автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Методы расчета и оценка показателей надежности ленточных конвейеров горных предприятий

На правах рукописи

РГВ од

ГАЛКИН Владимир Иванович 1 3 НОЯ 2003

УДК. 621.867.2

МЕТОДЫ РАСЧЁТА И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЁЖНОСТИ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Специальность 05. 05. Об -" Горные машины"

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва 2000 г.

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научный консультант: докт. техн. наук, профессор Дмитриев В.Г.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, профессор Гетопанов В.Н. докт. техн. наук, профессор Кулешов A.A. докт техн. наук, профессор Потапов М.Г.

Ведущее предприятие ОАО "Союзпроммеханизация"

Защита состоится "4"июля 2000 г. в 12 часов, на заседании диссертационного совета Д. 053. 12. 04 в Московском государственном горном университете по адресу: 117935, Москва, В - 49, Ленинский проспект, 6. С диссертацией можно ознакомится в библиотеке университета

Автореферат разослан " " UtöHfi 2000 г.

Учёный секретарь диссертационного совета:

канд. техн. наук, профессор Шешко Е.Е.

И163. Чд-51-021.1,0

Общая характеристика работы - Актуальность работы

г- В последние годы на горных предприятиях России широкое применение получили ленточные конвейеры, которые транспортируют как рядовые, так и крупнокусковые грузы. Это объясняется тем, что ленточные конвейеры способны перемещать полезное ископаемое на значительное расстояние с минимальными эксплуатационными и энергетическими затратами^ (что имеет немаловажное значение в настоящее время) и могут быть объединены в конвейерные линии большой протяжённости и производительности, а также использоваться в комплексах циклично-поточной технологии. Неправильная оценка показателей надёжности может изменить стоимостные показатели транспортирования до двух и более раз, существенно влиять на конструктивные параметры конвейеров.

В связи с этим работы, связанные с решением научной проблемы разработки методов расчёта основных показателей надёжности ленточных конвейеров для горной промышленности, имеют важное народнохозяйственное значение.

Цель работы заключается в развитии теории расчёта основных показателей надёжности ленточного конвейера, необходимых при проектировании отдельных конвейеров, транспортных комплексов и систем. Идея работы: основой методов расчёта показателей надёжности ленточных конвейеров различного назначения являются модели 'функционирования основных узлов ленточного конвейера и конвейера в целом, учитывающие условия эксплуатации, систему технического обслуживания и режимы их работы на горных предприятиях.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

• математическая модель надёжности ленточного конвейера, учитывающая процессы изменения загруженности и работоспособности конвейера во времени с помощью интегро-дифференциальных уравнений теории восстановления и описывающая взаимодействие этих процессов средствами математической логики;

• структурно-параметрическая модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, основанная на едином введённом критерии её предельного состояния при различных видах разрушения и представленная в виде иерархической многоуровневой системы с

переменной структурой, уровни которой отражают структуру ремонтньп циклов ленты; модель включает блоки отражающие ударно-усталостно* разрушение и ремонт каркаса, учитывает абразивное изнашивание рабочее обкладки и её ремонт, усталостное разрушение стыковых соединений и и: восстановление, разрушение и ремонт бортов ленты и учитывает влияни! масштабного фактора, связанного с изменением конструктивных размеро] элементов ленты;

• структурная модель надёжности става ленточного конвейера как системь с структурной избыточностью, которая определяет его запас живучести основанная на принятой в теории надёжности модели пуассоновски: потоков;

• метод расчёта надёжности роликоопоры ленточного конвейера учитывающий параметрические отказы узлов уплотнения, подшипникое обечаек (футеровки) роликов и шарнирных соединений, основанный н обобщении экспериментальных данных о физико-механических процесса: изнашивания деталей машин и описывающий надёжность основных е элементов единым законом распределения Бирнбаума-Саундерса.

Обоснованность и достоверность научных положений, методология 1 методы исследования.

Методологическую основу работы составляет единый подход разработке моделей надёжности отдельных элементов ленточного конвейер и машины в целом и методов расчёта показателей их надёжности.

Теоретические исследования базируются на основных положения; теории надёжности и восстановления, математической логике, теори упругости, математическом анализе, теории импульсных случайны процессов.

Экспериментальные исследования основаны на статистическо: обработке экспериментальных данных и на фото- и киносъёмке объекта исследования в промышленных условиях. Научная новизна:

1. получены аналитические зависимости в виде системы интегрс дифференциальных уравнений теории восстановления для расчёт показателей надёжности ленточного конвейера в зависимости от показателе надёжности его элементов;

2. на основе теории предельных вероятностных распределений получена зависимость коэффициента готовности ленточного конвейера от коэффициентов готовности его элементов, режима использования конвейера во времени, статистических характеристик поступающего грузопотока и принятой системы технического обслуживания и ремонта;

3. предложен критерий предельного состояния резинотканевой конвейерной ленты при оценке её ресурса и определены показатели надёжности ленты при различных физических механизмах разрушения её элементов с учётом всех видов ремонта;

4. экспериментальными исследованиями в производственных условиях доказано, что воздействующие на конвейерную ленту потоки кусков груза различных фракций являются стационарными, ординарными и не имеющими последействия потоками, а следовательно, пуассоновскими;

5. сформулирована и решена задача по оценке ресурса ролика конвейера как сложного механического элемента для чего: оценён ресурс подшипников конвейерных роликов при ударно-усталостном, абразивно-усталостном и фрикционно-усталостном разрушении под действием ударных нагрузок, в условиях абразивной и влажной среды; установлены зависимости износа обечаек роликов порожняковой ветви от физико-механических свойств ленты и конструктивных параметров конвейера;

6. получена эмпирико-теоретичесеская зависимость для показателей надёжности шарнирных узлов подвесных роликоопор, учитывающая случайные колебания грузопотока и боковые смещения ленты;

7. предложен метод расчёта и получены оценки для показателей надёжности става конвейера, определяемые конструкцией роликоопор и роликов, а также режимом эксплуатации и принятой системой технического обслуживания.

Научное значение работы состоит в разработке: математических моделей надёжности основных элементов конвейера и конвейера в целом, учитывающих условия эксплуатации, режимы их работы на горных предприятиях и систему технического обслуживания, а также методов расчёта основных показателей надёжности элементов конвейера: (роликов, роликоопор, става, резинотканевой ленты и конвейера в целом); Практическое значение работы заключается в разработке: 1) методики расчёта показателей надёжности ленточного конвейера и его

элементов, учитывающей условия эксплуатации конвейера

на горных предприятиях и систему технического обслуживания;

2) методики расчёта показателей надёжности резинотканевой ленты, учитывающей основные виды её повреждений на горных предприятиях, систему технического обслуживания и ремонта;

3) методики расчёта надёжности става конвейера, учитывающей тип става, конструкцию роликоопор, роликов, уплотнительного узла и тип транспортируемого груза;

Реализация результатов работы.

Методика определения коэффициента готовности става ленточного конвейера использована институтом НИИТуглемаш Минтопэнерго России и энергетики в качестве рабочих методических материалов (г. Москва, 1999 г.).

Методика определения нестационарного коэффициента готовности резинотканевой конвейерной ленты использована ОАО "РТИ КАУЧУК" в качестве методических материалов для расчета (г. Москва, 2000 г.)-

Методика определения нестационарного коэффициента готовности резинотканевой конвейерной ленты использована АО НИИРП в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Сергиев-Посад, 2000 г.).

Методика определения коэффициента готовности става ленточного конвейера, и методика определения нестационарного коэффициента готовности резинотканевой конвейерной ленты использована институтом ВНИИПТМАШ в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Москва, 2000 г.).

Методика определения коэффициента готовности става ленточного конвейера использованы ОАО "Союзпроммеханизация" в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Москва, 2000 г.).

Методика определения коэффициентов готовности элементоЕ ленточного конвейера (резинотканевой ленты, става) приняты институтом "КузбассГИПРОШАХТ" в качестве рабочих программно-методическю материалов (г. Кемерово, 2000 г.).

Методика определения нестационарного коэффициента готовности конвейерной ленты принята ОАО "Боровичский завод "Полимермаш"" I качестве методических материалов по стыковке лент (г. Боровичи ,2000 г.). Апробация работы. Работа и основные её положения докладывались н; научно-технических отраслевых совещаниях в техуправлении Минуглепром; СССР (г. Москва 1975-1985г.г.); на совещаниях Лаборатории рудничногс

транспорта ИГД им. А.А. Скочинского (г. Люберцы 1975-1988г.г.); на техсовете Сызранского турбостроительного завода (г. Сызрань 1975г.), на техсоветах шахты "Распадская" п/о "Южкузбассуголь" (г. Междуреченск 1985-1988г.г.); в МГГУ на "Неделе горняка" (Москва 1998-2000г.г.); на международном симпозиуме "Шахтный подъём и конвейерный транспорт" в Югославии, (г. Белград 1999г.); на научно-техническом Совете института НИИТуглемаш (г. Москва 1999г.), на техническом совещании Сектора № 12 АО НИИРП (г. Сергиев-Посад 2000г.); на техническом совещании в ОАО "Каучук" (г. Москва 2000г.); на техническом совещании в ОАО "Союзпроммеханизация" (г. Москва 2000г.); на техническом совещании в отделе мощных ленточных конвейеров АО "ВНИИПТМАШ" (г. Москва 1999-2000гг.); на техническом совещании института "ПромтрансНИИпроект" (г. Москва 1999-2000гг.); на научно-техническом Совете в институте "Кузбассгипрошахт" (г. Кемерово 1999г.). Публикация. По теме диссертации опубликовано 29 работ, в том числе 5 авторских свидетельств на изобретения.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения списка литературы из 112 наименований, содержит 69 рисунков, 4 таблицы и 2 приложения.

Основное содержание работы.

Объектом исследования в диссертации являются процессы функционирования во времени на горных предприятиях ленточного конвейера и его основных элементов, определяющие их показатели надёжности.

Область применения ленточных конвейеров на горных предприятиях постоянно расширяется, и их эксплуатация на горных предприятиях характеризуется особыми тяжёлыми условиями, а обслуживание имеет некоторые специфические особенности, поэтому основным направлением работы является разработка теоретических основ расчёта показателей надёжности ленточного конвейера, существенно влияющих на технико-экономические показатели транспорта горных предприятий.

В главе 1 выполнен обзор и критический анализ существующих теоретических работ, посвященных исследованию надёжности ленточных конвейеров горных предприятий.

В соответствии с поставленной проблемой и целью в работе решены

следующие задачи:

1. Разработана математическая модель надёжности ленточного конвейера, позволившая получить аналитические зависимости в виде системы интегро-дифференциальных уравнений для расчёта показателей надёжности ленточного конвейера, учитывающих режим загрузки и систему технического обслуживания конвейера, а также временное резервирование в его элементах.

2. Разработана динамическая модель надёжности ленточного конвейера, являющаяся иерархической системой, состоящей из элементарных типовых блоков, и позволившая определить характеристики случайных импульсных процессов, соответствующих работоспособным и неработоспособньм состояниям основных узлов конвейера.

3. Разработана структурно-параметрическая модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, основанная на едином введённом критерии её предельного состояния при различных видах разрушения, принятой системе технического обслуживания и ремонта и позволившая определить основные показатели надёжности резинотканевой ленты.

4. Разработана параметрическая модель надёжности ролика, включающего в себя уплотнительные элементы, подшипники и обечайку, позволившая описать надёжность этих элементов единым законом и определить надёжность ролика в целом.

5. Разработана структурная модель надёжности става ленточного конвейера как системы со структурной избыточностью, надёжность которого зависш от надёжности роликоопор и степени структурной избыточности става.

6. Разработана модель надёжности роликоопор различной конструкции включающая ролики и шарниры, и предложены методы расчёта и> надежности.

7. Разработана методика расчёта надёжности основных элементе! ленточного конвейера и конвейера в целом.

Теоретическими и экспериментальными исследованиями надёжности I

долговечности горных и транспортных машин занимались учёные:

A.О. Спиваковский, М.Г. Потапов, Л.Г. Шахмейстер, Г.Г. Кожушко,

B.Г. Дмитриев, В.Н. Гетопанов, В.М. Рачек, Ю.Д. Красников, Г.С. Рахутин,

Е. 3. Позин, В.Ф. Монастырский, И.Г. Штокман, Г.В. Приседский,

A.А. Титов, В.П. Серый, И.И. Норенко, Н.В. Комарова, А.А. Паршин,

B.C. Волотковский, В.П. Дьяченко, В.К. Смирнов, А.Г. Нохрин, Х.С. Хасаев и др.

Большинство работ в этом направлении посвящено сбору и статистической обработке данных о надёжности функционирования конвейеров и их отдельных узлов, а также анализу ремонтных работ.

Полученные законы распределения времени наработки и восстановления имеют важное значение при сравнительном анализе экспериментальных и теоретических данных и обосновании предельных переходов. Однако во многих случаях при обработке статистического материала полученные регрессионные зависимости содержат взаимно коррелированные величины, а сама обработка не всегда соответствует современному уровню обработки статистического материала.

Это связано с отсутствием в работах информационных моделей исследуемых систем, которые могут быть получены только на основе предварительно разработанной теоретической модели надёжности конвейера. Многие физические модели надёжности узлов и деталей конвейера описаны лишь на концептуальном уровне, поэтому проанализировать особенности работы этих моделей не представляется возможным.

Значительный интерес представляют экспериментальные исследования отдельных элементов конвейера. Так, выполненные и ИГД МЧМ эксперименты по усталостной долговечности конвейерных лент (Волотковский B.C. и др.) позволили получить сравнительные данные о возможности применения лент различных типов и конструкций при транспортировании рядовых кусковых грузов.

В институте УкрНИИпроект выполнены обширные исследования по надёжности различных узлов ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковых грузов; исследовались на специальных стендах роликоопоры мест загрузки, шарнирные соединения, ролики и их уплотнения и др. Собранные и обработанные результаты позволили дать оценку работоспособности различных конструкций и получить некоторые статистические данные.

В некоторых работах рассматриваются модели надёжности узлов ленточного конвейера. Модели построены по классическим схемам, в виде

последовательного или параллельного соединения некоторого количества блоков, причём, как правило, не учитывается шгаяние одних элементов на другие; кроме того, хотя многие модели и содержат временной коэффициент , на самом деле являются статическими, т.е. описываются не изменяющимися во времени соотношениями.

