автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Обеспечение надежности электродвигателей шахтных ленточных конвейеров

Министерство высшего и среднего специального образования СССР

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

СЫРЦОВ Анатолий Иванович

УДК 621.316.717.213.34.019.3.622

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ШАХТНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ

Специальность 05.09.03 — «Электрооборудование (промышленность)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1988

Работа выполнена в Донецком ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте и на Ворошиловградском энергозаводе ПО «Ворошиловградуглеремонт».

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. МАКАРОВ М. И.

Официальные оппоненты: докт. техн. наук КОВАЛЕВ П. Ф., • канд. техн. наук, доц. ПЛАЩАНСКИИ Л. А.

Ведущее предприятие — Первомайский электромеханический завод им. К. Маркса.

Защита диссертации состоится « &3 . 1988 г.

/Г^

в 'у\ . час. на заседании специализированного совета К-053.12.03 Московского ордена Трудового Красного Знамени горного института по адресу: 117935, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « »

1988 г.

Ученый секретарь специализированного совета канд. техн. наук, доц. ШЕШКО Е. Е.

РТ"'

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года перед угольной промышленностью ставится задача обеспечить в 1990 году добычу 780—800 млн. т угля. Эта задача решается- путем механизации, автоматизации и совершенствования технологических процессов проходки шахтных выработок и добычи угля на основе последних достижений науки и техники.

Для выполнения народнохозяйственных планов угольной промышленности необходимы высоконадежные электродвигатели в приводах шахтных ленточных конвейеров (ШЛК), которые в настоящее время являются наиболее перспективным транспортным средством на угольных шахтах. Так, например, на шахтах Донецкого угольного бассейна на конвейерный транспорт приходится более 20% всей протяженности транспортных магистралей, по которым выдается 42,3% добываемого угля.

Необходимость проведения настоящей работы вызвана тем, что используемые в приводах ШЛК электродвигатели различных типов имеют уровни надежности, не удовлетворяющие требованиям эксплуатации. Так, по Донбассу общий парк конвейерных двигателей с короткозамкнутымц роторами составляет 3740 единиц, из них в работе находится 2620, а ежегодно ремонтируется 1500 двигателей. Установлено, что на долю электродвигателей приходится 46% отказов электрооборудования ШЛК. Ущерб от простоев, связанных с ремонтом или заменой двигателей, значителен.

Таким образом, разработка мероприятий по обеспечению надежности электродвигателей ШЛК является актуальной научной задачей.

Цель работы — установление зависимостей между показателями надежности рудничных взрывозащищенных электродвигателей н эксплуатационными факторами для разработки мероприятий по обеспечению надежности электродвигателей ШЛК, направленных на повышение эффективности использования конвейерных электроприводов.

Идея работы заключается в использовании многофакторной математической модели безотказности двигателей для учета реальных вибромеханнческих и электродинамических нагрузок с целью повышения надежности электроприводов

шлк.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна:

для обеспечения надежности электродвигателей ШЛК без изменения их рабочих характеристик необходимо обеспечить достаточную стойкость изоляции обмоток к вибромеханическим и электродинамическим усилиям, причем наработка на отказ прямо пропорциональна величинам этих усилий и степени загрузки двигателей;

функции распределения показателей надежности, новизна которых заключается в том, что они включают безотказность и ресурс до капитального ремонта электродвигателей ШЛК;

оценка уровня надежности изоляции типа «Монолит», отличающаяся тем, что ресурс изоляции определен по коэффициентам изменения параметров пробивного напряжения во времени.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

правомерностью применения математического аппарата (математической статистики, теории вероятностей, теории надежности), позволившего решать поставленную задачу;

достаточным объемом статистических и экспериментальных данных по отказам двигателей, позволившим получить показатели надежности с доверительной вероятностью р = 0,8 и предельной относительной ошибкой 6 = 0,2;

положительными результатами контрольных эксплуатационных испытаний на надежность опытной партии электродвигателей, проведенных по ГОСТ 27.410—83.

Значение работы. Научное значение работы заключается в установлении зависимостей показателей надежности электродвигателей от внешних эксплуатационных факторов, что является дополнением теории надежности рудничного электрооборудования.

