривода.

5. Предложена система показателей, позволяющая оценить влияние технического состояния элементов гидропривода на коэффициент готовности, техническую и эксплуатационную производительность горных машин и метод оценки эффективности эксплуатации гидропривода, позволяющий обоснованно выбирать и выводить из эксплуатации оборудование.

6. Для анализа факторов, влияющих на величины наработок до замены и предельных состояний, и удобства использования разработанных расчетных зависимостей1, предложена система коэффициентов резерва параметра и относительных затрат времени и средств.

7. Установленные зависимости производительности горных машин, а также оптимальных предельных состояний элементов гидропривода от скорости ухудшения их технического состояния и величины, резерва параметра целесообразно учитывать при конструировании горных машин для выбора параметров элементов гидропривода и установления критериев предельного состояния.

Выполненными расчетами для типовых условий установлено, что необходимое количество запасных частей отличается от среднего расхода в 1.1 - 2.2 раза.

9. Методики: «Определение влияния технического состояния элементов гидросистемы на производительность угледобывающих комплексов», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидросистемы угледобывающих комплексов», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности угледобывающих комплексов с учетом технического состояния элементов гидросистемы», «Расчет резерва параметра элементов гидросистемы угледобывающих комплексов» использованы в ОАО "«Объединенные машиностроительные технологии»" при проектировании угледобывающих комплексов. Методики «Определение влияния технического состояния элементов гидропривода на производительность горнопроходческих машин», «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет коэффициента готовности, технической и эксплуатационной производительности гидрофицированных горнопроходческих машин с учетом технического состояния элементов гидропривода», «Определение ущерба от ухудшения технического состояния элементов гидропривода горнопроходческих машин», «Расчет резерва параметра элементов гидропривода горнопроходческих машин» приняты к использованию1 в ОАО "ЦНИИподземмаш" для проектирования горнопроходческих машин. Методики «Расчет дифференцированных наработок до замен и предельных состояний элементов гидропривода горных машин» и «Расчет необходимого количества запасных частей элементов гидропривода горных машин» использованы в ОАО «ХК СДС - Уголь» при эксплуатации гидрофицированных горных машин. Основные научные результаты диссертации используются в учебном процессе Московского государственного горного университета при подготовке дипломированных специалистов по специальности 150402 Горные машины и оборудование.

Библиография Рахутин, Максим Григорьевич, диссертация по теме Горные машины

1. Абгафоров В.А. Техническое обслуживание и ремонт погрузочно-разгрузочных машин / В.А. Абгафоров, В.Г. Сатановский, Л.Л.Матюшин. М. : Транспорт, 1989. - 271 с.

2. Абрамов Е.И. Элементы гидропривода / Е.И. Абрамов, К.А. Колесниченко, В.Г. Маслов. Киев. Техника, 1977. - 320 с.

3. Авдонькин Ф.В. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей / Ф.В. Авдонькин. М. : Машиностроение, 1985. - 180 с.

4. Алексеева Т. В. Техническая диагностика гидравлических приводов / Т. В. Алексеева и др.. Под ред. Т. М. Башты. М. : Машиностроение, 1989. -418 с.

5. Альбом типовых технологических карт по техническому обслуживанию и текущему ремонту очистного и проходческого оборудования шахт, М. : 1989.

6. Андреев А.Ф. Гидро- пневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи /А.Ф. Андреев и др..; -Минск : Высшая школа, 1987. 310 с.

7. Ачкасов К.А. Ремонт приборов системы питания и гидравлической системы тракторов, автомобилей, комбайнов / К.А. Ачкасов, В.П. Вегера. М. : Высшая школа, 1965. - 276 с.

8. Багданович Л.Б. Объемные гидроприводы / Л.Б. Багданович. Киев, «Техника», 1971. -171 с.

9. Базер Я.И. Проходческие комбайны / Я.И. Базер, В.И. Крутилин, Ю.Л. Соколов. М.: Недра, 1974. - 212 с.

10. Байхельт Ф. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход / Ф. Байхельт, П. Франкен; пер. с нем. М. : Радио и связь, 1988. - 392 с.

11. Балабышко A.M. Гидродинамические диспергаторы / А.М Балабышко, А.И.Зимин. М.: Наука, 1999. - 349 с.

12. Баландин А. А. Исследование гидросистемы передвижения секций механизированных крепей и совершенствование методики их расчета: автореф. дис. канд.техн.наук / Баландин А. А. М., 1981. - 18 с.

13. Барзилович Е.Ю. Вопросы математической теории надежности / E.IO. Барзилович и др.. М. : Наука, 1983, - 179 е.

14. Баринов B.C. Скорость крепления забоя в комплексно-механизированных лавах / B.C. Баринов, B.C. Журавлев, JI.M. Федоров // Добыча угля подземным способом. 1981. - № 7. - С. 10-11.

15. Барлоу Р., Математическая теория надежности / Р. Барлоу, Ф. Прошан. -М.: Советское радио, 1969. 488 с.

