автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование параметров, разработка и внедрение новых конструктивных элементов карьерных наклонных скиповых подъемников

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Состояние вопроса

1.2. Опыт эксплуатации наклонных скиповых подъемников за рубежом.

1.3. Опыт эксплуатации отечественного КНСП.

1.4. Выводы.

1.5. Задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ШСП.

2.1. Анализ простоев и показателей использования элементов ЕЕ СП

2.1.1. Нижняя загрузочная и верхняя разгрузочная станции.

2.1.2. Подъемная машина и скипы

2.1.3. Канатоподцерживающие ролики и канаты

2.2. Методика исследования эксплуатационном долговечности элементов ЬНСП

2.3. Результаты исследования эксплуатационной долговечности элементов механического оборудования 1ШСП.

• Выводы

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЗАШОДЕЙСТВИЯ КАНАТА С МНА

ТОПОДЦЕР^МВАКЩЕИ Р0ЛИК00П0Р0Й.

3.1. Экспериментальное исследование поперечных коле б а ним подъемного каната

3.2. Теоретические исследование поперечных колебании каната

3.3. Анализ результатов теоретического и экспериментального исследований колебаний каната и определение скорости соударения каната с роликоопорой

3.4. Теоретическое исследование упругого взаимодействия каната с роликоопорой

Выводы

4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИИ, НОВЫХ 1ЮНСТРЖШНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ ИХ НА КНСД.

4.1. Разработка и внедрение новой конструкции кана-толодцершшающей роликоолоры.

4.2. Модернизация и промышленные испытания подъемной машины

4.3. Модернизация и промышленные испытания верхней разгрузочной станции

4.4. Показатели эксплуатационной долговечности и эффективности работы модернизированной КНСП

4.5. Рекомендации к создаиию новых отечественных

1ШСП. III

Горнорудная промышленность СССР за период, минувший после ХХУ1 съезда КПСС, получила дальнейшее развитие. Были проведены важные мероприятия по повышению технического оснащения существующих и строительству крупных механизированных шахт и рудников, внедрению научной организации труда, созданию и организации изготовления новых машин и приборов, средств и материалов, необходимых для осуществления комплексной механизации и автоматизации.

Гармоничное развитие индустрии опирается на создание и совершенствование сырьевой базы, к которой, в первую очередь, относится горно - добывающая.

Особенностью современного развития горно - добывающей промышленности является непрерывный рост удельного веса добычи полезных ископаемых открытым способом, что связано с увеличением глубины карьеров. На глубины 250 - 500 м и более в СССР запроектировано построить вновь и реконструировать до 1990 года около 50 крупных рудных и угольных карьеров.

Увеличивающаяся, в среднем, на 20 м в год глубина разработки и интенсификация производственных процессов в карьере вызывают затруднения, связанные с транспортированием горной массы и в создании нормальных атмосферных условий.

Исследованиями [ 52 ] установлено, что загрязнения атмосферы карьеров создаются в основном автомобильным транспортом и зависят от режимов работы двигателей внутреннего сгорания на конкретных участках трассы, от организации движения автотранспорта, производительности горизонтов, грузоподъемности автосамосвалов, скорости их движения и технического состояния двигателей. Сложный состав выхлопных газов, большое различие в физико - механических свойствах их компонентов, специфика работы двигателя в карьере препятствуют широкому внедрению существующих методов и средств обезвреживания отработанных газов.

В связи с этим академик В.В.Ржевский в книге [ЬА)/ пишет: ". В результате интенсификации и углубления открытых горных работ в последние годы в карьерах отмечаются случаи образования таких аэрологических ситуаций, при которых возникает значительный экономический ущерб. Опасность для жизни и здоровья работающих и высокий экономический ущерб, приносимый подобными случаями, требуют для их решения и ликвидации применения широкого комплекса инженерно - технических мероприятий."

Одним из наиболее прогрессивных направлений в решении проблемы транспорта и оздоровления атмосферы карьеров является внедрение комбинированных схем транспорта с карьерными наклонными скиповыми подъемниками (ЕНСП).

В разработке теоретических основ применения наклонных подъемников, ведущее место принадлежит отечественным ученым: академикам М.М.Федорову, Ы.В.Мельникову, академику АН СССР В.В.Ржевскому, проф., докторам технических наук М.Г.Новожилову, М.В. Васильеву, В.С.Хохрякову, В.И.Белоброву, Б.П.Юматову, А.Е.Тропу, А.И.Арсентьеву, Б.А.Носыреву, Ю.И.Мелентьеву, А.С.Фиделеву и другим.