Рассматривая ленточный конвейер как сложную механическую систему, некоторые авторы ограничиваются введением в модели надёжности конвейера элементов, характеристики надёжности которых принимаются на основании конкретных экспериментальных данных без учёта климатических и производственных условий ограничиваясь при этом, как правило, экспоненциальным распределением времени наработки элемента на отказ и восстановления.

Во многих из существующих работ практически отсутствуют принятые в современной теории надёжности основные методологические подходы к анализу объекта исследования, критерии отказов либо не сформулированы, либо непосредственно не связаны с признаками неработоспособного состояния конвейера в целом или его узлов.

При анализе надёжности конвейера отсутствуют модели накопления повреждений в узлах конвейера, которые являются связующим звеном между критериями повреждаемости этих узлов и критериями работоспособности конвейера.

В некоторых случаях вводимые при анализе понятия не соответствуют общеизвестным стандартизированным определениям, имеют неточности способы и порядок расчёта основных показателей надёжности.

Анализ имеющихся статистических данных о надёжности конвейера и его элементов показал, что в настоящее время, отсутствуют представительные данные о наработках на отказ основных элементов конвейера; многие из данных, приводимых в литературе, не снабжаются такими важными пояснениями как условия эксплуатации, климатические условия, виды и стратегия ремонта и т. д.

Отметим, что отсутствие моделей надёжности основных элементов конвейера, в которых учитывались бы условия эксплуатации конвейера, климатические условия, различные виды ремонтных работ, взаимное влияние одних элементов на другие, а также отсутствие модели надёжности конвейера в целом, не позволяет решать такие важные технико-

экономические задачи как расчёт конвейерных линий (а следовательно, выбор параметров основного оборудования), вопросы рационального обслуживания и ремонта, резервирование конвейерных линий, а также вопросы, связанные с запасным оборудованием.

Кроме того, отсутствие обоснованных научных данных о надёжности элементов конвейеров и влияния на них различных факторов не позволяет определять направления совершенствования конструкций этих элементов, оценивать влияние результатов этого совершенствования на надёжность и рассчитывать надёжность конвейера на стадии проектирования.

В главе 2 рассмотрены общие принципы построения модели надёжности ленточного конвейера. Анализ работы основных механических узлов конвейера показал, что практически невозможно выделить на конвейере крупные независимо функционирующие узлы и построить модель надёжности конвейера в виде их последовательного или параллельного соединения, а затем анализировать полученную модель. Поэтому в работе использован подход, основанный на логической теории надёжности, который позволяет анализировать надёжность системы со сложными связями между её элементами.

В соответствии с принятым подходом, в работе предложены элементарные типовые логические блоки, различные комбинации которых моделируют процессы работы и восстановления основных механических узлов конвейера.

Основная идея моделирования заключается в представлении ленточного конвейера как системы, состоящей из элементарных логических блоков, в которой происходит формирование, взаимодействие и преобразование потоков импульсов единичной высоты, временная протяжённость которых отражает работоспособные и неработоспособные состояния конвейера и его элементов.

Поток подобных импульсов является надёжностным процессом (НП), который представляет собой двоичную (булеву) индикаторную функцию, принимающую значения 1 или 0 и отражающую процесс смены работоспособных и неработоспособных состояний элемента конвейера. В этом случае модель надёжности элемента конвейера является моделью динамической системы.

Для описания процесса изменения надёжности элементов конвейера принята следующая, общая для них структурная схема (рис. 1). Элемент конвейера рассматривается как динамический блок, на вход которого поступают входные надёжностные процессы (НПВ) где номер

элемента конвейера (блока); г - вид входного НП, отражающего влияние состояния какого-либо другого элемента на надёжность у-ого элемента Надежностное состояние блока характеризуется двоичной индикаторное функцией, которая изменяясь в силу внешних воздействий и внутренню условий, образует надёжностный процесс в блоке (НПБ).

НПВ

: \

НПБ

НП

гМ

Рис. 1. Структурная схема элемента конвейера и система понятий, связанных с надёжностным процессом в его у - ом элементе.

Надёжностный процесс на выходе блока (НП) - у^ (/) формируется : зависимости от значений х^(?) и аД?) посредством присущего данном; блоку надёжностного оператора (НО) - Gj :

причём оператор Gj может быть логическим, временным и с памятью.

Поскольку надёжностные процессы характеризуют изменени работоспособности объектов, то считая, что надёжностное состояние любы рассматриваемых нами объектов характеризуется двумя значениями: объект работоспособен (1) и объект неработоспособен (0) - величины х^,а

и Уj являются булевыми переменными, а надёжностный оператор GJ■ является двоичным оператором. Характер процессов Ху (V), а^ (?) и у^ (?) и оператора О] зависит от свойств элементов конвейера и режимов их эксплуатации.

В работе представлена классификация элементов конвейера по эксплуатационным свойствам, которая учитывает влияние режимов эксплуатации элементов конвейера и их ремонтопригодности на характер рассмотренных надёжностных процессов на входе, в блоке и на выходе элемента. Установлено, что существенным эксплуатационным свойством, присущим большинству элементов ленточного конвейера, является наличие резерва времени между отказом элемента и отказом конвейера по вине этого элемента - хрез.

Резерв времени может быть ограничен некоторой фиксированной величиной, либо может позволять отложить устранение отказа элемента до ближайшего простоя конвейера по организационным причинам или до ближайшей ремонтной смены, либо даже до ближайшего планового технического обслуживания или ремонта данного элемента конвейера. Наличие резерва времени существенным образом влияет на вид надёжностного оператора элемента С(х, а).

Входными процессами модели надёжности ленточного конвейера в целом являются не только входы всех элементов, но и надёжностные процессы в их блоках.

К особенностям работы ленточных конвейеров на горных предприятиях относятся случайное время поступления тп и отсутствия г0 грузопотока; наличие ежесуточно одной ремонтной смены. Периоды поступления грузопотока на ленточный конвейер представлены с помощью импульсного случайного двоичного процесса ф^ с плотностями вероятности

поступления р(ц,?) и отсутствия ¿7(А,,/) груза. При этом

+ а)

где: ц и X - интенсивности, равные:

1 1 1

Импульсный процесс является одним из входных процессов

модели надёжности, другим входным процессом является импульсный двоичный неслучайный процесс Фрс.(0> характеризующий чередование

рабочих и ремонтных смен.

В работе получены эмпирические законы распределения наработка между отказами и времени восстановления основных элементов конвейера: эти распределения получены в результате обработки статистических данных собранных автором в течение ряда лет (с 1983 по 1998) на угольных шахта> России.

Результаты анализа производственных показателей надёжност! конвейеров позволили заключить, что для описания эмпирически? распределений наработки и времени восстановления конвейер; целесообразно использовать экспоненциальное распределение, а егс элементов - гамма-распределение.

Известные из теории восстановления выражения для основные показателей надёжности могут быть проанализированы только npi экспоненциальных законах распределения для элементов конвейера поскольку процесс восстановления при этом становится однородны» марковским процессом, а надёжностные операторы в моделях надёжност! элементов ленточного конвейера представляют собой логические i временные преобразования исходных марковских процессо] восстановления.

Предлагаемая в настоящей работе лоппсо-временная модел: надёжности конвейера является более общей, чем модели, основанные н; теории марковских процессов. При разработке модели введены поняти иерархической системы надёжностных процессов, симметрического i несимметрического взаимодействия процессов, логико-временные операции вставки, растягивания и поглощения интервалов времени. Кроме того, дл анализа введены специальные логически-временные операции на, процессами: операция логической конъюнкции, временного умножени процессов, операция умножения с паузами и др. (они обозначены <8>,0 Я Яр, П), обеспечивающие формирование общесистемной шкалы времен

эксплуатации конвейера путём синхронизации всех надёжностных процессов в нём.

Все отказы конвейера, с точки зрения проведения технического обслуживания, разделены на внезапные и постепенные. К элементам с внезапными отказами (БВО) отнесены элементы ленточного конвейера, для которых нецелесообразны профилактические операции, проводимые внепланово в зависимости от состояния элемента. Один и тот же элемент может обладать несколькими видами отказов (например, конвейерная лента). На рис. 2. приведена модель надёжности ленточного конвейера при наиболее вероятной системе технической эксплуатации, предполагающая, что:

• простои смежного оборудования и организационные простои не используются для ремонта элементов конвейера;

• смежное оборудование обслуживается отдельно от рассматриваемого конвейера;

• отказы смежного оборудования и организационные простои относятся к группе внезапных отказов;

• к группе постепенных отказов относятся лишь некоторые отказы ленты, става и привода конвейера; для этих, как и остальных элементов конвейера, характерны и внезапные отказы.

На этой модели блоки, соответствующие ленте (ал), ставу (аст) и приводу (аПР), разделены на две части: блок постепенных отказов и блок

п в

внезапных отказов (например, ал и ал). Через а;{У, азу, и аАВ обозначены блоки натяжного, загрузочного устройств и средств автоматизации. Блок надёжности смежного оборудования хн и организационных простоев хр включён в схему как обычный блок внезапных отказов, последовательно присоединённый к конвейеру в смысле надёжности.

Как следует из приведённой на рис. 2. модели надёжности, интегральные функции распределения наработки между отказами Гук

конвейера и времени его восстановления Оук могут быть получены путём

преобразования аналогичных функций различных элементов конвейера и С, (/)) с учётом технологической загруженности конвейера (Рхн и Схн) и режима работы предприятия (I7 , р ).

Преобразования функции распределения ^ (/) и С, (/) введёнными операторами ©, 77, /7р, П) выполнены на основе известных

соотношений теории восстановления. Так для оператора <8> и процесса

х = хр 09 имеем:

С^Дг) = С^йс-^ре*).

00

где: вхо{хвх)-= ¡Охсуа1(хВх | т£Я)Л?хЯ(т£Я),

С!хоуо1.(тде1твд)-2][^!ил»(тгя Х Вх) &п+1,хр (Т ВН ~ Тйс)] ' К,хр (Т&с)> и=0

где: и (7„ х/, - п - кратные свёртки соответствующих интегральных

функций распределения;

00

^х(Хрх) - (Т/И£СИ. ~ трх) ~ 6/1+1,*я(Т1иесв. ~~ Трх)1' К,хн(Хрх)'

п=0

причём, С„_1ЯСстесн -трх) = 0 при хрх>хтехн.

Аналогично получены преобразования для всех введённых операторов. Изложенный способ составления модели надёжности ленточного конвейера позволил путём комбинирования ограниченного числа операторов, отражающих определённые преобразования надёжностных процессов, моделировать надёжность конвейера при различных режимах его работы и системе технического обслуживания.

В связи со сложным аналитическим видом получаемых распределений ^ (х) и (//(х), предложено приближённое определение показателей надёжности конвейера на основе предельных распределений. В частности, при определении стационарного значения коэффициента готовности использован тот факт, что при расчёте суммарной наработки 5(/) процесса за достаточно большой период времени можно считать что эту наработку, независимо от вида распределений F(тр) и (7(т0), имеющук нормальное распределение с математическим ожиданием М[8Х^)], равным:

М[Бх(0]= _ Ъх_ -Г = КГХ^, (2)

ХВх+Трх

О

Путём применения к перечисленным выше логико-временным операциям над интервалами времени трХ1- и х ш предельной формулы (2), в работе

получены преобразования коэффициентов готовности для всех введённых в работе операторов, причём при их однократном и многократном воздействии на входной процесс.

Располагая стационарными коэффициентами готовности основных элементов конвейера и зная характер их преобразования операторами, нетрудно получить выражение для коэффициента готовности конвейера -Кгук-

Для модели, приведённой на рис. 2, имеем:

) * К руд ^ 1 ^густ [ 1 КГУПР | 1 Кгувн

К-гук ' Кгуя К гул К ¡уст К-гупр Кгувн причём: КгуВН = —--—--

гл

кгвн 0 - Кгх) + Кгх

1 ~ Кгвн _ 1-Кгну \-КпУ ^ 1 -КГАВ

Кгвн К П{у К-гзу КГАВ

г __Кгхн___ 1 Кгх (1 - Кгл)

™ ~ кгхн{1-к>гх)+кгх' КгА 1 + *

к _ | Кгхст(1 - Кгст)

Кгхст^У ~ Кгст)+ Кгсг

при этом:

V -1 V п V \ V 1 Кгхпр(У ~ КГПР)

&ГХСТ ~ 1~кглК1~кгх)> АГУПР - 1 „ П Г \а. Г

А-ГХПР v1 л/77р ) + КГПР

Кгхпр = 1~ Кгл • Кгст(1 - Кгх);

где: Кгл, К^т > гпр> К гну > КГЗУ, КГАВ - соответственно, коэффициенты готовности ленты, става, привода, натяжного устройства, загрузочного устройства и средств автоматизации; Кгх -условный коэффициент готовности, отражающий режим загрузки конвейера (Кт) и временной режим работы предприятия (КГР).

Остальные коэффициенты готовности (Кгхст '^гвн' ® т.п.) характеризуют промежуточные надёжностные процессы на выходе блоков системы надёжности конвейера. На рис. 2. соответствующие им распределения наработки между отказами обозначены, как РХСТ,РБН и т. д.

Таким образом, предложенный аналитический метод структурного моделирования для оценки показателей надёжности ленточного конвейера, основанный на модели его надёжности как сложной иерархической логически-временной системы, в которой путём синхронизации сформирована единая общесистемная шкала времени эксплуатации конвейера, позволяет получить выражения для основных показателей надёжности и, в частности, для коэффициента готовности ленточного конвейера в зависимости от коэффициентов готовности его элементов, режима использования конвейера во времени, принятой системы технического обслуживания и пр.

Остальные коэффициенты готовности ( Кгхст > Кгвн > и т-п-) характеризуют промежуточные надёжностные процессы на выходе блоков системы надёжности конвейера. На рис. 2. соответствующие им распределения наработки между отказами обозначены, как ^хст > ^ви и т. д.

Таким образом, предложенный аналитический метод структурного моделирования для оценки показателей надёжности ленточного конвейера, основанный на модели его надёжности как сложной иерархической логически-временной системы, в которой путём синхронизации сформирована единая общесистемная шкала времени эксплуатации конвейера, позволяет получить выражения для основных показателей надёжности и, в частности, для коэффициента готовности ленточного конвейера в зависимости от коэффициентов готовности его элементов, режима использования конвейера во времени, принятой системы технического обслуживания и пр.