16. Барышев В.И. Повышение надежности и долговечности гидросистем тракторов и дорожно-строительных машин в эксплуатации / В.И. Барышев. -Челябинск. : Южно-Уральское книжное изд-во, 1973. 248 с.

17. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика / Т.М. Башта. М. : Машиностроение, 1972. - 320 с.

18. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т.М Башта и др.; М. : Машиностроение, 1982. - 423 с.

19. Беленков Ю.А. Надежность объемных гидроприводов и их элементов / Ю.А. Беленков и др.. М. : Машиностроение, 1977. - 167с.

20. Бенедицкий Э.Я. Эксплуатация и технологическое обслуживание гидравлического оборудования тракторов / Э.Я. Бенедицкий, Г.Е. Топилин. М. : Россельхозиздат, 1980. -112 с.

21. Берман В.М. Системы гидропривода выемочных и проходческих машин / В.М. Берман, В.Н. Берескунов, И.А. Цетнарский. М. : Недра, 1982. -224с.

22. Бескровный Н.Т. Экономика и оптимизация надежности и ремонта горношахтного оборудования / Н.Т. Бескровный. М. : Недра, 1974. - 214 с.

23. Боголюбов Б.Н. Долговечность землеройных и дорожных машин / Б.Н. Боголюбов. М. : Машиностроение, 1964. - 224 с.

24. Болотин B.B. Прогнозирование ресурса машин и конструкций / В.В. Болотин. М. : Машиностроение, 1988. - 312 с.

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

26. Бреннер В.А. и др. Проходческий комбайн "Караганда 7/15 / В.А. Бреннер и др.. - М. : Недра, 1969. - 142 с.

27. Бреннер В.А. Щитовые проходческие комплексы / В.А. Бреннер, А.Б. Жабин и др.. М.: Горная книга, 2009. - 447 с.

28. Букан Д., Научное управление запасами /Д. Букан, Э. Кенигсберг. М.: Наука, 1967. - 423 с.

29. Васильченко Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник / В.А. Васильченко. М. : Машиностроение, 1983. - 301 с.

30. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. М. : Физматгиз, 1965.-564 с.

31. Виницкий К.Е. Оптимизация технологических процессов на открытых разработках / К.Е. Винницкий. М. : Недра, 1978. - 280 с.

32. Воронов, С. А. Расчет и проектирование аксиально-поршневых гидромашин с торцевым распределением жидкости / С. А. Воронов. Ковров. : Ковров, гос. технол. акад., 2003. - 172 с.

33. Временное практическое руководство по нормированию, подтверждению и обеспечение надежности машиностроительной продукции. -М.: ВНИИНМАШ, 1986. 137 с.

34. Гавриленко Б.А. Гидравлический привод / Б.А. Гавриленко, В.А. Минин, С.Н. Рождественский. М.: Машиностроение, 1968. - 502 с.

35. Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления / Н.С. Гамынин. М.: Машиностроение, 1972. - 376 с.

36. Герцбах И.Б. Модели профилактик (теоретические основы планирования профилактических работ)/ И.Б. Герцбах. М. : Советское радио, 1969.-216 с.

37. Герш Г.И. Устройство и эксплуатация гидравлического оборудования тракторов / Г.И. Герш, И.С. Белоусов. М. : Россельхозиздат, 1971. - 112 с.

38. Гетопанов В.Н. Горные и транспортные машины и комплексы / В.Н. Гетопанов, Н.С. Гудилин, Л.И. Чугреев. М. : Недра, 1991. - 303 с.

39. Гетопанов В.Н. Проектирование и надежность средств комплексной механизации / В.Н. Гетопанов, В.М. Рачек. М. : Недра, 1986. - 208 с.

40. Гидро- и пневмопривод и его элементы. Рынок продукции (Каталог) / Кол. сост. М. : Машиностроение, 1992. - 232 с.

41. Гимельшейн Л.Я. Техническое обслуживание и ремонт подземного оборудования/ Л.Я. Гимельшейн. М.: Недра, 1984. - 221 с.

42. Гнеденко Б.В. Математические методы в теории надежности / Б.В. Гнеденко, Ю.К. Беляев, А.Д. Соловьев. М.: Наука, 1965. - 524 с.

43. ГОСТ Р 52543-2006 (ЕН 982:1996). Гидроприводы объемные. Требования безопасности. Введ. 01.01.2007. - М. : Изд-во стандартов, 2007. -27 с.

44. ГОСТ 4.37-90. Система показателей качества продукции. Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номенклатура показателей. Введ. 07.08.1990. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 39 с.

45. ГОСТ 27.310-95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. Введ. 26.06.1996. - М. : Изд-востандартов, 1996.- 16 с.

46. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. Введ. 29.12.1990. - М. : Изд-во стандартов, 1991. - 19 с.

47. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. Введ. 01.07.1990. - М. : Изд-во стандартов, 1990. - 24 с

48. ГОСТ 27.302-86 Надежность в технике. Методы определения допускаемого отклонения параметра технического состояния и прогнозирования остаточного ресурса составных частей агрегатов машин -Введ. 01.01.1987. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 16 с

49. ГОСТ Р ИСО 9001-2001 «Системы менеджмента качества. Требования». Введ. 31.08.2001. -М.: Изд-во стандартов, 2001. 28 с

50. ГОСТ 13823-78. Гидроприводы объемные. Насосы объемные и гидромоторы. Общие технические требования. Введ. 01.07.1979. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 12 с.

51. ГОСТ 16514-96. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Общие технические требования. Введ. 01.01.2002. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 7 с.

52. ГОСТ 17108-86. Гидропривод объемный и смазочные системы. Методы измерения параметров. М.: Изд-во стандартов, 1987. 13 с.

53. ГОСТ, 17752-81. Гидропривод объемный и пневмопривод. Термины и определения. 31.12.1981. -М.: Изд-во стандартов, 1982. 70 с.

54. ГОСТ 19919-74. Контроль автоматизированный технического состояния изделий авиационной техники. Введ. 01.01.75. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 14 с.

55. Гридин А.Д. Основные пути повышения надежности горногооборудования / А.Д. Гридин // Горные машины и автоматика. 1963. - № 9. - С. 15-18.

56. Гриневич Г.П. Надежность строительных машин / Г.П. Гриневич и др.. М. : Стройиздат, 1983. - 296 с.

57. Грицаюк Б.И. Исследование скорости крепления кровли / Б.И. Грицаюк , В.К. Сидорчук // Добыча угля подземным способом. 1980. - № 12. -С. 17-19.

58. Гудилин Н.С. Гидравлика и гидропривод / Н.С. Гудилин и др. ; под ред. Пастоева И.Л. М. : Изд-во МГГУ, 1996. - 520 с.

59. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Н. Джонсон, Ф.Лион. М. : Мир, 1980. - 612 с.

60. Дидур В.А. Диагностика и обеспечение надежности гидроприводов сельскохозяйственных машин / В.А. Дидур, В.Я. Ефремов. Киев.: Техшка, 1986.-128 с.

61. Додин Д.Г. Шестеренные насосы гидравлических навесных систем сельскохозяйственных тракторов/ Д.Г. Додин. М. : НИИИавтопром, 1967. - 48 с.

62. Докукин A.B. Исследование и оптимизация гидропередач горных машин / A.B. Докукин и др.. М.: Наука, 1987. - 196 с.

63. Докукин A.B. Динамические процессы горных машин / A.B. Докукин и др.. М. : Наука, 1972. - 150 с.

64. Домбровский Н.Г. Экскаваторы. Общие вопросы теории, проектирования, исследования и применения / Н.Г. Домбровский. М. : Машиностроение, 1969.-319 с.

65. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем / Г.В. Дружинин. М.: Энергоиздат, 1986. - 480 с.

66. Дубровский О. Н. Гидроэнергетические расчеты судовых силовых гидравлических приводов и систем / О.Н. Дубровский. — Л. : Судостроение,1974.-280 с.

67. Дьяченко А. Д. Повышение эффективности функционирования объемного гидромеханического привода сельскохозяйственных машин /А.Д. Дьяченко. Ростов н/Д. : ДГТУ, 2003. -177 с.

68. Ермолов JI.C. Основы надежности сельскохозяйственной техники / J1.C. Ермолов, В.М. Кряжнов, В.Е. Черкун. М. : Колос, 1982. - 271 с.

69. Ефимов В.Н. Одноковшовые экскаваторы / В.Н. Ефимов. М. : Недра, 1995.-248 с.

70. Жабин А.Б. Разрушение горных пород импульсными высокоскоростными струями воды / А.Б. Жабин, К.А. Головин, Ан.В. Поляков // Горное оборудование и электромеханика. 2006. - № 4. - С. 43 - 46.

71. Жабин А.Б. Гидромеханические исполнительные органы проходческих комбайнов / А.Б. Жабин, Ан.В. Поляков, В.В. Антипов, Ю.В. Антипов // Горное оборудование и электромеханика. 2008. - № 4. - С. 12-16.

72. Жуковский A.A. Привод и системы управления буровых станков для карьеров / A.A. Жуковский, Ю.А. Нанкин, В.А. Сушинский. М. : Недра, 1990. -221 с.

73. Ивашкин В. А. Организация и техника торговли запасными частями : Опыт зарубежных фирм /В. А. Ивашкин, В. В. Волгин, Е. М. Миронов. М. ¡Экономика, 1980. - 123 с.

74. Ихельзон Б.И. Некоторые вопросы обеспечения надежности и ремонтопригодности основных проходческих машин / Б.И. Ихельзон // Механизация проходки горных выработок. 1986. - № 2. - С. 37 - 41.

75. Иыуду К.А. Оптимизация устройств автоматики по критериюнадежности / К.А. Иыуду. М.: 1966. - 143 с.

76. Кабаков М.Г. Уточненный метод расчета утечек рабочей жидкости через поршневые пары гидроагрегатов / М.Г. Кабаков, Г.С. Мирзоян // Строительные и дорожные машины. 1969. - № 2. - С. 21 - 24.