Практическое значение имеют рекомендации но обеспечению надежности на стадии эксплуатации двигателей ШЛК, конструкция изоляции с повышенной стойкостью к вибромеханическим и электродинамическим нагрузкам, расчетные коэффициенты изменения во времени пробивного напряжения изоляции «Монолит», дополнения к отраслевой методике определительных испытаний на надежность взрывозащищен-ных электродвигателей.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная конструкция изоляции электродвигателей и коэффициенты изменения пробивного напряжения изоляции типа «Монолит» использованы ВНИИВЭ при разработке ТЗ па электродвигатели серии ВАО-3 мощностью от 132 до 315 кВт и внесены в ОСТ. 16.0.689.038—74.

На шахтах Донбасса внедрены «Рекомендации по повышению эксплуатационной надежности двигателей в приводах магистральных ленточных конвейеров», составленные на основе рекомендаций по обеспечению надежности на стадии эксплуатации электродвигателей ШЛК.

Положения автора по применению изоляции типа «Монолит» и разработанная техдокументация использованы Воро-шпловградским энергозаводом при изготовлении опытной партии электродвигателей в количестве 6 шт. Опытная партия успешно прошла промышленные испытания, на шахтах ПО «Донецкуголь» и «Лпсичанскуголь». Фактический годовой экономический эффект составляет 59,9 тыс. руб.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались па технических совещаниях в Энерго-мехуправлении Минуглепрома УССР (г. Донецк, 1983 г.), Дон НПО «Взрывозащищенное электрооборудование» (г. Донецк, 1984 г.), ПЭМЗ (г. Первомайск), ПО ХЭЗМ (г. Харьков, 1985 г.).

. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 136 страниц машинописного текста, 34 таблицы, 22 рисунка, список литературы из 63 наименований и 15 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В разработку вопросов надежности рудничных взрывоза-щищенных электродвигателей большой вклад внесли ВНИИВЭ, ДПИ, МГИ, МакНИИ, ИГД, ДГИ, Калининский и Карагандинский политехнические институты.

Обзор литературных источников показал, что определение большинства показателей надежности для двигателей различных серий в приводах ШЛК ранее не проводилось, а также не определялось влияние на надежность различных воздействующих факторов. В части методических основ эксплуатационных испытаний двигателей на надежность в выполненных ранее работах главное внимание уделялось количественному анализу — методам сбора и" обработки статистической информации о надежности. Качественный анализ отказов двигателей ШЛК не проводился. Отсутствие таких исследований затрудняло решение вопроса повышения надежности двигателей в приводах ШЛК- Для достижения цели, поставленной в работе, определены следующие основные задачи:

1. Выбор и обоснование математических моделей распределения, наработки между отказами и количественных показателей надежности электродвигателей различных серий.

2. Выбор и обоснование математических моделей распределения факторов, воздействующих на двигатели.

3. Разработка многофакторной модели надежности электродвигателей.

4. Разработка методики исследования повреждений сборочных единиц и деталей электродвигателей.

5. Определение основных видов и причин отказов, разработка и внедрение мероприятий по повышению надежности электродвигателей.

Для .решения поставленных задач на 25 шахтах Минугле-ирома УССР были проведены определительные испытания электродвигателей ШЛК на надежность. Электродвигатели эксплуатировались на конвейерах КРУ-260, К.РУ-350,2ЛУ-100, 1ЛУ-100, 1Л-100, КЛА-250 со средней суточной производительностью не менее 500т. Контролируемые двигатели имели по организационным причинам различные даты начала и конца эксплуатации'—план испытаний (N1?!) ГОСТ 27.502—83. За период подконтрольной эксплуатации часть двигателей не имела отказов, т. е. имеют место цензурированные выборки. Значения отказавших и не отказавших выборок объединены в общие вариационные ряды. Определены значения функции распределения времени безотказной работы двигателей' и установлено совпадение экспериментального распределения с теоретическим распределением Вейбулла. Для двигателей всех типов рассчитаны параметры распределения: а, в, ас, Ьк и средние наработки на отказ —

(ш.ч- 1) + «а ¿г11

а ■■

(1)

где в определяется графическим решением уравнения

п , у 1п I _ " 1£ + П V 1п + /дч 1п ¿и! (9)

в 1 Егучт, + 1 ) + гпл?т

здесь п и т — количество отказавших и неотказавших двигателей; ¿я и — наработки отказавших и неотказивщих двигателей.