В главе 3 рассмотрен метод расчёта надёжности резинотканевых конвейерных лент с учётом ремонтных работ. Приведено обоснование критерия работоспособности ленты, который необходим для оценки у прогнозирования показателей надёжности ленты. В результате анализе основных видов повреждений конвейерной ленты (ударно-усталостное расслоение и износ бортов, истирание обкладок, разрушение стыковы?

ТГВ

°хр 1 АЛ

оч,

чт

вг,

п

/чВ

(-г. г

сп

АПР

АНУ

Л

■'ш ►

О

л

Ет—

°УН

ПР

Т?п ГУСТ

Пс

Я-

УПР ,

я»

п —I

О

бус

Рис. 2. Модель надёжности ленточного конвейера при наиболее вероятной

схеме эксплуатации

соединений и пр.) в работе доказано, что в качестве такого критерия целесообразно принять фактический запас прочности ленты при продольном растяжении; в этом случае снижение запаса прочности ниже определённой величины считается отказом ленты.

Основой для анализа надёжности конвейерной ленты является разработанная в работе её модель в виде иерархической системы с переменной структурой (рис. 3.), в которой отражены основные виды изнашивания конвейерной ленты в процессе эксплуатации и их взаимодействие на разных стадиях ремонтного цикла.

При ударах крупных кусков по ленте, в ней появляются очаги ударно-усталостного разрушения. Взаимодействуя с другими подобными очагами, они со временем образуют потенциально опасное поперечное сечение, способное вызвать поперечный порыв ленты. На рис. 3. вероятность безотказной работы каждого из таких очагов повреждений обозначена через Рп, а сечений - Рс\ соответствующие им блоки соединены сплошной линией, означающей последовательное их включение с точки зрения надёжности. Эта часть схемы надёжности образует первый иерархический уровень (I) модели.

Группа соседних очагов в пределах участка корреляции длиной /б образуют потенциальную «заплатку», которая появляется при ремонте и устраняет некоторую группу очагов повреждений. Потенциальные заплатки образуют второй иерархический уровень (II) в модели надёжности ленты и характеризуются вероятностью безотказной работы Р3, соответствующие им блоки включены также последовательно.

Поскольку не только число очагов повреждений на ленте изменяется со временем, но и меняется число «заплаток», то элементы I и II уровней связаны между собой неоднозначными связями и образуют систему с переменной структурой.

После того как на отдельных участках ленты накапливается критическое число «заплаток», производится капитальный ремонт путём замены отрезка ленты длиной Ьот новым. Таким образом, через некоторое время эксплуатации лента представляет собой набор отрезков с разной степенью износа, характеризующихся вероятностями безотказной работь: Рот, а соответствующие блоки образуют третий иерархический уровень (ПГ модели надёжности.

Рис. 3. Модель надёжности конвейерной ленты в виде иерархической системы с переменной структурой.

Связи между II и III уровнями также неоднозначны, и эти блоки образуют аналогичную систему с переменной структурой.

Кроме того, принято, что последовательно, в смысле надёжности, к отрезкам ленты в модели её надёжности включены блоки, характеризующие безотказность работы каждого из отрезков ленты по критериям абразивного и усталостного износа рабочей обкладки (Р0Б) и истирания бортов (РБ). Поскольку величина износа обкладки влияет на развитие очагов повреждений при ударах кусков, то это влияние учтено в модели надёжности пунктирной связью. Последовательно к приведённой на рис.3, схеме надёжности включены блоки, соответствующие надёжности стыковых соединений.

Для определения наработки ленты до отказа необходимо располагать описанием во времени потока кусков, способных вызвать повреждение ленты. Анализ экспериментальных данных показал, что реальные повреждения вызывают куски крупностью 150 мм и более, поэтому эксперименты были выполнены для потоков кусков, начиная с этого размера.

Эксперименты проводились на конвейерах Михайловского ГОКа (1986 г.) и конвейерах наклонного ствола шахты "Артём-2" (Кривой Рог, 1988 г.).

Установлено, что потоки кусковых грузов различных фракций являются стационарными, ординарными и не обладающими последействием потоками. В этом случае потоки являются простейшими, и вероятность Рк появления ровно К- кусков на длине участка ее подчиняется закону Пуассона:

Рк .= [(иае)*/Л:!]юф(-иае), = 0,1,2...; для исследованных фракций получены следующие значения: для фракции с максимальным размером куска a'msii > 320мм и - 0,31лГ*; для фракции с

220лш < a'miX < 320лш и = 0,42лГ1, и фракции с 150мм < а'тт < 220мм и = 0,43л/-1.

Далее в работе определены вероятности безотказной работы элементов, входящих в модель надёжности ленты.

Для определения вероятности Рп и Рс (рис. 3.) определены параметры ударных нагрузок на ленту в загрузочной секции и на линейной части

грузовой ветви конвейера, рассмотрена контактная задача взаимодействия куска груза с лентой и получены теоретические зависимости интегральной меры разрушения каркаса ленты в потенциально опасном сечении, в соответствии с принятым критерием её работоспособности. При этом учтена возможность взаимного влияния близко расположенных друг к другу очагов повреждения. Введено понятие меры повреждённости каркаса ленты т, представляющей собой отношение средней длины приходящихся на один удар крупного куска груза линейных макроразрушений каркаса 5ср к допустимой их длине по условию прочности ленты при продольном растяжении 53. Величина 83 учитывает известные эмпирические данные о концентрации напряжений в вершинах макротрещин повреждённой ленты.

.Получены выражения для среднего значения М[т] и дисперсии а2[т] меры повреждённости каркаса ленты т в зависимости от размеров и формы кусков груза, углов и радиусов заострения вершин кусков, от параметров конвейера и ленты. При этом, основываясь на результатах построения функции распределения меры повреждённости по характерным распределениям параметров кусков груза, установлено, что вероятность Рп (х) описывается гамма-распределением с плотностью вероятности:

Условная вероятность Рс(/) выражается в виде:

6 Да-./)

где: /0 -обобщённый показатель стойкости ленты по отношению к ударам крупных кусков груза, учитывающий параметры конвейера, ленты и груза (в диссертации дано развёрнутое выражение для г0); ] - число ударов кусков груза в зоне данного сечения ленты. Полная вероятность безотказной работы для отдельного опасного сечения ленты:

«(О

;=о

где: и(Г) —случайное число ударов кусков груза по ленте за время t, подчиняющееся распределению Пуассона; Р(//и)-вероятность

попадания j ударов из n{t) в зону данного сечения ленты, подчиняющаяся биноминальному распределению. На основании анализа работы стыкового соединения ленты получена формула для вероятности его безотказной работы в виде закона Вейбулла: PCT(t) = exp(-lCTta), где: а - показатель степени, определяемый экспериментально; Хст -показатель интенсивности отказов стыковых соединений, разный:

Л

1-

*Jnp

■lr

ст - тг , 1СГ.П VQdHnCT

l + iLexp Az

20 ехр Аъ

am Ict.P vj ( \ nCT

Jctm LH \nCT — IJ

1 +

lCT

Н' J

■К

ПР>

где: ВЛ — пшрина ленты, г-число прокладок, Ьн - длина ленты в навеске, ул -скорость движения ленты, пст —статический запас прочности ленты, Аъ -произведение суммарного угла обхвата барабана лентой на коэффициент сцепления между ними, ^-коэффициент, учитывающий дополнительные нагрузки, ¡стл ~ полная длина стыка, 1СТ Р - длина равнопрочной части стыка, и?—показатель степени кривой усталости, ¿/и — шаг нитей основы ткани для прокладок, г-порядок интерполирующей параболы, описывающей зависимость предела усталости от амплитуды циклической нагрузки, КПР -коэффициент, учитывающий присоединённый участок ленты, Кш -коэффициент учитывающий неравномерность

г\ Т«Р

нагружения нитеи основы по ширине, (у =--отношение предельной

величины касательного напряжения к его разрушающему значению.

В работе выполнены исследования надёжности конвейерной ленты по фактору изнашивания рабочей обкладки РОБ транспортируемым грузом. В качестве расчётной схемы принята модель , основанная на определении времени достижения случайной величины износа Ъш, изменяющейся со случайной скоростью V, предельного значения бпр, означающего отказ.

Величина износа является результатом суммирования большого числа нормально распределённых независимых воздействий со средней суммарной

2

величиной и суммарной дисперсией сту/. Наиболее вероятное время достижения предельного значения «5 равно:

5,

'яр

•ср

где: Уср -средняя скорость изнашивания обкладки ленты соответствующим типом груза.

Распределение времени предельного износа описывается асимметричным законом распределения Бирнбаума-Саундерса:

ср

-пр

.л

=ф\

/

(к-а

~7Г

V

где: ¡5 = -среднеквадратическое отклонение скорости изнашивания

О",,

за единичныи отрезок времени, а =

"р СГ„

Распределение Бирнбаума-Саундерса при переходе от единичной площадки к полноразмерной ленте, согласно теории экстремальных распределений, заменено предельным распределением - двойным экспоненциальным:

Роб(0 = ехр{-ехрк(/-5,]}. (3)

При известных по результатам испытаний на износ рабочей обкладки гдиничной площади ленты величинах V, и аУ], константы а5 и Ь5

эпределяются как:

ах

где: а

- л/бл

з

Ч VСР

У

0,5< + „ у +-

0,23

ср

ср

Ж

д„па1

пр'-'у 1,25<ту

V3

V ср

ср У

Таким образом, определены параметры принятого для описания надёжности ленты по фактору износа рабочей обкладки предельного двойного экспоненциального распределения через конструктивный параметр ленты - толщину обкладки 8пр = 80, среднюю скорость её изнашивания 2

V и ее дисперсию ст

Для определения скорости изнашивания, как функции параметров конвейера, ленты и груза предлагается использовать экспериментальные зависимости, полученные В.Т. Полуниным и Г.Н. Гуленко (1975 г.).

При определения вероятности безотказной работы ленты по фактору износа бортов использован тот же подход, что и описанный выше. В качестве критерия отказа принят допустимый износ бортов 5б, определяемый техническими условиями эксплуатации ленточных конвейеров. Предельное распределение получается при переходе от единичного отрезка длины бортов к полной длине бортов ленты.

В результате определения характеристик надёжности выделенных для анализа элементов ленты решена задача по получению показателей её надёжности с учётом ремонтных операций. Для этого, в соответствии с моделью ленты, как иерархической системы с переменной структурой, первоначально определены показатели надёжности отрезка ленты длиной Ьот.

Вероятность безотказной работы отрезка ленты определена с учётом пробоев и восстановления ленты, износа рабочей обкладки и бортов:

«3=0 "з!

(4)

где: Роб -вероятность безотказной работы по фактору износа рабочей обкладки (см. формулу (3));

Рб (/) - вероятность безотказной работы по фактору допустимого износа бортов;

Рот\уп 1 -условная вероятность того, что на отрезке ЬОТ нет ни

одного отказавшего из-за пробоев контрольного участка.

После ряда преобразований в работе получена следующая формула для »ероятности Рот (/) с учётом процесса восстановления:

Рот(*) ~ еХР[~ (Аоб + Лб + Лои)4 -де: Лоб,Л5,Лот —интенсивности отказов рабочей обкладки ленты, её юртов по фактору износа и отрезка Ь0Т по факту появления контрольных /частков в предельном состоянии.

Замена одного отрезка ленты, достигшего предельного состояния, характеризуемого вероятностью Рот (/), приводит к появлению, как правило, чвух новых стыковых соединений в добавок к первоначальному их числу п0. Поэтому модель надёжности системы стыковых соединений представлена в виде последовательного соединения я0 элементов с надёжностью Рст (/) каждый и 1 / Ъ,! элементов (где сз1 ~ ЬОТ / Ьл), состоящих из одного элемента г надёжностью Рот{1), дублированного двумя последовательно соединёнными между собой ненагруженными резервными элементами, с падёжностью каждого из них, равной Рот (?).

На этой основе получено выражение для вероятности безотказной работы ленты и некоторые другие важные характеристики её надежности, в частности, средний срок службы ленты Тср1.

Приближенное значение нестационарного коэффициента готовности конвейерной ленты с учетом текущих и капитальных ремонтов и надежности стыковых соединений получено в виде

Кгл{0 = |1 + А.3Тв3 + ~ РогШ + щТвхт ~[1 - Рст(0 +

(5)

+ - рст(0 - + Рст(0 *РотСО]

где: величина Л3 (/) зависит от вероятности Рот{1). В главе 4 исследована надёжность става ленточного конвейера.

В общем случае, модель надёжности става ленточного конвейера включает в себя блоки: металлоконструкцию (жёсткую, канатную или комбинированную), роликоопоры загрузочной секции, линейные

роликоопоры грузовой ветви и роликоопоры порожняковой ветви. Перечисленные блоки включены последовательно с точки зрения надёжности става в целом, т.к. отказ одного из них приводит к отказу става.

В каждом блоке роликоопоры также включены последовательно в смысле надёжности, если не принимать во внимание некоторую избыточность числа роликоопор, позволяющую в определённых случаях не останавливать конвейер до ближайшей ремонтной смены при выходе из строя одной или нескольких роликоопор.

В работе введено понятие живучести конвейерного става, как его способности выполнять свои функции при определённом уровне повреждений. При анализе принято, что допустимый уровень повреждений (запас живучести) достаточно высок для того, чтобы вероятность его превышения за период между ремонтными сменами была достаточно мала, и в этом случае став считаем системой с резервом времени.

При определении надёжности блока линейных роликоопор (грузовой или порожняковой ветви) он рассмотрен как распределённая система с накоплением повреждений, при этом, под отказом блока понимается событие, когда в блоке появится хотя бы одна группа из т взятых подряд неисправных роликоопор (где т - запас живучести).