77. Кабаков М.Г. Технология производства гидроприводов / М.Г. Кабаков, С.П. Стесин. М: Машиностроение, 1974. - 192 с.

78. Кантович Л.И. Статика и динамика буровых шарошечных станков / Л.И. Кантович, В.Н. Дмитриев. М. : Недра, 1984.-200 с.

79. Кантович Л.И. Опыт, современное состояние и перспективы развития конструкций карьерного оборудования с гидрообъемными трансмиссиями / Л.И. Кантович, И.А. Сайдаминов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2001. - № 11. - С. 10 - 14.

80. Кассандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Кассандрова, В.В. Лебедев. М: Наука, 1970.-104 с.

81. Качество машин: Справочник. В 2 т. Т 1. / Под ред. А.Г. Суслова М.: Машиностроение, 1995, - 256 с.

82. Кириллов Ю. И. Эксплуатация и ремонт объемного гидропривода / Ю.И. Кириллов, Ф.А. Каулин, А.И. Хмелевой. — М. : Агропромиздат, 1987. -80 с.

83. Кичигин А.Ф. Повышение надежности работы гидропривода очистных комбайнов / А.Ф. Кичигин, В.Н. Зинченко, Н.И. Сергиенко. Киев. : Знание, 1980.-124 с.

84. Ковалевский В.Ф., Железняков Н.Т., Бейлин Ю.Б. Справочник по гидроприводам горных машин / В.Ф. Ковалевский, Н.Т. Железняков, Ю.Б. Бейлин. М.: Недра, 1973. - 504 с.

85. Коваль П.В. Гидравлика и гидропривод горных машин / П.В. Коваль. -М.: Машиностроение, 1979. 379 с.

86. Кожевников С.Н. Гидравлический" и пневматический привод металлургических машин / С.Н. Кожевников, В.Д. Пешет. М. :

87. Машиностроение, 1973. 360 с.

88. Козин Г.Ю. Современные карьерные гидравлические одноковшовые экскаваторы / Г.Ю. Козин, Г.С. Бродский, A.C. Мельников. М. : ЦНИЭИуголь, 1989.-38 с.

89. Козлов C.B. Основные проблемы технического переоснащения угольных шахт России / C.B. Козлов. М. : Изд-во МГГУ, 1998. - 69 с.

90. Кокс Д.Р. Теория восстановления / Д.Р. Кокс, В.Л. Смит. М. : Советское радио, 1967. - 299 с.

91. Колегаев Р.Н. Определение оптимальной долговечности технических систем / Р.Н. Колегаев. М. : Советское радио, 1967. - 113 с.

92. Колегаев Р.Н. Экономическая оценка надежности машин / Р.Н. Колегаев. Харьков, Прапор, 1969. - 78 с.

93. Комаров A.A. Надежность гидравлических систем / A.A. Комаров. М. : Машиностроение, 1969. - 235 с.

94. Коновалов В.М. Очистка рабочих жидкостей в гидроприводах станков / В.М. Коновалов, В.Н. Скрицкий, В.А. Рокшевский. М. : Машиностроение, 1976.-288 с.

95. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М. : Машиностроение, 1968. - 480 с.

96. Красников Ю.Д., Солод C.B., Хазанов Х.И. Повышение надежности горных выемочных машин / Ю.Д. Красников, C.B. Солод, Х.И. Хазанов. М. : Недра, 1989.-216 с.

97. Кугель Р.В. Испытания и надежность машин и их элементов. / Р.В. Кугель. М. : Машиностроения, 1982. - 181 с.

98. Кугель Р.В. Старение машин и их элементов / Р.В. Кугель. М. : Знание, 1984.-97 с.

99. Кузнецов А.Б. Обоснование и сбор оптимального комплекта запасных частей гидроэлементов для буровых станков на стадии проектирования.: дис. канд.техн.наук / Кузнецов А.Б. Л., 1988. - 176 с.

100. Кузнецов С.Т. Эксплуатации механизированных крепей и пути их совершенствования / С.Т. Кузнецов, В.Ф. Крылов, Ф.П. Глушихин. М. : Недра, 1976.-188 с.

101. Кутузов Б.Н. Теория, техника и технология буровых работ / Б.Н. Кутузов. М. : Недра, 1972. - 305 с.

102. Лангольф С. А. Гидропривод тяжелых бульдозеров и экскаваторов / С. А. Лангольф и др.; Магнитогорск. ГОУ ВПО "МГТУ им. Г. И. Носова, 2006. 343 с.

103. Лебедев И.И. Объемный гидропривод машин лесной промышленности. / И.И. Лебедев. М.: Лесная промышленность, 1986. - 296 с.

104. Лозовский В.Н. Надежность гидравлических агрегатов / В.Н. Лозовский. М.: Машиностроение, 1974. - 320 с.

105. Малевич H.A. Горнопроходческие машины и комплексы / H.A. Малевич. М.: Недра, 1980. - 384 с.