В СССР над вопросами создания высокопроизводительных КНСП работает большое количество институтов: Институт геотехнической механики АН УССР, Гипроникель, У1фНШпроект, Унипромедь, Крив-басспроект, Свердловский и Днепропетровский горные институты, Магнитогорский горно - металлургический институт, Всесоюзный научно - исследовательский институт горной механики (ВНИИГМ) им. М.М.Федорова и другие. го

Исследования, проведенные для ряда глубоких карьеров, доказали не только высокую эффективность применения комбинированных видов транспорта с КНСП, но и для отдельных карьеров - единственность решения вопроса разработки нижних горизонтов с помощью этого вида транспорта и с экономической и с технической стороны.

Таким образом, имеются значительные горно - производственные предпосылки для внедрения подъемников в системе транспорта глубоких карьеров. В первую очередь, это относится к ряду месторождений цветных металлов, характеризующихся благоприятными природными и горнотехническими факторами: I) значительной проектной глубины; 2) крутыми углами погашения бортов; 3) малыми размерами в плане; 4) высокой интенсивностью разработки.

КНПС является новым видом транспортных средств. Эта техника делает свои первые шаги в горной цромышленности нашей страны.

В ранее выполненных проектных работах и научных исследованиях не могли быть достаточно полно уточнены многие факторы, влияющие на ритмичную и безотказную работу КНСП. Поэтому вопросы изучения работоспособности их механического оборудования в реальных условиях эксплуатации являются актуальными и приобретают существенное значение.

Цель.' работы. На основании анализа эксплуатационной долговечности механического оборудования КНСП и процесса взаимодействия каната с ка&атоподщерживающими роликами разработать и практически реализовать рекомендации по конструированию и модернизации КНСП, обеспечивающие существенное снижение эксплуатационных расходов и повышение надежности этих систем.

Научные положения, разработанные лично диссертантом и их новизна: впервые разработана научно обоснованная методика определения эксплуатационной надежности и долговечности работы элементов ШСД, позволившая установить, что наиболее слабыми зве-ншми являются канатоподдерживающие роликоолоры, крепление подвижной ступицы заклиненного барабана подъемной машины, нижняя загрузочная и верхняя разгрузочная станции; впервые установлено, что скорости и ускорения вертикальных колебаний подъемного каната неодинаково распределяются по длине трассы КНСП и имеют максимальные значения у щэайних ро-ликоопор и минимальные в середине, вследствие этого энергия удара канатов о роликоопоры достигает максимальных значений на крайних роликах, что необходимо учитывать при их выборе и разработке конструкций;. впервые получены аналитические зависимости для определения скорости соударения каната о крайние ролики, на основе которых разработан метод расчета, позволивший определить рациональные параметры роликов и упругих роликоопор с учетом условий их эксплуатации.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций достигается применением апробированных аналитических и численных методов решения уравнений, описывающих динамику каната и роликоопоры; апробированных современных методов экспериментальных исследований с применением стандартной аппаратуры, обширным статистическим материалом; достаточной сходимостью результатов теоретического и экспериментального исследований, (расхождения 15-20$) проверкой разработанных рекомендаций в течение продолжительного времени в производственных условиях.

Значение работы состоит в разработке методики получения и обработки данных эксплуатационной долговечности КНСП, которая может быть использована в будущем при эксплуатации экспериментальных и опытных образцов новых КНСП; инженерных методик расчета, скорости удара каната о крайние ролики,определения энергии удара и рациональных параметров роликоопор; в создании и внедрении новых конструкций крепления подвижной ступицы заклиненного барабана подъемной машины, канатоподцерживающей ролико-опоры, секторного затвора и шиберной заслонки, а также в разработке рекомендаций по созданию отечественных КНСП.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Результаты теоретического и экспериментального исследований легли в основу модернизации механического оборудования КНСП Сибайского карьера в 1974 - 1979 годах. Годовой экономический эффект составил 124,9 тыс.рублей. Разработанные конструкции могут быть использованы проектными институтами и конструкторскими бюро на всех стадиях цроектирования мощных КНСП.