В работе показано, что распределение вероятности безотказной работы рассматриваемого блока при достаточно большом числе роликоопор в блоке представляет собой закон Эрланга т-то порядка:

(б)

г=0 Я

Средняя наработка блока между отказами в этом случае равна:

Т =

ср-р у '

где: т - допустимое число отказавших подряд роликоопор; Хы - интенсивность отказов роликов. Ввиду специфических условий эксплуатации роликов на горных предприятиях, при анализе их надежности рассмотрены факторы, которые по статистическим данным автора наиболее часто приводят к отказам: пылепронецаемости уплотнительных элементов, контактно - усталостное

разрушение, абразивный и фрикционный износ подшипников, абразивный и фрикционный износ обечаек.

Условия эксплуатации уплотнительных узлов роликов ленточных конвейеров на горных предприятиях характеризуются: высокой запыленностью (до 10... 15 г/м3) и часто влажностью окружающей среды; значительным перепадом температур, отсутствием системы обновления смазочного материала и малой относительной скоростью движения элементов уплотнения. В таких условиях на конвейерах применяется долговременная консистентная смазка, обладающая значительной вязкостью и малой смачиваемостью.

В работе введены и проанализированы наиболее важные процессы, приводящие к отказу подшипников, в частности, выполнены исследования по движению частиц пыли в смазке к подшипнику при её механическом перемешивании.

С использованием гидродинамической теории кольцевого зазора показано, что наиболее важным и постоянно действующим фактором, приводящим к продвижению частиц пыли к подшипнику, являются эксцентриситет подвижных элементов уплотнения относительно неподвижных и другие отклонения размеров и формы деталей уплотнения. Рассмотрен механизм движения загрязнённой смазки вдоль торцевых и осевых зазоров лабиринтного уплотнения. Под ресурсом такой системы принято время достижения частицами пыли подшипника.

Лабиринтное уплотнение подшипникового узла ролика представлено в виде системы, состоящей из последовательно соединённых секций перемешивающего устройства. Под отдельной секцией подразумевается каждый из торцевых или радиальных кольцевых зазоров между деталями уплотнения, являющийся каналом движения смазки. Объём каждой секции в осевом сечении уплотнения равен Гга-, объёмная скорость перемешивания

б = дГ-2гаор, (7)

где: Л V- объем перемешивания за один оборот, А К = 2лЬЯн -е-для торцевого зазора, А V — 2яШ0 ■ е — для радиального зазора; Ъ - толщина торцевого зазора, Л0 - радиус вращающейся поверхности радиального кольцевого зазора; I - длина радиального зазора;

е - эксцентриситет ролика; RH - наружный радиус торцевого зазора;

<йр -частота вращения ролика.

При наличии т секций в уплотнении вероятность появления пыли в последнем из них определена по формуле:

л™с.(о=2

( JL Л 1-е V J

(8)

где: П - знак т -кратной свёртки. /=1

Среднее время прохождения первой частицы пыли через лабиринт до подшипника равно:

А V ■

UQi

Наряду с отказами подшипников, вызванными изменением свойств смазки, большое число отказов возникает из-за контактно-усталостного разрушения элементов подшипника.

Вероятность безотказной работы подшипника по этому критерию определена как:

60 п

где: С - случайный коэффициент динамической грузоподъёмности подшипника; п- частота вращения; Fit)- средняя за цикл вращения случайная нагрузка на подшипник; р я 3 - константа для шариковых подшипников и р~3,3 - для роликовых.

В работе показано, что применяемый до последнего времени для описания распределения ресурса подшипников конвейерных роликов а -закон оказывается непригодным. На основании анализа функции накопления усталостных повреждений элементов подшипников, зависящей от параметров конвейера и транспортируемого груза, установлено, что вероятность безотказной работы подшипника (при фиксированном значении коэффициента С ) выражается распределением:

W(t)=eBp^ [ F{t) ]РЛ<(СУ~- j, (9)

С.Р 10б

п

■к

где:

* -t

erf[z] - функция ошибок: ел/"(z) = е dt.

о

— интенсивность потока крупнокусковой фракции груза;

Мр~я<тр —математическое ожидание, и среднеквадратическое

отклонение функции накопления усталостных повреждений приведенной в работе;

Кр -коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между подшипниками роликоопоры, К-3.

Относительно переменной I эта формула выражает распределение Бирнбаума-Саундерса.

Наряду с контактно-усталостным разрушением для подшипников конвейерных роликов характерен фрикционно-усталостный и абразивный износ. Этот вид износа связан с разрушением дорожек качения подшипников и тел качения и наиболее характерен для верхних подшипников боковых роликов.

Ещё одной довольно частой причиной отказа роликов является износ их обечаек. Рассмотрение механизма взаимодействия ленты и ролика, а также анализ данных наблюдений на горных предприятиях позволил принять в качестве основной причины износа проскальзывание ленты по обечайке.

Этот вид отказа наиболее характерен для порожняковой ветви, поэтому определение вероятности безотказной работы выполнено для роликоопор именно этой ветви.

Составлено уравнение изнашивания обечайки и определено время, в течение которого износ достигает допустимой величины. На основании решения задачи определена вероятность безотказной работы обечайки:

Р(0 =

[5-^(0^(0] 2cr2(as)

2

(П)

где: ^ (?), р2 (?) - функции, зависящие от параметров конвейера; а2 — приведенный угол перекоса оси ленты относительно касательной к окружности обечайки или футеровки ролика; 5доп -допустимое значение износа обечайки.

Формула (11) позволяет учесть влияние на надёжность ролика по фактору износа обечайки следующих параметров: как диаметр ролика, скорость и ширина ленты, её тип, коэффициент трения между лентой и обечайкой ролика; модули сдвига и модули упругости материалов контактирующих тел; интенсивность изнашивания, зависящую от типа материала, из которого изготовлена обечайка и состояния поверхности ленты после очистки; расстояние между роликоопорами; качество установки става конвейера; интенсивность боковых сходов ленты и др.

Разработанная в диссертации модель изнашивания обечайки ролика порожняковой ветви при использовании соответствующих констант может быть применена и к оценке изнашивания обечаек роликов грузовой ветви.

В настоящее время на горных предприятиях нашей страны и за рубежом широко используются ленточные конвейеры с подвесными роликоопорами. Конвейеры подобной конструкции применяются для транспортирования как крупно, -так и мелкокусковых грузов. Особое внимание к такой конструкции става связано с тем, что при транспортировании кусковых грузов динамические нагрузки на ленту и ролики существенно снижаются, что повышает их ресурс. Кроме того, применение подвесных роликоопор, несмотря на появление дополнительных элементов в виде ненадёжных шарниров, позволяет повысить живучесть става, поскольку возможно временное устранение из рабочего процесса отказавшего ролика. Эту способность подвесных роликоопор особенно широко используют на длинных магистральных конвейерах, на которых число роликов может достигать нескольких десятков тысяч.

В работе основное внимание уделено рассмотрению механизма разрушения шарниров роликоопор линейной части конвейера, при этом, как показывает опыт эксплуатации, причиной разрушения наиболее распространённых конструкций шарнирных соединений роликоопор является износ пальцев шарниров, который связан с изменением конфигурации роликоопоры при движении по ней ленты с грузом.

Разработана модель изнашивания пальца и втулки шарнирного соединения как самоустанавливающихся поверхностей; уравнения изнашивания имеют вид:

—f- - J„P(x,t)(üR, dt

dt

где: Jn,Je - интенсивность изнашивания пальца и втулки; P(x,t) -давление по линии контакта: Р0 (() - Р(х, t) при х = 0; со - угловая скорость поворота шарнира; R - радиус пальца шарнира.

Угловая скорость со (/) определена, исходя из анализа изменения углов поворота боковых роликов при боковом сходе ленты и переформировании сечения груза на ней.

С учётом случайного характера грузопотока и бокового схода ленты выражение для вероятности безотказной работы имеет вид:

~j2na[B(t)]' dt

lnv

3

0,87

4 Rib Л

■exp

/ г г in

3-0,87 ыЩ

V Kv

0,87

4Щ J

~M[B(t)]

n

2 a2[B(t)]

где: If, - длина втулки шарнирного узла;

M[2?(Y)], cr2[S(i)] - соответственно математическое ожидание и

дисперсия суммарного углового перемещения; t

B(t) = jQ($dt — сумма элементарных угловых перемещений, умноженных о

на действующую нагрузку, шарнира при его качании за время t из-за изменения грузопотока и бокового схода ленты; v(t) - функция B{t) и отношения Jn / Rlb;

Kv - коэффициент, учитывающий нагрузку на шарнир от транспортируемого груза, ленты и роликов, а также конструктивные размеры деталей шарнирного узла.

На основании полученных выражений для вероятностей безотказной работы элементов роликов определены вероятности безотказной работы роликоопор соответствующих блоков. Например, вероятность безотказной работы шарнирной роликоопоры грузовой ветви, состоящей из трёх роликов и двух рабочих шарниров, равна:

а однороликовой опоры порожняковой ветви:

РрЛ^) = Рп^)-Р0Б> где: Рп ,РОБ ,РШ - вероятности безотказной работы подшипника,

обечайки и шарнирного узла.

С учётом того, что для распределений Рп ,Р0Б и Рш получены

законы Бирнбаума-Саундерса, в работе предложен приближённый способ оценки снизу величины математического ожидания произведения этих законов по известным параметрам распределений Р{, путём обобщения такой оценки, существующей для экспоненциального и нормального законов на случай закона Бирнбаума-Саундерса, являющегося производным от нормального распределения.

В этом случае вероятность безотказной работы ролика аппроксимирована выражением:

Рр(0 = ехр(-Лр0, (12)

где: Х? - интенсивность отказа ролика, полученная на основании

, 1

оценки снизу и равная: к р =-,

Тср.р

где: Тсрр - средний срок службы ролика, полученный предложенным в

работе способом оценки величины математического ожидания произведения законов распределения ресурса его элементов.

В соответствии с разработанной моделью надёжности става вероятность безотказной работы системы, состоящей из трёх блоков (блока роликоопор линейной части грузовой ветви, блока роликоопор порожняковой ветви, блока роликоопор загрузочной секции) с пуассоновским потоком отказов в каждом блоке, равна:

Рст( Г) = ехр[-(кРГ + 1РП + ХРЗ)1],

где: XРГ ,ХРП ,Хрз - интенсивности отказов соответствующих блоков роликоопор.

При установке в блоке Nj роликоопор из роликов интенсивность >тказов равна:

ПИ:

ср1

Коэффициент готовности става определён как:

Кгст = (1+ ^рг^ВГ + А. РП^пи + ^рз?вз) ■де: Твг , ТКП , Твз — соответственно, среднее время восстановления при

этказе в блоке роликоопор линейной части грузовой и порожняковой ветвей а загрузочной секции, эти величины определяются нормативами времени на 5амену соответствующих элементов става.

Значения средних наработок между отказами и среднего времени восстановления привода, натяжного и загрузочного устройств, а также :редств автоматизации конвейера приняты по литературным источникам в виде регрессионных зависимостей от длины и производительности конвейера с коэффициентами, зависящими от сложности условий его эксплуатации.

На основе выполненных исследований разработана методика расчёта коэффициента готовности ленточного конвейера. Методика состоит из следующих разделов:

• расчёт нестационарного коэффициента готовности конвейерной резинотканевой ленты;

• расчёт коэффициента готовности става конвейера;

• определение коэффициентов готовности остальных крупных узлов ленточного конвейера: привода, натяжного и загрузочного устройств, средств автоматизации;

• расчёт коэффициента готовности ленточного конвейера в целом.

В расчётах по указанной методике учитываются следующие исходные параметры конвейера и условий его эксплуатации:

• параметры конвейера (длина, длина ленты в навеске, натяжение и скорость движения ленты, производительность конвейера и её коэффициент вариации, тип загрузочного устройства, высота загрузки); режим эксплуатации конвейера (суточный режим работы горного предприятия, надёжность смежного оборудования, стратегия и трудоёмкость замены или

ремонта узлов конвейера); параметры внешней среды (температура воздуха и груза, запылённость и гранулометрический состав пыли, влажность); параметры транспортируемого груза (гистограмма распределения кусков груза по крупности, плотности горной породы в целике, коэффициенте формы и радиус закругления остроконечных кусков груза, абразивность, насыпная плотность); параметры конвейерной ленты и её соединений (полная и рабочая ширина, полная толщина, толщина и модуль упругости рабочей обкладки, толщина и число прокладок, тип ткани, шаг нитей, агрегатный модуль упругости и др.); • параметры элементов става конвейера (тип и шаг установки роликоопор грузовой, порожняковой ветвей и загрузочной секции; вид и жёсткость подвески шарнирных подвесных роликоопор; их приведённая масса; среднеквадратическое отклонение угла установки роликов в плане, диаметр и длина роликов, типоразмер подшипников, тип и конструктивные размеры уплотнительных узлов подшипников, толщина и модуль упругости футеровки роликов, сопротивление вращению роликов, показатели точности изготовления подшипников и деталей уплотнений; материал и конструктивные размеры шарнирных соединений подвесных роликоопор - размеры пальца, втулки, проушин шарнира).

Структура разработанной методики позволяет решать и частные задачи: рассчитывать отдельно ресурс конвейерной ленты, роликов, подвесных роликоопор и их элементов при различных видах их изнашивания.

Заключение

Научное обобщение теоретических и экспериментальных исследований, выполненное в диссертационной работе, является решением научной проблемы разработки методов расчёта основных показателей надёжности ленточных конвейеров и имеет важное народно - хозяйственное значение для горного машиностроения.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные выводы и обобщения:

¡.Разработанная математическая модель надёжности ленточного конвейера, позволяет учитывать надёжностные процессы изменения работоспособности конвейера и элементов во времени с помощью интегро-

дифференциальных уравнений теории восстановления и описание их взаимодействия при помощи алгебры логики.

Модель надёжности конвейера, реализованная в виде набора разработанных для этой цели элементарных типовых блоков, позволила: получить аналитические зависимости для расчёта показателей надёжности основных элементов конвейера; проанализировать показатели надёжности при конкретном временном режиме его использования с учётом случайного характера транспортируемого грузопотока и принятой системы обслуживания и ремонта;

!. Разработана модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, основанная на сформулированном в работе отказа, в качестве которого принят критерий достижения лентой предельного состояния в виде снижения её агрегатной прочности в продольном направлении до установленного значения.

!. Модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, учитывает накопления повреждений в ленте при различных видах её разрушения: ударно-усталостном разрушении каркаса, абразивном изнашивании рабочей обкладки и разрушением бортов и стыковых соединений. Воздействующие на конвейерную ленту потоки кусков различных фракций являются стационарными, ординарными и не имеющими последействия. Получена интегральная мера ударно-усталостного разрушения каркаса ленты. Разработан метод расчёта ресурса стыкового соединения резинотканевой конвейерной ленты на основе предложенной модели ползучести.

5. Модель надёжности конвейерной ленты в виде иерархической системы с переменной структурой позволяет учитывать при определении её основных показателей надёжности влияние гранулометрического состава транспортируемого груза, геометрических и физических характеристик кусков груза, конструктивных параметров ленты и её элементов, физико-механических свойств материала ленты, конструктивных параметров става конвейера и его элементов, загрузочного устройства, натяжения, скорости движения и длины ленты, принятого запаса прочности ленты при продольном растяжении, способе её стыковки, климатических и технологических условий эксплуатации, системы технического обслуживания ленты.

6. Разработана модель надёжности става ленточного конвейера, представляющая собой систему из трёх последовательно включённых в смысле надёжности блоков: роликоопор грузовой ветви, роликоопор порожняковой ветви и мест загрузки, и обладающая структурной избыточностью, которая определяет запас живучести става. Распределение наработки между отказами каждого блока става описано законом Эрланга, для определения которого достаточно найти среднее время безотказной работы одной роликоопоры. Определены показатели надёжности роликоопор соответствующих блоков.

7. Разработана модель надёжности ролика, определяемая надёжностью уплотнительных узлов, подшипников и обечайки (футеровки). Определена вероятность безотказной работы уплотнительного узла по критерию достижения частицами загрязнений подшипника ролика в зависимости от типа и конструктивных размеров элементов уплотнения, радиальной и осевой игры в подшипниках ролика, отклонений размеров и формы деталей уплотнения, скорости вращения роликов, уровня запылённости внешней среды и гранулометрического состава частиц пыли.

8. Распределение вероятности безотказной работы подшипника по критерию усталостного разрушения, определяется случайными колебаниями нагрузки на него, в том числе ударными и описано законом Бирнбаума-Саундерса. Этим же законом описано распределение вероятности безотказной работы по критериям абразивно-усталостного и фрикционно-усталостного изнашивания подшипника под воздействием абразивной и влажной среды в зависимости от условий эксплуатации.

9. Введено понятие отказа обечайки и установлены зависимости для расчёта её надёжности, а также футеровки роликов порожняковой ветви на основе теории упругого взаимодействия ленты с роликом и теории поперечного движения ленты по ставу; получено аналитическое выражение для расчёта величины износа обечаек роликов в зависимости от конструктивных параметров конвейера, скорости движения и физико-механических характеристик ленты и сопротивления вращению роликов.

Ю.Сформулировано понятие отказа шарнирного соединения подвесной роликоопоры. Для модели изнашивания пальца и втулки соединения получено выражение для вероятности безотказной работы шарнира роликоопоры в зависимости от конструктивных размеров его деталей и

марки сталей, конструкции роликоопоры конвейера, жесткости подвески, колебаний грузопотока, поперечных смещений ленты, уровня запылённости окружающей среды.

1. Для применяемых в работе моделей надёжности ролика и роликоопоры, при полученном распределении вероятности безотказной работы элементов роликоопоры по закону Бирнбаума-Саундерса, получена величина среднего ресурса ролика и роликоопоры по известным параметрам распределений наработки их элементов. Получены оценки надёжности соответствующих блоков става и става конвейера в целом.

2. Разработана методика расчёта показателей надежности резинотканевой конвейерной ленты, конвейерного става и конвейера в целом.

3.Предложенные методики по расчёту надёжности става конвейера и резинотканевых конвейерных лент, используются институтами "НИИТуглемаш", АО "НИИРП", "ВНИИПТМАШ", ОАО "Союзпроммеха-низация", "КузбассГИПРШАХТ", а также на заводах: ОАО "КАУЧУК" и

)АО "Боровичский завод "Полимермаш"" позволяют осуществлять бъективную оценку надёжности работы как конвейера в целом, так и сновных его элементов и получить значительный экономический эффект.

Список публикаций

. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Определение динамических нагрузок в оединениях подвесных роликоопор ленточного конвейера.-«Горный журнал 1звестия ВУЗов», Свердловск, 1971, № 1. С. 34-36.

. Галкин В.И. Расчёт и выбор резиновых амортизаторов подвесных юликоопор, устанавливаемых в узлах загрузки./ «Сб. Транспорт шахт и :арьеров».-М., Недра, 1971, С. 67-69.

. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Особенности конструкции подвесных юликоопор для линейной секции ленточного конвейера./ «Сб. Развитие и овершенствование шахтного и карьерного транспорта».-М., Недра» 1973. С. 13-84.

.. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Выбор типа резиновых амортизаторов годвесных роликоопор./ «Сб. Развитие и совершенствование шахтного и :арьерного транспорта».-М., «Недра», 1973, С. 123-124.

5.Галкин B.H.j Дмитриев В.Г. «Исследование динамических нагрузок в роликоопорах загрузочных и линейных секций ленточного конвейера при транспортировании крупных кусков». - «Горный журнал Известия ВУЗов,» Свердловск, 1975, №1. С. 69-74.

6. Галкин В.И., Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Уточнение расчёта коэффициента сопротивления движению ленточных конвейеров./ «Сб. Конвейерный транспорт». - Киев, «Наукова думка АНУССР», 1978, С. 83-87.

7. Галкин В.И. Определение динамических нагрузок на роликоопорах ленточных конвейеров./ «Сб. Шахтный и карьерный транспорт». - М., «Недра», 1986, С. 112-116.

8. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Экспериментальные исследования коэффициента сопротивления лент при высоких скоростях./ «Сб. Шахтный и карьерный транспорт». -М., «Недра», 1986, С. 154-156.

9. Галкин В.И., Запенин И.В. Ленточные конвейеры большой производительности для наклонных стволов угольных шахт./ «Сб. Шахтный и карьерный транспорт». - М., «Недра», 1986, С. 143-145.

10. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Влияние технологии изготовления конструктивных элементов на динамические нагрузки подшипников ленточных конвейеров. - «Горный журнал Известия ВУЗов», Свердловск, 1986, №6. С. 74-78.

11. Галкин В.И., Дмитриев В.Г., Селютин А.М. Влияние технологии изготовления на динамические нагрузки роликов роликоопор ленточных конвейеров. - «Горный журнал Известия ВУЗов», Свердловск, 1988, №6. С. 42-45.

12. Галкин В.И., Кокшенёв В.Б., Селютин A.M. Экспериментальные исследования работы роликоопор конвейерного подъёма шахты "Распадская". «Сб. Шахтный и карьерный транспорт». Вып. 11 - М., «Недра», 1990,. С. 68-71.

13. Галкин В.И., Кокшенёв В.Б., Бахтин В.И. и др. Результаты испытаний устройств для подготовки к эксплуатации конвейерных лент. Сб. «Шахтный и карьерный транспорт». Вып. 11 - М., «Недра», 1990, С. 89-90.

14. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Структурная модель надёжности ленточного конвейера. - М., ГИАБ, МГГУ, 1999, №3, С. 191-192.

15. Галкин В.И., Шуткин И.В. Анализ изменения показателей надёжности саркаса тканевой ленты во времени. - М., ГИАБ, МГГУ, 1999, № 3, С.192-195.

16. Галкин В.И. Обоснование критерия долговечности тканевых конвейерных гент, - М., ГИАБ, МГГУ, 1999, №3, С. 195-197.

17. Галкин В.И., Шуткин И.В. Анализ динамических нагрузок на линейных эоликоопорах ленточного конвейера при транспортировании срупнокусковых грузов. - М., ГИАБ, МГГУ, 1999, №5, С. 226-228.

L8. Галкин В.И. Построение модели надёжности проходческих конвейерных шний. «Сб. научных трудов кафедры СПСиШ». - М., МГГУ, 2ООО, С. 78-82.

19. Галкин В.И. Проектирование конвейерных линий с учётом надёжности 1енточных конвейеров..IV International Simpozium on Mine Haulage and foisting, Belgrad, 1999. P. 110-115.

20. Галкин В.И., Шуткин И.В. Надёжность каркаса резинотканевой конвейерной ленты с учётом накопления её повреждений при ударных нагрузках. <Горный журнал Известия ВУЗов», Екатеринбург, 2000, №1, С. 49-54.

П. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Надёжность става ленточного конвейера. - М., ГИАБ, МГГУ, 2000, №3, С. 93-95.

12. Галкин В.И. Физический механизм изнашивания рабочей обкладки ленты. • М., ГИАБ, МГГУ, 2000, №3, С. 96-97.

13. Галкин В.И., Султанова O.A. Экспериментальные вероятностные сарактеристики надёжности элементов ленточных конвейеров. - М., ГИАБ, УГГУ, 2000, №3, С. 98-100.

24. Галкин В.И., Дмитриев В.Г. Критерий работоспособности тканевых сонвейерных лент при оценке их надёжности. «Горный журнал Известия ЗУЗов», Екатеринбург, 2000, №2, С. 59-62.

25. A.c. №428094 СССР. Роликоопора ленточного конвейера. Галкин В.И., [Дмитриев В.Г. Опубл. В Б.и., 1974, № 18.

26. A.c. № 523843 СССР. Устройство для улавливания конвейерной ленты в :лучае её обрыва. Галкин В.И., Шахмейстер Л.Г., Фохтин В.Г. Опубл. В Б.и., 1976, №29.

27. A.c. №582151 СССР. Устройство для соединения роликоопоры с канатом, "алкин В.И., Дмитриев В.Г., Самойлюк В.Н. Опубл. В Б.и.,1977, № 44.

28. A.c. № 1411245 СССР. Устройство для улавливания грузонесущей ленты конвейера. Галкин В.И., Шахмейстер Л.Г., Фохтин В.Г., Городецкий A.B. . Опубл. В Б.и., 1988 № 27.

29. A.c. № 1433874 СССР. Лента крутонаклонного конвейера. Галкин В.И., Шахмейстер Л.Г., Фохтин В.Г.. Опубл. В Б.и., 1988, № 40.

Введение

Глава 1 Анализ современного состояния оценки показателей надёжности ленточных конвейеров горных предприятий

1.1 Анализ условий эксплуатации ленточных конвейеров работающих на горных предприятиях России

1.2 Критический анализ работ посвященных проблеме оценки показателей надёжности ленточных конвейеров горных предприятий 29 Выводы и постановка задачи исследования

Глава 2 Системная модель надёжности ленточного конвейера

2.1 Постановка задачи исследования

2.2 Описание изменения надёжности модели элемента ленточного конвейера

2.3 Влияние режимов эксплуатации и свойств элементов ленточного конвейера на протекание в них надёжностных процессов

2.4 Описание надёжностных процессов в модели ленточного конвейера

2.5 Свойства ленточного конвейера, как технологического объекта

2.6 Системные показатели надёжности ленточного конвейера

2.7 Вероятностная характеристика надёжностных процессов в блоках элементов ленточного конвейера

2.8 Модель надёжности ленточного конвейера, как временной системы

2.9 Приближённое определение показателей надёжности ленточного конвейера на основе их предельных распределений

2.10 Модель надёжности ленточного конвейера, как системы с обратными связями 134 Выводы по главе

Глава 3 Оценка ресурса элементов конвейерной ленты и метод расчёта её показателей надёжности с учётом ремонтных работ

3.1 Обоснование критерия работоспособности тканевых конвейерных лент

3.2 Структурная схема надёжности конвейерной ленты, как иерархическая система с переменной структурой

3.3 Физический механизм ударно - усталостного разрушения каркаса тканевой конвейерной ленты

3.3.1 Экспериментальные исследования потока кускового груза воздействующего на конвейерную ленту

3.3.2 Определение параметров отдельного очага ударного повреждения

3.3.3 Суммирование очагов повреждений в потенциально опасных сечениях конвейерной ленты

3.3.4 Физическая интерпретация механизма взаимодействия ударно -усталостных повреждений конвейерной ленты

3.3.5 Определение статистических характеристик ударного воздействия крупнокускового груза на конвейерную ленту

3.4 Физические механизмы разрушения стыковых соединений, рабочей обкладки и бортов резинотканевой конвейерной ленты

3.4.1 Физический механизм разрушения вулканизированного стыкового соединения резинотканевой ленты

3.4.2 Физический механизм изнашивания рабочей обкладки ленты

3.4.3 Физический механизм изнашивания бортов ленты.

3.5 Структурно - параметрическая модель надёжности каркаса конвейерной ленты при ударно - усталостном разрушении

3.5.1 Вероятность безотказной работы каркаса ленты до первого отказа

3.5.2 Показатели надёжности каркаса ленты в межремонтные периоды до первого капитального ремонта

3.5.3 Показатели надёжности каркаса ленты с учётом капитального ремонта

3.6 Структурная модель надёжности стыковых соединений конвейерной ленты

3.7 Долговечность и коэффициент готовности конвейерной ленты с учётом ремонтных работ 243 Выводы по главе

Глава 4 Надёжность става ленточного конвейера

4.1 Структурная модель надёжности става ленточного конвейера как распределённой системы

4.1.1 Общая схема надёжности става ленточного конвейера

4.1.2 Оценка запаса живучести конвейерного става

4.1.3 Оценка технических и оперативных коэффициентов готовности распределённой системы роликоопор конвейерного става

4.2 Определение надёжности роликов

4.2.1 Особенности условий работы уплотнительных узлов роликов ленточных конвейеров в горной промышленности

4.2.2 Оценка факторов, определяющих пылепронецаемость уплотнительного узла конвейерного ролика

4.2.3 Определение надёжности уплотнений конвейерных роликов

4.2.4 Определение надёжности подшипников по критерию усталостного разрушения

4.2.5 Абразивный и фрикционно - усталостный износ подшипников конвейерных роликов

4.2.6 Надёжность обечаек роликов порожняковой ветви при абразивном изнашивании

4.2.7 Надёжность шарнирных соединений роликоопор ленточного конвейера

Одним из наиболее эффективных и высокопроизводительных видов конвейерного транспорта являются ленточные конвейеры. За последнее десятилетие, в связи со всё возрастающими потребностями промышленности, параметры ленточных конвейеров существенно изменились. Так, производительность конвейеров достигла 32000 т/час, при ширине ленты -3000 мм (рассматриваются проекты конвейеров с шириной ленты - 4000 мм) и скорости - 6-8 м/с, суммарная мощность двигателей привода составляет 12000 кВт, длина конвейера в одном ставе возросла до 13 км. Наряду с изменением параметров существенно изменилась и география применения ленточных конвейеров. В настоящее время они применяются как в условиях пустынь, где температура поднимается до +60 градусов С, та к и в условиях

Крайнего Севера, когда температура опускается ниже — 40 °С.