106. Марутов В.А. Эксплуатация и ремонт гидроприводов горнорудных машин / В.А. Марутов, А.Н. Погорелый. М.: Недра, 1976. - 192 с.

107. Матвиенко A.M. Проектирование гидравлических систем летательных аппаратов / A.M. Матвиенко, И.И. Зверов. М.: Машиностроение, 1982. - 236 с.

108. Машиностроительный гидропривод / Кондаков Л.А-., Никитин Г.А., Прокофьев В.Н. и др. Под ред. В.Н. Прокофьева. М.: Машиностроение, 1978. -495 с.

109. Меламед Г.И. Надежность и долговечность станочных систем / Г.И. Меламед, Ф.Е. Счастливенко. Минск.: Беларусь, 1967.-224 с.

110. Методические указания по диагностированию машин. М. : ГОСНИТИ, 1976. -24'с.

111. Навроцкий К.Л. Теория и проектирование гидро- и пневмопривода: Учебник / К.Л. Навроцкий. М.: Машиностроение, 1991. - 384 с.

112. Никитин Г.А. Щелевые и лабиринтные уплотнения гидроагрегатов / Г.А. Никитин. М. : Машиностроение, 1982. - 135 с.

113. Нилов Н.И. Методические рекомендации по технологии ремонта гидравлической аппаратуры / Н.И. Нилов. М. : Центр науч. техн. информации, 1988.-36 с.

114. Нодельман A.JI. Выбор средств повышения скоростных параметров и надежности элементов гидропривода механизированных крепей: дис. канд. техн. наук / Нодельман A.JI. М., 1984. - 151 с.

115. Овсянников С.Е. Выбор параметров механизированных крепей оградительно-поддерживающего типа с целью повышения скорости крепления : дис. канд. техн. наук / Овсянников С.Е. М., 1984. - 135 с.

116. Оксененко А .Я. Цилиндры гидравлические. Выбор, монтаж, эксплуатация /А. Я. Оксененко и др. М.: ВНИИ информ. и техн.-экон. исслед. по машиностроению и робототехнике, 1988. -248 с.

117. Оптимальные задачи надежности / сб. переводов под ред. И.А.Ушакова. М.: Изд-во стандартов, 1968. 120 с.

118. Орлов A.A. Взаимодействие механизированных крепей с кровлей / Орлов A.A., В.Ю. Сетков, С.Г. Баранов. М. : Недра, 1976. - 336 с.

119. Осипов А.Ф. Объемные гидравлические машины / А.Ф. Осипов. М. : Машиностроение, 1966. - 160 с.

120. Осипов П.Е. Гидропривод машин лесной промышленности и лесного хозяйства / П.Е. Осипов, B.C. Муратов. М. : Лесная промышленность, 1970. -312 с.

121. Островский М.С. Контроль за состоянием горных машин с использованием методов вибродиагностики / М.С. Островский, П.Ф. Бойко // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. - № 10. - С. 112 -115.

122. Островский М.С. Технология вибромониторинга технического состояния горных машин на этапе эксплуатации / М.С, Островский, Я.М. Радкевич, П.Ф. Бойко // Горное оборудование и электромеханика. 2008. - № 10.-С. 2-8.

123. Пастоев И. Л. Разработка систем передвижения автоматизированных угледобывающих агрегатов. Дисс. на соискание уч. степени док. техн. наук. -М. : МГИ, 1987.-345 с.

124. Петров И.В. Обслуживание гидравлических и пневматических приводов дорожно-строительных машин / И.В. Петров. М. : Транспорт, 1985. -168 с.

125. Подколзин A.A. Диагностика технического состояния гидромеханических систем горно-шахтного оборудования /A.A. Подколзин. -Новомосковск : б. и., 2004. 267 с.

126. Подэрни Р.Ю. Механическое оборудование карьеров / Р.Ю. Подэрни. М. : МГГУ, 2007. - 680 с.

127. Подэрни Р.Ю. Оценка основных параметров влияющих на производительность станков шарошечного бурения / Р.Ю. Подэрни // Горные машины и электромеханика. 2000. - № 6. - С. 9-13.

128. Покостин В.И. ОАО "Шахтинский завод "Гидропривод". Путь развития / В.И. Покостин // Строительные и дорожные машины. — 2000. № 2. -С. 18-21.

129. Половко A.M. Основы теории надежности / A.M. Половко. М. : Советское радио, 1966. - 142 с.

130. Поминов К.П. Обоснование рациональных соотношений усилия подачи и мощности привода исполнительного органа проходческого комбайна избирательного действия. / К.П. Поминов, М.Г. Рахутин // Горное оборудование и электромеханика. 2008. - № 6. - С. 14-17.

131. Пономаренко Ю.Ф. Испытание гидропередач / Ю.Ф. Пономаренко. -М. : Машиностроение, 1969. 292 с.

132. Пономаренко Ю.Ф. Расчет и конструирование гидроприводов механизированных крепей / Ю.Ф. Пономаренко, A.A. Баландин, Н.Т. Богатырев. М.: Машиностроение, 1981. - 327 с.