Работа выполнена на Башкирском Ордена Трудового Красного Знамени медно - серном комбинате в г.Сибай по координационному плану ШР Минцветмета СССР, М гос.регистр. 72011452; 75024291. На отдельных этапах исследования принимали участие Абросимов А.Ф. Пестряков В.А. и Тверской Д.Я.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ I.I. Состояние вопроса

Впервые в нашей стране вопросами применения КНСП для транспорта горной массы из карьера стали заниматься ученые Свердловского горного института им.В.В.Вахрушева, проф.Новожилов М.Г. /28,317, Васильев М.В. [LT], Хохряков B.C. /"357, Носырев Б.А. /347, Троп А.Е. /47]. Ими были проведены теоретические исследования и научно доказана целесообразность применения ШШ для глубоких карьеров. Схемы цредложенных КНСП приведены на рис.1.I.

Наиболее проста и надежна одноканатная барабанная подъемная установка в традиционном исполнении (рис.1.1,а), допускающая сравнительно большую величину статической неуравновешенности, которая может составлять 60 - 70%. Схема предпочтительна во всех случаях, когда это допускают тяговые свойства каната и надежность подъемной машины /%/.

Интересные решения применения многоканатных систем подъема со шкивом трения предложены проф.А.Е.Тропом (рис.1.1,в,г,д). С целью увеличения тяговой способности шкива трения он предлагает использовать натяжное устройство на уравновешивающей ветви каната. В этом случае при угле обхвата канатоведущего барабана порядка 190° практически всегда можно получить удовлетворительное значение коэффициента безопасности против скольжения. Однако, применение такой системы подъема требует использования противовеса. Наличие противовеса усложняет разгрузку подъемных сосудов и общую конструкцию комплекса подъемной установки.

Заслуживает большого внимания предложение проф.А.Е.Тропа о применении многоканатных бобинных систем подъема (рис.1.1,6). В этом случае используются барабанные тяговые органы навивки с

Рис.1.I. Схемы наклонных ситовых подъемников а - одноканатная подъемная установка;

- многоканзтная бобинная система подъема;

- многоканатные системы подъема со шкивом трения;

- блоковые подъемники с полисдастным устройством;

- подъемная установка с разделением барабанов на отдельные секции. б в,г,д е ,ж и

разделением барабана на отдельные секции по числу тяговых канатов. Предложение является реальным и по-видимому может найти применение на КНСП. Основываясь на технико - экономическом анализе и сравнительной оценке конкурирующих видов транспорта, проф.Новожилов М.Г. /"307 приходит к выводу о возможности широкого применения для подъема из глубоких карьеров массовых грузов (пустых пород вскрыши и полезного ископаемого) канатными наклонными подъемниками с подъемными машинами и канатами серийного цроизводст-ва.

Рассматривая область применения КНСП в системе комбинированного транспорта, проф.Новожилов М.Г.установил /Г297, что подъемник, оборудованный пятидесятитонными скипами, может обеспечить производительность карьера до 10 млн.т в год при подъеме вскрышных пород с глубины 195-285 м и полезного ископаемого с глубины 300 м.

Проф.Васильев /10.7, рассматривая рациональные границы применения различных видов карьерного транспорта, показал, что наиболее эффективное решение проблемы разработки месторождений открытым способом может быть обеспечено только путем использования комбинированного транспорта. При разработке карьеров малой и средней производительности скиповой подъем в сочетании с автотранспортом рационально использовать.с глубины 250м,а при разработке карьеров большой производительности - начиная с глубины 150 м. Использование комбинированного автомобильно - скипового транспорта наиболее благоприятно при разработке наклонных и крутопадающих месторождений, узких, с ограниченными размерами в плане и сужающихся с глубиной, вызывающих при разработке необходимость удаления большого объема пустых пород, благоприятными факторами следует считать" наличие устойчивых скальных пород в бортах, позволяющих расположить наклонные пути под углом, соответствующим углу погашения борта карьера. Главными достоинствами канатных подъемников является их высокая производительность и наименьшая протяженность транспортного пути.

Проф.Хохряков B.C. /49/ обращает внимание на существенный недостаток комбинированного транспорта - необходимость двойной перегрузки внутри карьера и на поверхности, что ограничивает область его использования. Ограничение связано, главным образом, с применением автосамосвалов при коротких расстояниях откатки. Окончательный выбор вида транспорта и его комбинаций может быть осуществлен только на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

Л.А.Сорокин установил /"24,427, что наиболее специфической областью применения КНСП на карьерах являются глубины, начиная от 150 - 180 м и более. При этом производительность карьеров может достигать 100 - 120 млн.т в год. Возможно применение КНСП для спуска руды на нагорных карьерах с перепадом высот до 300600 м. По своим эксплуатационно - техническим возможностям КНСП могут обеспечить с высокой экономичностью валовую и селективную разработку наклонных и крутопадающих месторождений без ограничения последних по размерам, пространственному залеганию и качественной характеристике сырья.