¿ср = ас + к3а, (3)

где

ас = — ^ ti; т.

= И +—)• (4)

Показатели надежности электродвигателей ШЛК приведены в табл. 1.

Рассчитаны также вероятность P(t) безотказной работы на 1000 ч и гамма-процентный ресурс t-{ :

P(t) — exp t « ,

t-

t, — a,

a

— 1/ — In —-— .

к V loo

(5)

(6)

Т я б л и ц а 1

Показатели надежности электродвигателей

Электродвигатели Timofi

Показатели КО-5 МА-36 4, 5 г. ВАО 280-315 ВР-250 MA-36/ф 5, 6 г.

тыс. ч !), 8S 14,45 12,00 11,70 29,50

10,00 — 25,00 20,00 —

<сРт (7 = 90%), тис. ч 2,49 2,18 2,21 2,21 8,59

Тк, тыс. ч 10,02 20,00 16,11 ГЮ.ПО 14,00 .'58,00 13,98 30,00 30,09 30,00

ТК1 (7-90%), тыс. ч .'»,2) 2,48 2,48 2,18 15,19

Т„. ч з,с 3,0 3, С 3,6 \ ('.,(>

Примечание. В числитслс для ^ср и Гк приведены показатели, установленные в НТД.

Для определения среднего ресурса Тк до капитального ремонта из вариационных рядов наработок отказавших двигателей исключены наработки двигателей, отказы которых не вызывают необходимости капитального ремонта, т. е. замены • обмоток статора или ротора. Установлено совпадение опытного распределения 7К с теоретическим распределением Вей-булла. Показатели Тк и ГкТ (гамма-процентные ресурсы до капитального ремонта) определены по формулам, аналогичным (3) и (6).

Отказ двигателя в приводах ШЛК вызывает остановку — аварийный простой — всего конвейера. Устранение отказов эсуществляется путем ремонта двигателя па месте установки (замена подшипников, ликвидация обрывов) или замены (77%' отказов) двигателя резервным. Время Т„ аварийного тростоя для исследуемых двигателей рассчитано к'ак среднее арифметическое и приведено в табл. 1.

Оценка показателей ндаежности двигателей ШЛК показывает, что они имеют средние наработки на отказ и средние ресурсы до капитального ремонта, существенно меньшие, чем установленные в НТД, что подтверждает актуальность поставленной в работе задачи.

Исследование и анализ видов и причин отказов проведены как для двигателей, подвергавшихся определительным испытаниям на надежность и отказавшим в процессе эксплуатации, так и для 500 двигателей, поступивших в капитальный ремонт на Ворошиловградский энергозавод. Для обеспечения достоверности в определении первопричин отказов с целью установления основных признаков отказов статорных обмоток было выполнено предварительное исследование стойкости обмоток в режимах, имитирующих реальные аварийные ситуации (заклинивание, обрыв фазы, замыкание между элементами обмоток). С целью получения объективной информации при поиске и определении вида и характера повреждений, полученных в эксплуатации, была выполнена сравнительная оценка показаний контрольно-измерительной аппаратуры (ЕЛ-1, ВЧФ-4-3, мегаомметра, моста постоянного тока) при выявлении повреждений, нанесенных искусственно.

Распределение отказов электродвигателей по видам и сборочным единицам представлено в табл. 2. Большая часть отказов электродвигателей с короткозамкнутым ротором приходится на обмотку статора. Практически все отказы обмоток связаны не с тепловым старением изоляции и не с ее низкой электрической прочностью, а с недостаточно высокой стойкостью к воздействию влаги, масла, пыли, вибрационным нагрузкам, электродинамическим усилиям. Механическая прочность изоляции обмоток не соответствует уровню факти-•ческих нагрузок и внешних воздействий. При изготовлении обмоток допускаются отклонения от технологических требований, особенно в части качества пропитки.