Ленточные конвейеры все более широко используются в различных отраслях промышленности, в частности, в угольной. Среди основных факторов, определяющих эффективность проводимой, в настоящее время, на угольных шахтах, концентрации горных работ, необходимо указать на широкое применение на горизонтальных и наклонных выработках ленточных конвейеров, которое обеспечивает снижение трудоемкости, повышение надежности и пропускной способности подземного транспорта. Создание высокопроизводительных добычных машин, комплексных агрегатов и комбайнов позволяет повысить нагрузки на очистной забой, увеличить скорость их продвигания, сконцентрировать горные работы за счет увеличения размеров шахтных и выемочных полей, что создает благоприятные условия для применения конвейерного транспорта.

Применение прогрессивных систем разработки пластов длинными столбами по простиранию, позволяет значительно уменьшить искривленность, в плане транспортных выработок.

По мере разработки месторождений, происходит углубление горных работ, поэтому на новых и реконструируемых шахтах с поточной технологией, все чаще применяются наклонные стволы, в которых устанавливают ленточные конвейеры.

В настоящее время в России выпускаются типажные ленточные конвейеры производительностью от 300 до 1500 т/ч, имеющие длину от 550 до 3000 м, что позволяет обеспечить конвейерным транспортом практически любые прямолинейные, в плане выработки, шахты.

На основании исследований установлено, что при подземной разработке угольных месторождений областью применения ленточных конвейеров являются горизонтальные и пологие пласты средней мощности падения до

18°, на рудных шахтах значительной производительности - наклонные стволы, на которые руда поступает после дробления.

На открытых разработках ленточные конвейеры применяются в составе роторных комплексов, или, в качестве магистральных наклонных подъемников из карьера. Частичная конвейеризация на рудных карьерах при циклично-поточной технологии повышает эффективность и снижает затраты на транспортирование горной массы.

При применении непрерывного транспорта на открытых разработках постоянно возрастает объем перевозок горной массы конвейерным транспортом (в основном, ленточными конвейерами), и на карьерах некоторых зарубежных стран (Германия, Польша), достигает 50% и более. В нашей стране доля перевозок, осуществляемых конвейерным транспортом, пока незначительна, однако, в проектах новых угольных и рудных карьеров -все чаще предусматривается применение конвейерного транспорта.

Для открытых горных работ, в настоящее время и в будущем, характерны крупные масштабы работ при преимущественной разработке месторождений с большими запасами полезных ископаемых, в отдельных случаях, достигающие 300 млн. т горной массы в год; значительная мощность вскрыши, особенно на вновь вводимых в эксплуатацию месторождениях, где она может достигать 180-200 м и более, а коэффициент вскрыши - до 4-6 т/ч, большая глубина разработки - до 700 м и более, увеличение расстояния транспортирования, вызываемое ростом глубины разработки, которые для некоторых видов транспорта (например, железнодорожного), может составлять 20-25 км; значительная стесненность, сложная конфигурация разрабатываемых горизонтов, сокращение размеров карьерного поля в плане, уменьшение ширины откаточных берм по мере достижения карьерами большой глубины; увеличение объемов разрабатываемых скальных пород и крепких руд, процент которых, в частности, по рудным месторождениям достигает - 80-85% [80, 94].

На горнорудных карьерах страны, глубина которых, как правило, более 500 м применение цикличных видов транспорта также ограничено глубиной карьера (автомобильный транспорт-до 100^-150 м, железнодорожный до 200ч-250 м); при большей глубине карьеров применение этих видов транспорта становится экономически нецелесообразна.

Характерными особенностями циклично-поточной технологии (ЦТП), широко применяемая в настоящее время, по сравнению с цикличной являются: высокая концентрация горных работ на небольшом фронте; интенсификация технологического процесса за счёт устранения перерывов между отдельными операциями и увеличение темпа работ, задаваемого конвейером; непрерывное перемещение больших объёмов горной массы из карьера; возможность автоматизации управления всеми работающими в цепи машинами и механизмами; повышение производительности труда в 2-ьЗ раза и производительности экскаваторов на 2 5 4-50%; увеличение экономически целесообразной глубины открытых горных работ до 520-г700 м и более; сокращение числа автосамосвалов в карьере и улучшение показателей их использования за счет уменьшения расстояния транспортирования; упрощение организации работ в карьере; снижение капитальных вложений и эксплуатационных расходов на строительство карьеров и разработку месторождений [72].

Основным звеном ЦПТ является конвейерный транспорт, поэтому схема разработки нового месторождения или схема перевода действующего карьера на ЦПТ, должна отвечать требованиям, обеспечивающим максимально благоприятные условия для использования конвейерного транспорта.

Опыт применения конвейеров на открытых разработках широко освещен в отечественной литературе [72, 92 и др.].

Основное направление развития горных работ на карьерах нерудных строительных материалов, также связано с конвейеризацией доставки вскрыши, полезных ископаемых, отходов, концентрацией грузопотоков; поточная технология горных работ с использованием конвейерного транспорта позволяет поднять в отрасли производительность труда втрое. Опыт эксплуатации показал, что конвейерный транспорт (ленточные конвейеры), целесообразно применять в карьерах этой отрасли, при объеме перевозок горной массы 1.5-К2 мин.м /год и длине транспортирования - З-т-4 км [98].

Выше отмечалось, что параметры ленточных конвейеров и их оснащения существенно изменились. Современный ленточный конвейер является сложной и дорогой установкой, поэтому необходимо, как можно глубже исследовать основные физические процессы, сопровождающие работу конвейера и его основных элементов, с тем, чтобы разработать на их основе научно обоснованные методы расчета, максимально реализующие технические возможности конвейера за счет эффективного использования мероприятий влияющих на надежность работы элементов ленточных конвейеров. Эти исследования требуют и более сложного теоретического описания процессов, поэтому усложнение и детализация расчетов параметров надежности элементов конвейера, является объективным процессом, который существует в настоящее время и будет происходить в дальнейшем.

В работе [70] отмечается, что среднее число простоев роторных комплексов на ряде карьеров КМА-2 показали, что нецентральное движение ленты вызвало около 35% простоев. В работе [74] приводятся данные о затратах времени на уборку просыпей: так на комплекс КГТО-2, тратится ежегодно 180-200 машино-смен м вручную 200-300 человеко-смен, на комплексе «Лаухаммер» - 1200-1300 человеко-смен.

Обширные статистические данные по особенностям эксплуатации ленточных конвейеров в подземных условиях приведены в работе [106]. Отмечается, что одним из основных факторов, влияющих на срок службы ленты, является расслоение бортов, возникающее вследствие контактов ленты со стойками става; приводится экспериментальная зависимость срока службы ленты от количества контактов бортов со стойками. В работе [40] приведены результаты экспериментальных исследований скорости пучения почвы выработок шахт и трудозатрат, связанных с выставлением става. Установлено, что при наиболее интенсивном пучении почв, периодичность выставления става конвейеров напочвенной конструкции, равна 24ч-40 суток, у конвейеров с подвеской става к кровле - в 8-г12 раз больше. Трудозатраты повторного выставления става составляют 60 человеко-часов на 1000 м става. Как видим, необходимость повторных выставлений става весьма частая, а трудоемкость этой работы достаточно высокая. Так, например, при эксплуатации конвейера длиной 1000 м, в течение 1 года, необходимо около 12 раз выставить став, на что непроизводительно затрачивается около 700 человеко-часов.

Современные ленточные конвейеры по производительности способны обеспечить самые крупные шахты и карьеры страны. Однако, конвейеры традиционной конструкции (с жестким ставом и жестко установленными роликоопорами), пригодны лишь для транспортирования мягких и полускальных мелкокусковых грузов и не способны эффективно транспортировать кусковую скальную горную массу с кусками, размером более 350 мм. Основной причиной невысокой эффективности является малый срок службы ленты: так, например, при крупности руды до 350 мм, срок службы резинотканевой синтетической ленты составляет 8-9 месяцев, тогда как по ГОСТ 20-76, он должен составлять в среднем - 16-18 месяцев. Невысоким оказывается и срок службы, особенно в местах загрузки, роликов конвейеров традиционной конструкции.

Более эффективной и надёжной конструкцией ленточного конвейера, позволяющей транспортировать как мелкокусковые, так и рядовые кусковые грузы, с включениями от 300 до 500 мм являются ленточные конвейеры с подвесными роликоопорами.

На необходимость более широкого применения ленточных конвейеров подобной конструкции, при перемещении рядовых кусковых грузов, обращалось внимание в работах [88, 89, 90, 91]. В этих работах перечислены достоинства и недостатки ленточных конвейеров этой конструкции, указаны направления развития и совершенствования.

Значительные научные исследования и проектно-конструкторские проработки по применению ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами выполнены в институтах УкрНИИПроект, ИГТМ АН Украины, ВНИИПТМаш, Донгипроуглемаш, Московский государственный горный университет, Мариупольский машзавод и других организациях. На основании этих исследований разработаны и реализованы проекты, в которых применены ленточные конвейеры с подвесными роликоопорами. Например, для транспортирования угля от Канско-Ачинского разреза до теплоэлектростанции, институтом ВНИИПТМАШ спроектирована конвейерная система, длиной около 15 км, состоящая из 2-х паралельных линий, оснащенных лентой шириной 2000 мм и подвесными роликоопорами на грузовой и порожняковой ветвях.

Накопленный опыт эксплуатации конвейеров подобной конструкции в СНГ и за рубежом, говорит о том, что этот конвейер является наиболее прогрессивной, отвечающей современным требованиям качества и высоких технико-экономических показателей конструкцией.

Однако несмотря на всё расширяющуюся область применения ленточных конвейеров, проблемы их надёжности остаются малоразработанными.

Надёжность же конвейеров является одним из важнейших его свойств, определяющих как технико-экономические показатели транспорта, так и экономические показатели горного предприятия.

Так невозможность точного расчёта показателей надёжности конвейеров приводит к необходимости увеличивать его пропускную способность за счёт увеличения ширины ленты (что удорожает стоимость установки), а в некоторых случаях для конвейерных линий и применять дублирование, что приводит практически к двухкратному удорожанию проекта.

Отсутствие научно обоснованных методов расчёта показателей надёжности не позволяет решать и технические проблемы, связанные с усовершенствованием узлов ленточных конвейеров. Весьма важны показателем надёжности узлов конвейера и при определении объёмов запасного оборудования, разработки системы технического обслуживания и ремонта.

Во многих нормативных документах рекомендуется только одна характеристика надёжности конвейера-стационарный коэффициент готовности Кг =0,96, причём не указаны ни условия эксплуатации, ни климатические условия, ни виды технического обслуживания и ремонта. Опыт эксплуатации показывает, что данное значение является , как правило, весьма завышенным и его применение в расчётах может привести к существенным ошибкам.

Таким образом, проблема надёжности ленточных конвейеров является актуальной и важной для транспорта горных предприятий.

На основании выполненных обобщений сформулирована цель работы которая заключается в развитии теории расчёта основных показателей надёжности ленточного конвейера, необходимых при проектировании отдельных конвейеров, транспортных комплексов и систем.

Идея работы: основой методов расчёта показателей надёжности ленточных конвейеров различного назначения являются модели функционирования основных узлов ленточного конвейера и конвейера в целом, учитывающие условия эксплуатации, систему технического обслуживания и режимы их работы на горных предприятиях.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

• математическая модель надёжности ленточного конвейера, учитывающая процессы изменения загруженности и работоспособности конвейера во времени с помощью интегро-дифференциальных уравнений теории восстановления и описывающая взаимодействие этих процессов средствами математической логики;

• структурно-параметрическая модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, основанная на едином введённом критерии её предельного состояния при различных видах разрушения и представленная в виде иерархической многоуровневой системы с переменной структурой, уровни которой отражают структуру ремонтных циклов ленты; модель включает блоки отражающие ударно-усталостное разрушение и ремонт каркаса, учитывает абразивное изнашивание рабочей обкладки и её ремонт, усталостное разрушение стыковых соединений и их восстановление, разрушение и ремонт бортов ленты и учитывает влияние масштабного фактора, связанного с изменением конструктивных размеров элементов ленты;

• структурная модель надёжности става ленточного конвейера как системы с структурной избыточностью, которая определяет его запас живучести, основанная на принятой в теории надёжности модели пуассоновских потоков;

• метод расчёта надёжности роликоопоры ленточного конвейера, учитывающий параметрические отказы узлов уплотнения, подшипников, обечаек (футеровки) роликов и шарнирных соединений, основанный на обобщении экспериментальных данных о физико-механических процессах изнашивания деталей машин и описывающий надёжность основных её элементов единым законом распределения Бирнбаума-Саундерса.

Обоснованность и достоверность научных положений, методология и методы исследования.

Методологическую основу работы составляет единый подход к разработке моделей надёжности отдельных элементов ленточного конвейера и машины в целом и методов расчёта показателей их надёжности.

Теоретические исследования базируются на основных положениях теории надёжности и восстановления, математической логике, теории упругости, математическом анализе, теории импульсных случайных процессов.