133. Правила технической эксплуатации гидроприводов на предприятияхчерной металлургии / Рос. концерн "Металлургпром" СПб.: ГХП Гектор, 1992. -296 с.

134. Прокофьев В.Н. Аксиально-поршневой регулируемый гидропривод / В.Н. Прокофьев. М.: Машиностроение, 1969. - 496 с.

135. Пучкин А. Е. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт гидроприводов металлургического оборудования А. Е. Пучкин. М. : Металлургия, 1991. - 234 с.

136. Развитие техники и технологии открытой угледобычи / под ред. М.И.Щадова М.: Недра, 1987.-233 с.

137. Раниев A.B. Гидравлический экскаватор / A.B. Раниев, А.К. Рейш. -М.: Строиздат, 1983. 119 с.

138. Рахутин Г.С. Вероятностные методы расчета надежности, профилактики и резерва горных машин / Г.С. Рахутин. М. : Наука, 1970. - 204 с.

139. Рахутин Г.С. Научные основы технического обслуживания / Г.С. Рахутин. М.: Знание, 1971. - 46 с.

140. Рахутин Г.С. Стандарт ИСО 9004: принципы разработки раздела по анализу несоответствий / Г.С. Рахутин, М.Г. Рахутин // Стандарты и качество. -2008.-№11.-С. 22-25.

141. Рахутин М.Г. Анализ влияния изменения параметров элементов, гидропривода на производительность забойных машин / М.Г. Рахутин // Горный журнал известия вузов. - 2007. - № 3. С. 20-22.

142. Рахутин М.Г. Влияние параметров элементов гидросистемы на ресурс и производительность забойного оборудования / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. - № 7 - С. 166-167.

143. Рахутин М.Г. Влияние скорости изменения параметров на величину предельного состояния элементов гидропривода технологических машин / М.Г. Рахутин // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2004. -Выпуск 4. - Т. 11. - С. 909-910.

144. Рахутин М.Г. Зависимость производительности забойных машин от технического состояния гидропривода / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - № 8. - С. 122-124.

145. Рахутин М.Г. Изыскание резервов повышения эффективности эксплуатации оборудования / М.Г. Рахутин // Уголь. 2006. - № 5. С. 44 - 46.

146. Рахутин М.Г. Классификация элементов гидросистем по степени их влияния на производительность оборудования / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. - № 6. - С. 291-292.

147. Рахутин М.Г. Концепция формирования моделей оптимизации предельных состояний элементов гидросистем забойного оборудования / М.Г. Рахутин // Горное оборудование и электромеханика. 2007. - № 1. - С. 16-18.

148. Рахутин М.Г. Модель оптимизации наработок до замен элементов гидропривода, влияющих на производительность / М.Г. Рахутин // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2004. - Выпуск 2. - Т. 11. - С. 390391.

149. Рахутин М.Г. Модель расчета резерва запасных частей с учетом параметрических отказов / М.Г. Рахутин // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. - Выпуск 2. - Т. 12. - С. 494-495.

150. Рахутин М.Г. Оценка эффективности эксплуатации гидропривода горных машин / М.Г. Рахутин // Горное оборудование и электромеханика. -2009.-№ 1.-С. 19-22.

151. Рахутин М.Г. Перспективы применения нейросетей для прогноза расхода запасных частей гидрооборудования / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2002. - № 3. - С. 146-147.

152. Рахутин М.Г. Перспективы применения полимерных композитных материалов в угольной промышленности / М.Г. Рахутин // Материалы международного семинара "Проблемы и перспективы развития горной техники". М., МГГУ 1995. - С. 71-72.

153. Рахутин М.Г. Принципы управления запасом элементов гидросистем забойного оборудования / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. - № 11. - С. 289-291.

154. Рахутин М.Г. Расчет рационального количества запасных частей элементов с постепенно изменяющимися параметрами / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005. - № 12. - С. 221-222.

155. Рахутин М.Г. Специфика управления запасом элементов гидросистем забойных машин / М.Г. Рахутин // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. - Выпуск 4. - Т. 12. - С. 1070.

156. Рахутин М.Г. Управление резервом запасных частей один из путей повышения эффективности работы горнодобывающих предприятий / М.Г. Рахутин // Горный журнал. - 2006. - № 12. - С. 32-33.

157. Рахутин М.Г. Установление интервала между заменами элементов забойного гидрооборудования для ограниченного срока эксплуатации / М.Г. Рахутин // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2005. -Выпуск 4.-Т. 12.-С. 1071.

158. Рахутин М.Г. Установление предельного состояния элементов гидрооборудования в зависимости от условий эксплуатации / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 1999. - № 7. - С. 166-167.

159. Рахутин М.Г. Установление предельных состояний элементов забойного оборудования для конечного интервала эксплуатации / М.Г. Рахутин

160. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. - № 4. - С. 71-73.

161. Рахутин М.Г. Учет влияния изменения параметров элементов гидропривода на производительность забойных машин / М.Г. Рахутин // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. - № 5. - С. 78-81.