Отказы обмоток фазных роторов в 69,6% случаев вызваны замыканиями токоведущих элементов между собой и с корпусом ротора из-за ненадежной конструкции изоляции, перемычек выводных элементов, низкого качества их изготовления. Основной причиной отказов контактно-щеточного механизма (13,6%) является несоответствие конструкции узла фактическим ударно-вибрационным нагрузкам.

Относительно большое число отказов (до 9%.) приходится на разрушение рабочего конца вала из-за занижения радиуса переходных галтелей, неправильного выбора и установки шпонок, ударнО:Вибрацнонных нагрузок, ^вызванных некачественным монтажом. Анализ причин возникновения отказоз и повреждений подшипников показывает, что около 50% подшипников имеют различные виды повреждений износного характера и более 10% роликовых п 5% шариковых подшипников

«

полностью разрушаются. Основные причины повреждений и отказов — некачественное изготовление элементов подшипниковых узлов и неквалифицированное обслуживание при эксплуатации. С увеличением надежности обмоток статора и других узлов количество отказов двигателя, приходящееся па подшипники, возрастает.

Таблица 2

Распределение отказов • -

Виды отказов Отказы по типам электродвигателей, %

КО МЛ-36 ВАО, ВР Л1Л-36/Ф

Замыкания, обрывы п обмотках 62,1 •38,9 62,4 5,0

статора 18,3

Снижение сопротивления изоляции 15,4, 14, Г> 1,6

статорпых обмоток ниже допусти-

мого уровня

Разрушение, заклинивание под- 9,0 16,Г> 16,7 4,8

шипника

Разрушение вала ротора, разру- 9,1 •'¡,7 4,2 —

шение шпоночного паза

Замыкания, обрывы и обмотках 3,8 2,5 2,2 69,0

ротора 4,8

Разрушение бандажа ротора — — —

Замыкания в контактных узлах 1.3,0

Общий анализ причин отказов двигателей дает следующие их распределения по основным группам:

несоответстйие конструкции эксплуатационым условиям и нагрузкам —24,3%;

отклонение от технических требований в процессе изготовления — 44,2-% ;

нарушение правил монтажа и эксплуатации — 27,2%; естественный износ — 4,3,%. .

Для определения степени влияния на надежность каждой из групп причин отказов проведен расчет наработок двигателей на конструкционный, технологический и эксплуатационный отказ (табл. 3).

Таблица 3

Влияние причин отказов на надежность

Наработка на отказ

Причины отказов двигателей по типам, ч

КО 1 МЛ-30 1 ВЛО, ВР

Конструкционные, технологические, ллуатационные

Конструкционные и эксплуатационные Эксплуатационные >н технологические Конструкционные и технологические

экс- 9880 . 1 Ш> 11711)

10900 20901) 11670

1372(1 19310 19020

11811) 19450 14750

Как видно из табл. 3, наибольшее влияние на уровень,надежности оказывают конструкционные причины — несоответствие конструкции эксплуатационным условиям и нагрузкам.

Одной из задач исследования является построение'по экспериментальным данным математической модели воздействия эксплуатационных факторов на надежность двигателей, т. е. задача интерполяции. Она решается в условиях промышленной эксплуатации двигателей и проводимый эксперимент является пассивным, при этом коэффициенты регрессии модели не могут быть оценены раздельно, а также нельзя оценить ошибку эксперимента. В связи с этим принимаем линейную модель влияния ■ внешних факторов на надежность двигателей ШЛК.

При выборе факторов обеспечивались следующие требования: факторы непосредственно влияют на надежность; не зависят друг от друга; число их минимально. На основании проведенного анализа причин отказов двигателей . выбраны следующие факторы снижения их надежности: загрузка по мощности, число пусков в час, напряжение па зажимах и вибрационная нагрузка. Загрузка некоторых двигателей по мощности и число пусков в час определялись с помощью самопишущей измерительной аппаратуры. Диаграммы мощности обрабатывались формированием 10-минутных циклов усреднения с последующим их суммированием и расчетом эквивалентной ■ мощности. Коэффициент загрузки определялся как отношение эквивалентной к номинальной мощности двигателей (Кя —РЭ1 Р„). При определении А'я остальных двигателей использовалось значение фактически затрачиваемой двигателем мощности, рассчитанное по производительности, длине и углу наклона ШЛК. Число пусков определялось по результатам хронометража технологического процесса транспортирования угля магистральными конвейерами, зафиксированного самопишущими приборами в диспетчерских службах шахт. Одновременно с измерением мощности двигателей с помощью статистического анализатора качества напряжения (САКН-1) определялись колебания напряжения питания двигателей. Полученные результаты имеют удовлетворительную сходимость с расчетными напряжениями на зажимах, вычисленными как разность между напряжением вторичной обмотка трансформатора участковой подстанции н падением .напряжения в шахтной участковой сети. Виброскорости двигателей измерялись виброметром ВИП-2.