Исследованиями, выполненными в Свердловском горном институте /34,35] было установлено, что в качестве объекта применения подъемников целесообразны глубокие, преимущественно рудные и, частично, угольные карьеры.

Еще в 1966 - 68 г.г. такими крупными исследователямикак Спи-ваковский А.О., Новожилов М.Г.и др. /30,42,447 доказано, Что уже на тот период в нашей стране насчитывалось более 50 глубоких карьеров, отработка которых требовала применения комбинированных схем транспорта с КНСП. Со временен таких карьеров стало больше, а в дальнейшем без применения КНСП отработка нижних горизонтов глубоких карьеров станет просто невозможной.

В монографии [10] систематизирован материал по KHC1I и приведены горнотехнические и технико - эксплуатационные показатели некоторых перспективных карьеров (табл.I.I).

Проф. Б.А.Носыревым /"32,33,34] исследованы вопросы, связанные с расчетом и проектированием KHCLI: оптимальные режимы, конфигурации, а также коэффициент тары скипа, устойчивость и оптимальная скорость движения сосуда.

Проблема применения большегрузных подъемных сосудов связана с ограниченной тяговой способностью канатов. Подъем большегрузных скипов возможен только при подвесе сосудов на нескольких стандартных канатах. С помощью мяогокататной установки можно поднимать скипы с полезным весом до 240 - 260 т [I],

Исследованиями/"23,4?,517 доказано, что, как правило, наибольший износ и наименьший срок службы у канатов на наклонных подъемниках (табл.1.2). Происходит это за счет дополнительного истирания поверхности проволок о почву и поддерживающие ролики.

Исследованиями МакНИИ [II] было показано, что с увеличением предела прочности проволок в канатах возникают напряжения выше предела их усталости и они быстро выходят из строя. Вследстс вии этого рекомендуется принимать = 1,76 . 10 IIa, так как на наклонных подъемах канат испытывает большие знакопеременные нагрузки.

Производительность КНСП определяется грузоподъемностью скипа и продолжительностью паузы между циклами подъема, а также режимом работы подъемника.

Таблица 1.1

Параметры некоторых глубоких карьеров и перспективы применения наклонных скиповых подъемников /"297

Карьеры

Угол подъема град

Максимальная скорость подъема, м/с

Грузоподъемность скипа, т

Конечная глубина карьера, м

Гайский 30 - 45 7,0 40 380

Сорский 29 6,8 40 400

Зырянове кий 26 - 42 10 27 300

Николаевский 35 - 38 9,6 40 400

Ждановский участок 41 - 43 - 40 350

Западный

Баженовское 22 - 44 4.97-13. 40-65 680

Сарбайский 40 4-5 180-200 630

Бачатский 37 - 43 6-8 65 500

Учалинский 30 - 45 7,0 40 480

Центральный 45 6-8 40 500

Соколовский 28 - 39 40 432

Исходя из горнотехнических условий применения ЕНСП, а также, принимая оптимальные скорости движения сосудов, определяется возможная производительность подъемников. [10, 287.

Однако, правильнее принимать значение скорости по оптимально наивыгоднейшим экономическим затратам. В работе /"487

Таблица 1.2.

Срок службы канатов с точечным касанием проволоки (ГОСТ 3070-63 и ГОСТ 3071-63)

Тип подъемной Средний 1 Угольный ' Источник установки срок бассейн информации службы каната, сут

Наклонная 192 - 236 Кузбасс ВостНИИ

Вертикальная 180 - 243

Наклонная 90 - 182 Донбасс МаьШИ [I]

Вертикальная 252 Кизел Пермский политехнический интитут

Наклонная 134 Кизел Свердловский горный институт приведена методика определения скорости движения сосудов, при которой затраты на подъем будут минимальными.

Основываясь на типичных условиях применения подъемников, на карьерах МДМ СССР получили ряд скоростей движения в зависимости от грузоподъемности скипа /327, которые приведены в табл. 1.3.

Что касается грузоподъемности скипа, то ее целесообразно принимать равной грузоподъемности самосвала. В исключительных

Таблица 1.3. Зависимость грузоподъемности скипа от скорости

Грузоподъемность скипа, т 40 65 80 НО 160 220

Скорость, 7,25 5,7 5,15

6,1 4,65 4,45 м/с случаях возможно двухкратное, но не более соотношение между гру-зоподъемностями этих сосудов. Дело в том, что с увеличением кратности резко снижается производительность подъема за счет возрастания паузы между циклами подъемных операций.