162. Рахутин М.Г. Формализация процесса выбора между заменой и ремонтом / М.Г. Рахутин // Материалы международного симпозиума "Горная техника на пороге XXI века". М., МГГУ, 1996. - С.60-61.

163. Рахутин М.Г. Влияние параметров гидросистемы на производительность проходческого комбайна избирательного действия / М.Г. Рахутин, K.M. Поминов // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2004. № 4. - С. 247-248.

164. РД. 12.44 052-83. Временные критерии предельных состояний серийных очистных и проходческих комбайнов, скребковых конвейеров, струговых установок, погрузочных машин. Издание официальное, МУП СССР. М., 1984.

165. Ржевский В.В. Технология, механизация и автоматизации процессов на карьерах / В.В. Ржевский. М. : Недра, 1986. - 653 с.

166. Рыжиков Управление запасами / Ю.И. Рыжиков. М. : Наука, 1969. -216 с.

167. Сарицын Т.А. Эксплуатация и надежность гидро и пневмопривода / Т.А. Сарицын. М. : Машиностроение, 1990. - 248 с.

168. Сафохин М.С. Конструкция горных машин и комплексов для подземных горных работ / М.С. Сафохин, А.Н. Коршунов, В.Д. Колчанов. М.:1. Недра, 1972.-440 с.

169. Сборник норм и правил для конструктора угольного машиностроения / Гос. проект.-конструкт. и эксперим. ин-т угольного машиностроения "Гидроуглемаш". Ч. 2. Гидропривод очистного оборудования. М.: ин-т "Гипроуглемаш", 1979.

170. Свешников В.К. Станочные гидроприводы / В.К. Свешников, A.A. Усов. -М. : Машиностроение, 1988. 512 с.

171. Селиванов А.И. Основы старения машин / А.И. Селиванов. М. : Машиностроение, 1971.-408 с.

172. Скрицкий В.Я. Эксплуатация промышленных гидроприводов / В.Я. Скрицкий, В.А. Рокшевский. М. : Машиностроение, 1984. - 171 с.

173. Смирнов H.H. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию / H.H. Смирнов, A.A. Иезковнч. М. : Транспорт, 1980. - 229 с.

174. Совершенствование гидропривода механизированных крепей / под общ. ред. Докукина A.B. М. : Машиностроение, 1984. - 188 с.

175. Солод В.И. Горные машины и автоматизированные комплексы. / В.И. Солод, В.И. Зайков, K.M. Первов. М.: Недра, 1981. - 503 с.

176. Солод Г. И. Эксплуатация и ремонт горного оборудования / Г. И. Солод, В. И. Морозов. М. : МГИ, 1983.- 100 с.

177. Старнчнев В.В. Гидропривод шахтных механизированных крепей / В.В. Старнчнев, В.В.Вавилов, В.М. Кувшинов. М.: ЦНИИЭИуголь, 1977. - 68 с.

178. Степанов У. Д. Показатели эксплуатационной надежности и фактической производительности проходческих машин / У.Д. Степанов, Л.В. Прусова, Л.М. Госалина. Люберцы. : ИГД им. А.А.Скочинского, 1979. - вып. 125.

179. Сысоев Н.И. Обоснование и выбор рациональных параметров механизмов связи щитовых механизированных крепей для тонких пластов / Н.И. Сысоев, A.A. Аверкин // Горное оборудование и электромеханика. 2007.8. С. 5 - 9.

180. Сысоев Н.И. Очистной комбайн с мехатронным модулем управления режимными параметрами / Н.И. Сысоев, A.C. Кожевников // Горное оборудование и электромеханика. 2010. - № 4. - С. 49 - 51.

181. Тениенбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании / М.М. Тениенбаум. М. : Машиностроение, 1966.-331 с.

182. Техника, технология и опыт бурения скважин на карьерах./ под ред. В.А. Перетолчина. М. : Недра, 1993. - 286 с.

183. Тимофеев В.Б. Прогнозирование параметров механизированных крепей / В.Б. Тимофеев // Научные основы создания высокопроизводительных и автоматизированных шахт.: сб. науч. тр. М.: МГИ, 1980. - С. 40-42.

184. Топчиев A.B. Расчет производительности выемочных комплексов и агрегатов / A.B. Топчиев, В.И Солод. М. : Недра, 1966. - 101 с.

185. Трубецкой К.Н. Справочник открытые горные работы / К.Н. Трубецкой, Виницкий К.Б., H.H. Мельников. М.: Горное бюро, 1994. - 590 с.

186. Финкелыитейн 3.JI. Применение и очистка рабочих жидкостей для горних машин / 3.JI. Финкелыитейн. М. : Недра, 1986. - 232 с.

187. Финкелыитейн 3:Л., Коваленко В.П. Смазочные и гидравлические масла для угольной промышленности / З.Л. Финкелыитейн, В:П. Коваленко. -М.: Недра, 1991.-299 с.

188. Харазов A.M. Техническая диагаостика гидроприводом машин / A.M. Харазов. М : Машиностроение, 1979. - 112 с.