Для всех выбранных факторов на основании выполненных измерений и расчетов установлены законы распределения, параметры распределения, соответствие статистического распределения теоретическому нормальному / (0 = —~г 2 (?)

0 V

по критерию Колмогорова.

Уровни воздействующих факторов приведены в табл. 4.

Таблица 4

Уровни воздействующих факторов

Тип двигателя • Наработка па отказ Т, ч (х) Коэффициент загрузки Кз Число пусков в час "п. ч-' (л-,) Напряжение и, В (х4) Внброско-рость V, мм/с (л-5)

ко авйп 0,-18 2,02 Г. 12,2 12,0

Л1Л-36 1 1 1о0 0,438 2,47 013,4 10,9

ВР 117(К1 1), 172 2,33 «13,0 11,5

ВЛО 120! II) и,4 К) ' 2,50 . 011,8 13,2

При условии линейной зависимости между принятыми факторами используется уравнение множественной регрессии

Л-,,... . 5 — в1 + в, Л-, + % Л-3 + в4х< + въ л'3, (8)

где л^,...^ — среднее значение функции, соответствующее заданным значениям факторов х2,...,х5. Переменные х2,..., х5 переводятся в стандартизированный масштаб. По известным формулам рассчитываются с помощью ЭВМ коэффициенты корреляции и регрессии:

Т - 0,309/,, - 0,778/:, -1- 0,01 — 0,809/». (9)

Значимость коэффициентов регрессии проверена по критерию Стъюдента. Коэффициент напряжения не значим и исключен из уравнения. Гипотеза адекватности модели проверена по критерию Фишера. Уравнение множественной регрессии в натуральном масштабе имеет вид

Г = 74 126 — 38671 )хг — 12290Х, - 1093*4. (10)

Оценка точности уравнения регрессии дает погрешность' ±0,17%. Коэффициент множественной корреляции Л! = 0,9. Анализ коэффициентов уравнения регрессии показывает, что основными факторами, определяющими надежность электродвигателей ШЛК, являются вибрационные нагрузки и число пусков в час. Имеющиеся отклонения напряжений влияния на надежность двигателей не оказывают.

На основании уравнения множественной регрессии получены зависимости Г = /(.г2, л'з, л'5) (рис. 1), которые использованы для оценки степени влияния эксплуатационных факторов на надежность, учета этой оценки при проектировании двигателей, обеспечения более качественного уровня их эксплуатации.

Так как выполненными исследованиями установлено, что главными факторами, снижающими надежность двигателей, являются вибрация и число пусков, которые вызывают интенсивный износ изоляции статорных обмоток, в задачах повышения уровня надежности важным вопросом является разработка конструкции изоляции, удовлетворяющей реальным условиям эксплуатации. Положительный опыт применения термореактивной изоляции на эпоксидных связующих в высоковольтных электродвигателях и двигателях для привода угольных комбайнов использован автором прп разработке конструкции изоляции и при изготовлении опытных образцов двигателей с такой изоляцией с целью экспериментальной проверки их эксплуатационной надежности.

Для изготовления опытных образцов использованы статоры серийных электродвигателей ВА02-280-М4 с номинальной мощностью 160 кВт и синхронной частотой вращения 1500 об/мин. Основной изоляцией статорных катушек является стеклослюдопластовая лента ЛИ-РУ-ТТ 0,14X25 мм. Для обеспечения возможности извлечения катушек из пазов при ремонте на основную изоляцию наложена полиэтнлентерфта-латная лента ПЭТФ 0,05 мм. Пазовые клинья и прокладки из стеклотекстолита с классом нагревостойкостн /\ Компаундирование обмоток. в эпоксидном компаунде и последующая сушка проводились по типовой технологии завода «Электро-маш» (г. Тирасполь). В изготовлении двигателей .принимали участие Первомайский электромеханический завод, Тирас-польскнй завод «Электромаш» и Ворошиловградский энергозавод.