Экспериментальные исследования основаны на статистической обработке экспериментальных данных и на фото- и киносъёмке объектов исследования в промышленных условиях. Научная новизна:

1. получены аналитические зависимости в виде системы интегро-дифференциальных уравнений теории восстановления для расчёта показателей надёжности ленточного конвейера в зависимости от показателей надёжности его элементов;

2. на основе теории предельных вероятностных распределений получена зависимость коэффициента готовности ленточного конвейера от коэффициентов готовности его элементов, режима использования конвейера во времени, статистических характеристик поступающего грузопотока и принятой системы технического обслуживания и ремонта;

3. предложен критерий предельного состояния резинотканевой конвейерной ленты при оценке её ресурса и определены показатели надёжности ленты при различных физических механизмах разрушения её элементов с учётом всех видов ремонта;

4. экспериментальными исследованиями в производственных условиях доказано, что воздействующие на конвейерную ленту потоки кусков груза различных фракций являются стационарными, ординарными и не имеющими последействия потоками, а следовательно, пуассоновскими;

5. сформулирована и решена задача по оценке ресурса ролика конвейера как сложного механического элемента для чего: оценён ресурс подшипников конвейерных роликов при ударно-усталостном, абразивно-усталостном и фрикционно-усталостном разрушении под действием ударных нагрузок, в условиях абразивной и влажной среды; установлены зависимости износа обечаек роликов порожняковой ветви от физико-механических свойств ленты и конструктивных параметров конвейера;

6. получена эмпирико-теоретичесеская зависимость для показателей надёжности шарнирных узлов подвесных роликоопор, учитывающая случайные колебания грузопотока и боковые смещения ленты;

7. предложен метод расчёта и получены оценки для показателей надёжности става конвейера, определяемые конструкцией роликоопор и роликов, а также режимом эксплуатации и принятой системой технического обслуживания.

Научное значение работы состоит в разработке: математических моделей надёжности основных элементов конвейера и конвейера в целом, учитывающих условия эксплуатации, режимы их работы на горных предприятиях и систему технического обслуживания, а также методов расчёта основных показателей надёжности элементов конвейера: (роликов, роликоопор, става, резинотканевой ленты и конвейера в целом); Практическое значение работы заключается в разработке:

1) методики расчёта показателей надёжности ленточного конвейера и его элементов, учитывающей условия эксплуатации конвейера на горных предприятиях и систему технического обслуживания;

2) методики расчёта показателей надёжности резинотканевой ленты, учитывающей основные виды её повреждений на горных предприятиях, систему технического обслуживания и ремонта;

3) методики расчёта надёжности става конвейера, учитывающей тип става, конструкцию роликоопор, роликов, уплотнительного узла и тип транспортируемого груза;

Реализация результатов работы.

Методика определения коэффициента готовности става ленточного конвейера использована институтом НИИТуглемаш Минтопэнерго России и энергетики в качестве рабочих методических материалов (г. Москва, 1999 г.).

Методика определения нестационарного коэффициента готовности резинотканевой конвейерной ленты использована ОАО "РТИ КАУЧУК" в качестве методических материалов для расчета (г. Москва, 2000 г.).

Методика определения нестационарного коэффициента готовности резинотканевой конвейерной ленты использована АО НИИРП в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Сергиев-Посад, 2000 г.).

Методика определения коэффициента готовности става ленточного конвейера, и методика определения нестационарного коэффициента готовности резинотканевой конвейерной ленты использована институтом ВНИИПТМАШ в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Москва, 2000 г.).

16

Методика определения коэффициента готовности става ленточного конвейера использованы ОАО "Союзпроммеханизация" в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Москва, 2000 г.).

Методика определения коэффициентов готовности элементов ленточного конвейера (резинотканевой ленты, става) приняты институтом "КузбассГИПРОШАХТ" в качестве рабочих программно-методических материалов (г. Кемерово, 2000 г.).

Методика определения нестационарного коэффициента готовности конвейерной ленты принята ОАО "Боровичский завод "Полимермаш"" в качестве методических материалов по стыковке лент (г. Боровичи ,2000 г.).

Выводы по главе

Выполненные в настоящей главе исследования структурной и параметрической надежности става ленточного конвейера позволяют сделать следующие выводы:

1. Став ленточного конвейера представляет собой систему со структурной избыточностью, которая определяет его запас живучести. Распределение наработки между отказами одной ветви става с достаточно высокой точностью описывается законом Эрланга, поэтому для его определения достаточно найти среднее время безотказной работы одной роликоопоры. При этом коэффициент готовности става не зависит от запаса его живучести; от него зависят лишь оперативные показатели надежности става.

2. Основными, практически неустранимыми и постоянно действующими факторами, определяющими пыленепроницаемость уплотнительных узлов конвейерных роликов, наряду с «дыханием» внутреннего объема ролика вследствие суточного перепада температуры окружающей среды, являются радиальная и осевая игра в подшипниках и неточности изготовления деталей уплотнений. Оценка их влияния на основе гидродинамической теории кольцевого зазора показала определяющую роль этих факторов в проникновении загрязнений в смазку подшипников. При этом система кольцевых зазоров в уплотнениях может быть представлена, как последовательность секций смешивающего устройства, каждая из которых характеризуется определенной объемной скоростью «прокачивания» частиц загрязнений.

3. Рассеивание ресурса подшипников конвейерных роликов по критерию усталостного разрушения, определяемое случайным колебанием нагрузки на них, в том числе ударной, можно описать распределением Бирнбаума-Саундерса. Этим же распределением можно описать рассеивание ресурса подшипников при абразивно-усталостном и фрикционно-усталостном изнашивании под воздействием абразивной или влажной среды.

4. Уточнены зависимости для расчета надежности обечайки и футеровки роликов порожняковой ветви на основе теории взаимодействия ленты с роликами и бокового схода ленты. Получена формула для расчета величины износа обечаек (футеровки) роликов в зависимости от конструктивных параметров конвейера, роликов и физико-механических характеристик ленты и футеровки роликов.

5. Основными факторами, определяющими износ шарнирных узлов подвесных роликоопор линейных секций конвейера, являются колебания грузопотока и боковые сходы ленты. Рассеивание запаса прочности изношенных пальцев шарниров при этом может быть описано распределением Бирнбаума-Саундерса.

Механизм изнашивания шарнирных узлов роликоопор загрузочной секции ленточного конвейера под воздействием ударных нагрузок, для которого характерны высокие скорости скольжения и пластические контактные деформации деталей шарниров, не может быть описан достаточно достоверно на основе существующих в настоящее время

372 экспериментальных и теоретических исследований и должен быть определен путем дополнительного специального исследования.

6. Поскольку надежность элементов роликоопор ленточного конвейера достаточно точно описывается распределением Бирнбаума-Саундерса, в главе предложен способ оценки снизу величины среднего ресурса роликоопоры по известным параметрам распределений наработки ее элементов, являющийся обобщением такой оценки для экспоненциального и нормального распределений в случае распределения Бирнбаума-Саундерса и других распределений, производных от нормального. л

Научное обобщение теоретических и экспериментальных исследований, выполненное в диссертационной работе, является решением научной проблемы разработки методов расчёта основных показателей надёжности ленточных конвейеров и имеет важное народно - хозяйственное значение для горного машиностроения.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие основные выводы и обобщения:

1. Разработанная математическая модель надёжности ленточного конвейера, позволяет учитывать надёжностные процессы изменения работоспособности конвейера и элементов во времени с помощью интегро-дифференциальных уравнений теории восстановления и описание их взаимодействия при помощи алгебры логики.

Модель надёжности конвейера, реализованная в виде набора разработанных для этой цели элементарных типовых блоков, позволила: получить аналитические зависимости для расчёта показателей надёжности основных элементов конвейера; проанализировать показатели надёжности при конкретном временном режиме его использования с учётом случайного характера транспортируемого грузопотока и принятой системы обслуживания и ремонта;

2. Разработана модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, основанная на сформулированном в работе отказа, в качестве которого принят критерий достижения лентой предельного состояния в виде снижения её агрегатной прочности в продольном направлении до установленного значения.

3. Модель надёжности резинотканевой конвейерной ленты, учитывает накопления повреждений в ленте при различных видах её разрушения: ударно-усталостном разрушении каркаса, абразивном изнашивании рабочей обкладки и разрушением бортов и стыковых соединений.

4. Воздействующие на конвейерную ленту потоки кусков различных фракций являются стационарными, ординарными и не имеющими последействия. Получена интегральная мера ударно-усталостного разрушения каркаса ленты. Разработан метод расчёта ресурса стыкового соединения резинотканевой конвейерной ленты на основе предложенной модели ползучести.

5. Модель надёжности конвейерной ленты в виде иерархической системы с переменной структурой позволяет учитывать при определении её основных показателей надёжности влияние гранулометрического состава транспортируемого груза, геометрических и физических характеристик кусков груза, конструктивных параметров ленты и её элементов, физико-механических свойств материала ленты, конструктивных параметров става конвейера и его элементов, загрузочного устройства, натяжения, скорости движения и длины ленты, принятого запаса прочности ленты при продольном растяжении, способе её стыковки, климатических и технологических условий эксплуатации, системы технического обслуживания ленты.

6. Разработана модель надёжности става ленточного конвейера, представляющая собой систему из трёх последовательно включённых в смысле надёжности блоков: роликоопор грузовой ветви, роликоопор порожняковой ветви и мест загрузки, и обладающая структурной избыточностью, которая определяет запас живучести става. Распределение наработки между отказами каждого блока става описано законом Эрланга, для определения которого достаточно найти среднее время безотказной работы одной роликоопоры. Определены показатели надёжности роликоопор соответствующих блоков.

7. Разработана модель надёжности ролика, определяемая надёжностью уплотнительных узлов, подшипников и обечайки (футеровки). Определена вероятность безотказной работы уплотнительного узла по критерию достижения частицами загрязнений подшипника ролика в зависимости от типа и конструктивных размеров элементов уплотнения, радиальной и осевой игры в подшипниках ролика, отклонений размеров и формы деталей уплотнения, скорости вращения роликов, уровня запылённости внешней среды и гранулометрического состава частиц пыли.

8. Распределение вероятности безотказной работы подшипника по критерию усталостного разрушения, определяется случайными колебаниями нагрузки на него, в том числе ударными и описано законом Бирнбаума-Саундерса. Этим же законом описано распределение вероятности безотказной работы по критериям абразивно-усталостного и фрикционно-усталостного изнашивания подшипника под воздействием абразивной и влажной среды в зависимости от условий эксплуатации.

9. Введено понятие отказа обечайки и установлены зависимости для расчёта её надёжности, а также футеровки роликов порожняковой ветви на основе теории упругого взаимодействия ленты с роликом и теории поперечного движения ленты по ставу; получено аналитическое выражение для расчёта величины износа обечаек роликов в зависимости от конструктивных параметров конвейера, скорости движения и физико-механических характеристик ленты и сопротивления вращению роликов.

Ю.Сформулировано понятие отказа шарнирного соединения подвесной роликоопоры. Для модели изнашивания пальца и втулки соединения получено выражение для вероятности безотказной работы шарнира роликоопоры в зависимости от конструктивных размеров его деталей и марки сталей, конструкции роликоопоры конвейера, жесткости подвески, колебаний грузопотока, поперечных смещений ленты, уровня запылённости окружающей среды.

11. Для применяемых в работе моделей надёжности ролика и роликоопоры, при полученном распределении вероятности безотказной работы элементов роликоопоры по закону Бирнбаума-Саундерса, получена величина среднего ресурса ролика и роликоопоры по известным параметрам распределений наработки их элементов. Получены оценки надёжности соответствующих блоков става и става конвейера в целом.

12. Разработана методика расчёта показателей надежности резинотканевой конвейерной ленты, конвейерного става и конвейера в целом.

13.Предложенные методики по расчёту надёжности става конвейера и резинотканевых конвейерных лент, используются институтами "НИИТуглемаш", АО "НИИРП", "ВНИИПТМАШ", ОАО "Союзпроммеха-низация", "КузбассГИПРШАХТ", а также на заводах: ОАО "КАУЧУК" и

ОАО "Боровичский завод "Полимермаш"" позволяют осуществлять объективную оценку надёжности работы как конвейера в целом, так и основных его элементов и получить значительный экономический эффект.

1. Ампилогова Н.В. Обоснование эксплуатационных свойств и разработка высокомодульных лент для конвейеров горной промышленности. -Автореферат дисс. На соискание учен. степ. докт. техн. наук. М.: МГГУ, 1996.-28 с.

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

3. Барлоу Р., Проша Н.Ф. Математическая теория надёжности. М., Советское радио. 1969.-488с.

4. Барон Л.И. Кусковатость и методы ее измерения. М.: Изд. АН СССР, 1960.- 124 с.

5. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения: Справочник М., Машиностроение. 1975.-572с.

6. Белгородский В.Л. Исследование и установление рациональных параметров надёжности конвейерных линий с применением аккумулирующих бункеров (на примере шахт Карагандинского бассейна).Автореферат дисс.канд. техн. наук . Караганда, 1971г. 20с.

7. Беляев В.В. Влияние износа шарнирных соединений и несущих элементов секций на ресурс механической крепи.-Автореферат дисс.канд. техн. наук. Тула, ТГУ. 1984.-16с.

8. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение. 1984. - 312 с.

9. И. Васильев Н.В., Волотковский B.C., Кармаев Г.Д. Конвейеры большой протяжённости на открытых работах.-М., Недра. 1977г., -116-133с.

10. Введение в теорию порядковых статистик. Перевод с английского. М., Статистика. 1970.-414с.

11. Winkel M., Tragrollen fur Gurtförderer -Entwicklund und heuter Stand-"Forden und Heben", 1965,№4.

12. Волотковский B.C., Кармаев Т.Д. Колебательные процессы на ставе ленточного конвейера. Книга Горное производство. Вопросы конвейерного транспорта, вып.46. М.1975.-60-66с.

13. Волотковский B.C., Нохрин А.Г. Методика выбора параметров резинотканевых конвейерных лент для карьеров и дробильных фабрик предприятий черной металлургии при помощи ЭВМ. Свердловск, 1982.-28 с.

14. Волотковский B.C., Нохрин А.Г., Герасимова М.Ф. Износ и долговечность конвейерных лент. М.: Недра, 1976. - 176 с.

15. Волотковский Н.В., Нохрин А.Г., Герасимова М.Ф., Дворецкая Н.И. Резинотканевые ленты для мощных конвейеров. Сб. Шахтный и карьерный транспорт. Вып. № 2.-М., Недра, 1978г., -11-18с.

16. Волотковский Н.В., Нохрин А.Г., Смоленцев Ю.М. Стендовые испытания конвейерных лент. Сб. Шахтный и карьерный транспорт. Вып. 5.-М., Недра, 1980г., -18-24с.

17. Высочин Е.М. Надежность и долговечность стыковых соединений конвейерных лент. В кн. Конвейерный транспорт. - Киев: Наукова думка, 1978. - с.137-138.