189. Харин А. И. Планирование и организация поставок запасных-частей машин и оборудования / А. И. Харин, Н. П. Бобрик, И. М. Минаева. Киев -Донецк.: Вища школа, 1986. - 286 с.

190. Хедли Дж. Анализ систем управления запасами. / Дж. Хедли, Т. Уайтин.- М.: Наука, 1969. - 512 с.

191. Хильчевский В.В. Надежность трубопроводнойпневмогидроаппаратуры / B.B. Хильчевский. М : Машиностроение, 1989. -208 с.

192. Хорин В.Н. Объемный гидропривод забойного оборудования / В.Н. Хорин. М. : Недра, 1980. - 415 с.

193. Хьюбер JI. Робастность в статистике / JI. Хьюбер. М. : Мир, 1984. -304 с.

194. Чекавский В.И. Организация эксплуатации и капитального ремонта горношахтного оборудования. / В.И. Чекавский. М. : Недра, 1985. - 207 с.

195. Черкун В.Е. Ремонт тракторных гидравлических систем / В.Е. Черкун -М. : Колос, 1984.-253 с.

196. Черненко Ж.С. Гидравлические системы транспортных самолетов / Ж.С. Черненко и др.. М.: Транспорт, 1975.- 184 с.

197. Чупраков Ю.И. Гидропривод и средства гидроавтоматики / Ю.И. Чупраков. М.: Машиностроение, 1989. - 232 с.

198. Шамшур А.З. Качество и инновационная деятельность — основа для дальнейшего развития производства гидроприводов / А.З. Шамшур, В.П. Григорьев // Гидравлика и пневматика. — 2003, № 11. - С. 28 -32.

199. Шевченко B.C. Долговечность гидравлического оборудования станков / B.C. Шевченко, В.И. Бехтер, О.П. Лапатко. Минск. : Наука и техника, 1973. -192 с.

200. Шеин Ю.Г. К выбору системы управления механизированными крепями.- В сб.: Комплексы оборудования и агрегаты для добычи угля подземным способом: Научные сообщения,- М., ИГД им. А.А.Скочинского, 1982.- № 208. С. 65-68.

201. Шендеров А.И. Надежность и производительность комплексов горнотранспортного оборудования / А.И. Шендеров, O.A. Емельянов, И.М. Один. -М.: Недра, 1987.-248 с.

202. Шор, Я. Б. Прикладные вопросы теории надежности Текст. / Я. Б. Шор. М.: Знание, 1986. - 201 с.

203. Шор Я.Б. Таблицы для анализа и контроля надежности / Я.Б. Шор, Ф.И. Кузьмин. М. : Советское радио, 1968. - 320 с.

204. Штейнцаг В.М. Интенсификация открытых горных работ с применением мощных карьерных одноковшовых экскаваторов / В.М. Штейнцаг. М. : Наука, 1990. - 142 с.

205. Щадов М.И., Развитие техники и технологии открытой угледобычи / М.И. Щадов, К.Е. Винницкий, М.Г. Потапов. М. : Недра, 1987. - 237 с.

206. Эксплуатация дорожных машин. / Под ред. А.М Шейнина. М. : Транспорт, 1992.-328 с.

207. Эксплуатация и испытания строительных машин/ П.Т. Фролов и др.. М. : Высшая школа, 1970. - 242 с.

208. Эрнст В. Гидропривод и его промышленное применение / В. Эрнст. -М.: Машгиз, 1963. 492 ,с.

209. Яушев Р.А. Исследование влияния объема планового ремонта на суточную нагрузку добычного участка /Р.А. Яушев, Л.А.Горбатова // Экономика и управление угольной промышленностью: сб. науч. тр. М. : ЦНИЭИуголь, 1981, N 11. - С. 7-9.

210. Яцких В.Г. Горные машины и комплексы / В.Г. Яцких, А.Д. Имас, Л.Д. Спектор. М. : Недра, 1974.-416 с.

211. Anthony Kelly Strategic maintenance planning. 2006. 284 pages

212. Ball, P.G. Predictive maintenance technologies. Modern tools of maintenance management. Hydraulics and Pneumatics Volume 53, Issue 3, 2000, Pages 14-18.

213. Hitchcox, A.L. Mobile equipment capitalizes on benefits of hydraulics. Hydraulics and Pneumatics Volume 53, Issue 3, 2000, Pages 48-51.

214. Kolvenbach, H. Effective regeneration: Shorter cycle times with low energy demand. Olhydraulik und Pneumatik. Volume 54, Issue 4, April 2010, Pages 138-143

215. Majumdar Oil hydraulic systems: principles and maintenance 2000 548 pages

216. Schneider, R.T.Primer on hydrostatic transmissions. Hydraulics and Pneumatics Volume 52, Issue 10, October 1999, Pages 65-66

217. Trevor M. Hunt, T. Hunt, N. Vaughan. The hydraulic handbook 1996. 742 pages

218. Walter O. Wunderlich Hydraulic structures: probabilistic approaches to maintenance. 2005. 646 pages

Похожие работы

Транспортное, горное и строительное машиностроение
05.05.00