Контрольные эксплуатационные испытания на. надежность опытной партии двигателей ВА02-280-М4 с термореактивной изоляцией проводились с 1982 по 1985 г. на шахтах производственных объединений «Лисичанскуголь» и «Донецкуголь». Двигатели в процессе испытаний отказов -не имели. При этом наработки для 2 двигателей составили по 17100 ч и для 4 по 18100 ч. Расчет надежности двигателей, выполненный по ГОСТ 27.410—83, показывает, что двигатели соответствуют установленным требованиям — приемочному значению наработки" на отказ Та =40000 ч (для серийных машин Та — = 25000 ч), браковочному значению на отказ Ур = 12800 ч (двухлетний срок гарантии) при рисках поставщика и потребителя и = р = 0,1.

Для сравнения характеристик серийной и опытной изоляции обмоток статора определены параметры распределения пробивных напряжений. Исследовалась витковая и корпусная .изоляция двигателей, имеющих различные наработки. Функция распределения пробивных напряжений совпадает с распределением I типа.

\

Т7 (£/) = 1 — ехр [ — ехр о (и— (11)

с параметрами 6 —гг^Л и £ = и±уп1Ъ.

Характеристика старения диэлектриков во времени определяется выражением

к(¿) = 1д «(*.)-<*, (12)

где «(/о)—значение пробивного напряжения при / = 0; с — = /г1<те — скорость снижения пробивного напряжения, кВ/ч.

Определяя коэффициенты методом наименьших квадратов, находим уравнения регрессии. Линии регрессии и уравнения регрессии для • изоляции различных видов приведены на рис. 2. По линиям регрессии определены -средние ресурсы изоляции (табл. 5).

Та б л н ц а 5

Показатели надежности изоляции обмоток

Вероятность отсутствия пробоя витковой, корпусной, фазной изоляции и ресурс обмотки Показатели надежности изоляции

микалентной термореактивпой

Р* 1.0 1 ,<>

Рк 0,999.1 0,9997

РФ .11,9999 1,0

Роб D.999.") 0,9997

Т0а. ч .4900(1 згюоо

Расчет надежности статорных обмоток выполнен но модели «нагрузка — прочность». Ресурс обмотки до капитального ремонта ,

'VI

j Pot{tt) dt, (13)

где Рпб—вероятности заданного ресурса обмотки статора, определяемая как произведение вероятностей отсутствия пробоя трех основных видов' изоляции (внтковой, междуфазной, корпусной)

Рос, (А) - Р, (/,) • Р,, (/,) ■ р, (А). (14)

Вероятность отсутствия пробоя каждого из видов изоляции на какую-либо наработку

/>(*,) = ехр | - ехр у (/,)] • ехр ([ -«(¿,) • р (*,)]}, (15)

где y{ti)—нормированная функция распределения, которая определяется по среднему пробивному напряжению и его

среднему квадратичному отклонению; а(^) и р(^)—параметры распределения пробивных напряжений.

(Результаты расчета (табл. 5) показывают, что ресурс тер-'мореактивной изоляции на 60% превышает ресурс изоляции серийных двигателей.

Для внедрения полученных результатов автором велась работа по следующим направлениям: разработка технической документации на основании данных исследования и внедрение конструкторских, технологических и эксплуатационных мероприятий. Разработаны стандарты предприятия СТП82503.64—85, СТП82503.65—85 и руководящие указания' по совершенствованию условий эксплуатации электродвигателей. Результаты исследований использованы при выпуске ТЗ на двигатели серии ВАО-3 и внесены в ОСТы по расчету надежности рудничного электрооборудования (ОСТ 16.0.689 038—74, ОСТ 16.0.801.196—84).

С целью повышения надежности двигателей ШЛК по разработанной автором технической документации была изготовлена опытная партия электродвигателей с термореактив-пои изоляцией, успешно прошедших промышленные испытания.