18. Галкин В.И. Исследование динамических нагрузок и выбор конструктивных параметров роликоопор шахтных ленточных конвейеров. Дисс.канд. техн наук. М. МГИ, 1975-123с.

19. Галин JT.A. Контактные задачи теории упругости. М.: Наука, 1980. -304 с.

20. Гетопанов В.H, В.M. Рачек В.M. Проектирование и надёжность средств комплексной механизации-М., Недра. 1986г., -96-189 с.

21. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьёв А.Д. Математические методы в теории надёжности. М., Наука, 1965г. 524с.

22. Гнеденко Б.В., Коваленко H.H. Введение в теорию массового обслуживания. М., Наука, 1987.-336с.25. .Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Наука, 1971. - 110 с.

23. Гребенюк В.В., Самарский А.Ф., Григорьев Ю.И. Показатели допустимого износа (повреждения) конвейерных лент с тканевой основой. Уголь, 1979, N2, с. 17-19.

24. Григорьев Ю.И. Разработка метода оценки агрегатной прочности поврежденных шахтных тканевых конвейерных лент с целью повышения срока их службы. М.: МГИ, 1986. - 196 с.

25. Григорьев М.А., Пономарёв H.H. Износ автомобильных двигателей. -М., Машиностроение, 1976г., -248с.

26. Дедков В.К., Северцев H.A. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. М., Высшая школа, 1976.-16с.30. .DIN 22110, Т2.Fordergurte mit Textileinlagen.Prufung des Lebensdauer von Gurtverbindungen. Sept. 1981.

27. DIN 22110, T.3. Dinamisches Prüfverfahren fur Fordergurte. Zeitfestigkeitsermittlungan Gurtverbindungen. Yuni 1990.

28. Дмитриев В.Г. Теория установившегося движения ленты и повышение её ресурса на конвейерах горных предприятий. Дисс.доктора техн. наук. М, МГГУ, 1994.-429с.

29. Дьяченко В.П. Исследование и повышение надёжности роликоопор ленточных конвейеров при транспортировании крупно-кусковых грузов на горных предприятиях. Дисс.канд. техн. наук.-М., МГИ, 1981.-159с.

30. Зарецкий О.М. Исследование неравномерности грузопотоков из очистных забоев угольных шахт и разработка методики расчёта и выбора параметров привода выравнивающих бункер-конвейеров. Автореферат дис.канд. техн наук. М. ИГД им. A.A. Скочинского,1979.-22с.

31. Кекслер Г.З, .Голиков Г.Ф, .Домчишин И.М, .Томчин Л.Б. Исследование процесса изнашивания рабочей обкладки. -Сб. Шахтный и карьерный транспорт, вып. 3. М.: Недра, 1977. - с.81 - 85.

32. Кагаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М., Высшая школа. 1991.-318с.

33. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.

34. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химической технологии.- М. Химия, 1968.-308с.

35. Климов Б.Г. Иследование выемочно-транспортных комплексов угольной шахты с целью повышения эффективности функционирования Дисс. На соиск. Докт техн. наук. Караганда, 1978г., -380с.

36. Кильчевский H.A. Теория соударения твёрдых тел. Киев, Наука. 1969г.,-248с.

37. Коваль A.B. Исследование опорных элементов ленточных конвейеров, транспортирующих крупнокусковые грузы на горных предпрятиях. Автореферат дисс.канд техн. наук. Днепропетровск. 1975.-17с.

38. Кожушко Г.Г. Механика деформирования и прогнозирование ресурса резинотканевых лент конвейеров горнорудных предприятий. -Автореферат дисс. на соискание учен. степ. докт. техн. наук. -Свердловск, УГИ, 1992. 36 с.

39. Комарова Н.В. Оптимизация параметров ленточного конвейера с учётом надёжности рааботы его элементов в условиях горных предприятий. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.-М., МГИ. 1984г.,-90-101 с.

40. Комиссар А.Г. Уплотнительные устройства опор качения. Справочник. М., Машиностроение, 1980.-192с.

41. Кондаков JI.A., и др. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. М., Машиностроение., 1986.-464с.

42. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М., Наука, !973.-720с.

43. Котов М.А., Кобулашвили Г.Л. и др. Моделирование работы шахтного конвейерного транспорта. Сборник, Шахтный и карьерный транспорт, вып. 3. М., Недра, 1977г. 293 - 297с.

44. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчётов на трение и износ.М., Машиностроение 1977.-526с.

45. Краткий физико-технический справочник. Т-1. Под общ. Редакцией Яковлева К.П. -М., ГИФМЛ, 1960г.,-446с.

46. Креденцер Б.П. Прогнозирование надежности систем с временной избыточностью. Киев: Наукова думка, 1978. - 237 с.

47. Левин В.И. Логическая теория надёжности сложных систем. М., Энергоатомиздат, 1985г. 128с.

48. Лидбеттер М., Ротсен X. И др. Экстремумы случайных последовательностей и процессов. М.: Мир. 1989. - 392 с.

49. Lubrich W/ Gedanken über die Masghinentechnik. Entntwicklung größere Gurtforderer.Braunkohe, Warme und Energie. 1970, №11, 361-363s.

50. Методика выбора параметров резинотканевых конвейерных лент для карьеров и дробильных фабрик предприятий чёрной металлургии при помощи ЭВМ.-Свердловск, ИГД МЧМ СССР. 1982г., -27с.

51. Монастырский В.Ф. Разработка методов и средств управления надежностью мощных ленточных конвейеров. Автореферат дисс. На соискание учен. степ. докт. техн. наук. - Днепропетровск: ИГТМ АН УССР, 1991.-35 с.

52. Монастырский В.Ф. Об изменении прочности связи между прокладками резинотканевых лент по толщине. В кн. Вопросы рудничного транспорта. Вып ;12. -Киев, 1972г.,-60-68с.

53. Норенко И. И., Серый В.П., Титов И.И. Надёжность конвейерных роликов конструкции институтаУкрНИИпроект В КН: Шахтный и карьерный транспорт. М: Недра, вып. 3, 1977, с. 92-98.

54. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. -JL, Машиностроение, 1985г.-199с.,

55. НовиковЕ.Е., Смирнов В.К. Теория ленточных конвейеров для крупнокусковых горных пород. Киев. Наукова думка. 1983.-184с.

56. Норенко И.И. Установление конструктивной надёжности элементов ленточных конвейеров при транспортировании крупнокусковых грузов на угольных разрезах. Дисс.канд. техн. наук. Киев, 1983.-262с.

57. Нергач П.М., Билан И.Е., Бутенко Г.С. О надежности работы стыков резинотканевых лент с рациональными длинами ступеней В кн.: Вопросы рудничного транспорта. Киев: 1972, вып.12, с.88-95.

58. Паршин A.A. Исследование надёжности и установление рациональных методов технического обслуживания конвейерных линий роторныхкомплексов. Автореферат дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.-М.,МГИ. 1974г., -16с.

59. Парнес Д.Г. Исследование и совершенствование системы технического обслуживания шахтных ленточных конвейеров на основе метода оптимального управления. -Моск. обл. г.Люберцы, ИГД им. A.A. Скочинского. 1972г.,-139с.

60. Перель Л.Я., Филатов A.A. Подшипники качения: Расчёт, проектирование и обслуживание опор: Справочник.-М., Машиностроение, 1992.-606с.

61. Подопригора Ю.А. Исследование поперечных смещений ленты конвейера. Автореферат дисс.канд. техн. наук. Новочеркасск. 1972.-178с.

62. Покушалов М.П. Исследование центрирования движущейся ленты конвейера. Дисс. на соиск. учёной степени канд. техн. наук.-М., МГИ. 1967г.,-155с.

63. Покушалов М.П., Хечуев Ю.Д. Исследование центрирования грузопотока в пунктах перегрузки конвейеров. Сб. Транспорт шахт и карьеров. Вып. №3-М., Недра, 1971г., -367-374с.

64. Полунин В.Т. Гуленко Г.Н. Эксплуатация мощных конвейеров.-М., Недра, изд. 3, 1986г.,-23-32с.

65. Полунин В.Т. Гуленко Г.Н. и др. Загрузочные и разгрузочные устройства ленточных конвейеров. -М., ЦНИИЭИУголь, 1977г.,-4-15с.

66. Рыбкин С.К. Прогнозирование технического ресурса резинотканевых конвейерных лент для горной промышленности при ударном разрушении крупнокусковым грузом. Дисс.канд. техн. наук. - М.: МГИ, 1990г.,-155 с.

67. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность. М.: Машиностроение, 1975. -488 с.

68. Серый В.П., Норенко И. И. Расчёт шарнирных узлов ленточных конвейеров с учётом надёжности. Сб. Шахтный и карьерный транспорт, выпуск 5. М., Недра. 1980.-58-63с.

69. Скляревич А.Н. Линейные системы с возможными нарушениями. М., Наука, 1975г. 352с.

70. Следзюк П.Е., Шилин А.Н. Циклично-поточная технология основной путь технического прогресса на карьерах. -М., Горный журнал № 8. 1978г., -47-50с.

71. Смазочные материалы. Справочник. -М., Машиностроение. 1989.-217с.

72. Спиваковский А.О., Дмитриев В.Г. Экспериментальные и теоретические исследования ленточных конвейеров с подвесными роликоопорами. Кн. Горнорудное производство. Вопросы карьерного транспорта.-Свердловск., 1975г., -53-59с.

73. Спиваковский А.О., Дмитриев В.Г. Новое прогрессивное направление в конвейерном транспорте шахт и карьеров. -М., Журнал Уголь,№ 1, 1967г.,-7-11с.

74. Спиваковский А.О., Дмитриев В.Г. Технические направления развития шахтного конвейерного транспорта. -М., Журнал Уголь, № 9, 1974г.,-7-11с.

75. Спиваковский А.О., Потапов М.Г. Транспортные машины и комплексы открытых разработок. 3е издание.-М., Недра 1974г., 19-23 с.

76. Справочник. Надёжность технических систем. Под. ред. И.Н. Ушакова.-М., Радио и связь, 1985г., -636с.

77. Сухарев И.П. Прочность шарнирных узлов машин. Справочное пособие. М., Машиностроение. 1977.-254с.

78. Теория и практика открытых разработок. Под ред. Мельникова Н.В.-М, Недра, 1973г.,-636с.

79. Титов A.A. Исследование и создание роликов с долгодействующей смазкой для ленточных конвейеров горнодобывающей промышленности. Дисс.канд. техн наук. Киев, 1975.-209с.

80. Трение, изнашивание и смазка. Справочник, т.2., под ред. Крагельского. -М., Машиностроение. 1978г.,-342с.

81. Трощило B.C. Исследование центрирующих опор ленточных конвейеров. Дисс. На соискание уч. степени канд. техн. наук.-Днепропетровск, ДПИ. 1968г.,-158с.

82. Филлипович Н.И. Прогрессивные виды транспорта в промышленности строительных материалов.-М., Промышленный транспорт № 1, 1986г., -17-19с.

83. Hardygora М., Woznjak G, Zur T.,Ciszewski О. Metoda oceny wytrzymalosci zmeczenowej poloczen tasm przenosnikowych. Prace naukowe instytutu gornictwa Politechniki Wroclawskiej, №75, konferencje №17, Wroclaw, 1994, s. 167 174.

84. Черкесов Т.Н. Методы и модели оценки живучести сложных систем. М., Знание, 1987г. 98с.

85. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Вероятностные методы расчёта транспортирующих машин. М., Машиностроение, 1983г. 256с.93. .Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. М.: Машиностроение, 1978. - 392 с.

86. Шорский Ф.М. Исследование и выбор параметов роликов из полимерных материалов для карьерныых ленточных конвейеров с канатными ставами. Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 1984.-15с.

87. Штокман, Л.И. Эппель. Прочность и долговечность тяговых органов.-М, Недра, 1967г.,-219с.

88. Титов A.A. Исследование и создание роликов с долгодействующей смазкой для ленточных конвейеров горнодобывающей промышленности. Дисс.канд. техн наук. Киев, 1975.-209с.

89. Трение, изнашивание и смазка. Справочник, т.2., под ред. Крагельского. -М., Машиностроение. 1978г.,-342с.

90. Исследование центрирующих опор ленточных конвейеров. Дисс. На соискание уч. степени канд. техн. наук.-Днепропетровск, ДПИ. 1968г.,-158с.

91. Филлипович Н.И. Прогрессивные виды транспорта в промышленности строительных материалов.-М., Промышленный транспорт № 1, 1986г., с.

92. Хасаев Х.С. Установление запаса прочности резинотканевых конвейерных лент с учётом их эксплуатации. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук.-М., МГИ. 1984г.,-85с.

93. Hardygora М., Woznjak G, Zur T.,Ciszewski О. Metoda oceny wytrzymalosci zmeczenowej poloczen tasm przenosnikowych. Prace naukowe instytutu gornictwa Politechniki Wroclawskiej, №75, konferencje №17, Wroclaw, 1994, s. 167- 174.

94. Черкесов Г.Н. Методы и модели оценки живучести сложных систем. М., Знание, 1987г. 98с.

95. Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Вероятностные методы расчёта транспортирующих машин. М., Машиностроение, 1983г. 256с.104. .Шахмейстер Л.Г., Дмитриев В.Г. Теория и расчет ленточных конвейеров. -М.: Машиностроение, 1978. 392 с.

96. Шорский Ф.М. Исследование и выбор параметов роликов из полимерных материалов для карьерныых ленточных конвейеров с канатными ставами. Автореферат дисс. канд. техн. наук. М., 1984.-15с.

97. Штокман, Л.И. Эппель. Прочность и долговечность тяговых органов.-М, Недра, 1967г.,-219с.

98. Эрлих Г.Л. Комплексные показатели надёжности работы конвейеров и конвейерных комплексов Сб. Шахтный и карьерный транспорт, вып. 10. М., Недра, 1986г. 72-76с.

99. Методика расчёта коэффициента готовности ленточного

100. Определение нестационарного коэффициента готовностиконвейерной ленты

101. Предварительное определение текущей наработки конвейера за заданное календарное время.

102. ТОРГ — время простоев по организационным причинам, укрупнённо может быть принято равным 0,1 ТКАЛ ;

103. К'г -ориентировочное значение коэффициента готовности конвейера, предварительно рекомендуется принимать равным нормативному К'г «0,96.