Составлены и внедрены на шахтах Минуглепрома УССР мероприятия по повышению надежности электродвигателей в' условиях эксплуатации за счет повышения качества монтажа с приводным механизмом, совершенствования технического обслуживания и совершенствования защиты.

В результате эксплуатации опытной партии электродвигателей па шахтах «Привольнянская» ПО «Лиснчанскуголь» и «Трудовская» ПО «Донецкуголь» получен экономический эффект в размере 59900 руб.

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи — разработки мероприятий по обеспечению-надежности электродвигателей ШЛК, позволяющих повысить эффективность использования конвейерных' электроприводов.

Выполненные теоретические и эксплуатационные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Средние наработки на отказ двигателей в приводах ШЛК на 65% меньше установленных в стандартах и большая часть отказов (77%) короткозамкнутых электродвигателей приходится на обмотки статора, а фазных двигателей на обмотки ротора (65%). Основной причиной отказов является недостаточная стойкость изоляции обмоток к вибрационным и электродинамическим нагрузкам.

2. Повышенные вибромеханические нагрузки, действующие на электродвигатели в приводах ШЛК, вызывают интенсивный износ и увеличение потока отказов других сборочных единиц и элементов двигателей — подшипников (10% отка- / зов), роторов (13%).

3. Статистические распределения наработок на отказ и ресурсов до капитального ремонта соответствуют теоретическому распределению Вейбулла.

4. Статистические распределения основных эксплуатационных факторов, влияющих .на надежность двигателей (загрузка по мощности, число пусков в час, напряжение на зажимах, вибрационная нагрузка), соответствуют теоретическому нормальному распределению.

5. Анализ коэффициентов уравнения множественной регрессии показывает, что вибрационные нагрузки, число пусков и коэффициент загрузки на 90% определяют надежность двигателей.

6. Уравнения регрессии изоляции во времени показывают, что термореактивная изоляции «Монолит» имеет ресурс, на 60% превышающий ресурс серийных электродвигателей.

7. С целью повышения надежности электродвигателей в приводах ШЛК целесообразно изготавливать обмотки с тер-мореактнвной изоляцией «Монолит». Опытная партия двигателей с разработанной конструкцией изоляции успешно прошла промышленные испытания н эксплуатируется на шахтах ПО «Допецкуголь» и «Лисичапскуголь». Фактический экономический эффект от внедрения двигателей составляет 59900 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Васильченко В. И., Сырцов А. И. Основные задачи надежности электрооборудования угольных шахт. — Промышленная энергетика, 1980, № 10, с. 60—61.

-2. Збарский JI. А., Ширнин И. Г., Сырцов А. И. Анализ повреждений шахтных взрывобезопаспых электродвигателей МА-36. — Уголь Украины, 1984, № 8, с. 41.

3. Анализ повреждений рудничных электродвигателей серии BAO со всыгшой обмоткой/Б. Н. Ванеев, В. А. Малахов, А. И. Сырцов и др. — В сб.: Взрывозащищенное электрооборудование, вып. 1J. — М.: Энергия, 1976, с. 54—58.

4. Сырцов А. И., Шпиганович А. Н. Особенности определения показателей надежности взрывобезопаспых асинхронных электродвигателей,- ЦНИЭИуголь. — М., 1980 г. Деп. рукопись № 1584.

5. Макаров М. И., Сырцов А. И., Маистренко В. В. Надежность электродвигателей шахтных ленточных конвейеров.'— В сб.: Взрывозащшценные электрические машины.— Донецк, 1982, с. 125—129.

6. Макаров М. И., Зернов В. Н., Сырцов А. И. Надежность электроснабжения шахтных конвейерных линий. — Уголь Украины, 1982, № 6, с. 24—25:

7. Сырцов А. И. Воздействие эксплуатационных факторов на надежность конвейерных электродвигателей. — В сб.: Взрывозащищенные электрические машины. — Донецк, 1985, с. 116—120.

8. Ванеев Б. Н., Сырцов А. И. Техническое диагностирование взрывозащищенных рудничных электродвигателей серии ВР при капитальном ремонте. — Промышленная энергетика, 1986, № 4, с. 12—14.