Доцентом В.Л.Быковым /3,47 рассмотрены схемы КНСП и область применения многоканатного подъема с канатоведущим шкивом,трения, а также конструкции скипа с различными способами разгрузки.

Ввиду большой длины кузова скипа и движения по наклонному пути, участок пути в разгрузочных кривых может достигать 10 -25 м. Так, например, для скипа грузоподъемностью 40 т и угле наклона пути равном 43° разгрузочные кривые получились длиной 18 м.

Коллективом инженеров института "Унипромедь" во главе с И.В.Удачным предложена принципиально новая конструкция скипа с гидравлическим органом разгрузки без устройства разгрузочных кривых, которая существенно сокращает паузу между подъемами и дает возможность применять трехпериодную диаграмму скорости, что позволяет уменьшить время цикла на 30%.

В результате комплексного исследования наивыгоднейших параметров и анализа технических возможностей создания КНСП разной мощности выявлено и рекомендовано в ряд скипов включить пять предпочтительных моделей на 27, 40, 75, 160 и 220 т, область применения и основные технические параметры которых детально рассмотрены в работах Г33,357.

Обзор работ советских ученых в развитии комбинированного транспорта с КНСП показывает на эффективность их применения при отработке глубоких карьеров, рациональных границ открытых горных работ.

Однако, в отечественной литературе практически отсутствуют работы по опыту эксплуатации КНСП на открытых горных разработках, в то время как за рубежом накоплен значительный опыт их эксплуатации.

В Ы В, О' Д Ы

1. В результате экспериментального исследования впервые установлено, что частоты, амплитуды, скорости и ускорения вертикальных колебаний подъемного каната неодинаково распределяются по трассе КНС11 и имеют максимальные значения у крайних роликоо-пор и минимальные в середине трассы. Вследствие этого энергия удара каната о роликоопоры достигает максимальных значений на крайних роликах, что приводит к быстрому их разрушению. При проектировании новых КНСП следует крайние 2-3 роликоопоры разрабатывать более надежными и устанавливать их с меньшим шагом.

2. Получены аналитические зависимости для определения скорости соударения каната о крайние ролики, на основе которых разработана методика расчета сил удара и рациональных параметров роликоопоры. Определены рациональные значения массы ролика 20 кг, 4 соотношения жесткостей 0,1 С1= 7,2. .10 Н/м и рабочая толщина обрезиненного слоя ролика 30 млн.

3. Положенные в основу новой конструкции роликоопоры результаты .теоретического исследования динамики взаимодействия каната с канатоподдерживающим роликом позволили увеличить срок его службы в 11,2 раза по сравнению со старой конструкцией.

4. Результаты теоретического и экспериментального исследований показывают, что основные элементы конструкций ЕНСП малонадежны и требуют разработки мероприятий, новых конструктивных элементов и их внедрения.

4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ, НОВЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ ИХ НА КНСП

Эксплуатационные наблюдения и экспериментально - теоретические исследования выявили наиболее уязвимые элементы КНСП и свидетельствуют о наличии больших поперечных колебаний каната, сопровождающиеся его ударами о поддерживающие ролики, которые приводят к преждевременному выходу их из строя.

В связи с этим возникла необходимость в разработке новых и модернизации существующих конструктивных элементов КНСП, проведением промышленных испытаний с целью повышения эффективности их работы.

На основании результатов выполненных исследований были разработаны конструктивные изменения загрузочной станции, подъемной машины, разгрузочной станции и канатоподдерживающих роли-коопор, которые после промышленных испытаний внедрены на подъемнике .

Карта статистической сводки времени безотказной работы элементов КНСП после модернизации приведена в приложении 2.

4.1. Разработка и внедрение новой конструкции канатопод-держивающей роликоопоры

Результаты наблюдений за эксплуатацией канатоподдерживающих роликов и характером разрушений, а также теоретических и экспериментальное их исследования свидетельствуют, что их выход из строя зачастую происходит не в следствие эксплуатационного износа, а из-за больших скоростей соударения каната с роликами при его движении и необоснованных конструктивных параметров. Поэтому для повышения долговечности роликов необходимо устранить выявленные в результате исследований конструктивные недостатки, к которым можно отнести небольшой слой упругой футеровки ( 5 = 10 мм) ролика, большой момент инерции его, а также слишком большая жесткость всей роликоопоры.

На основании результатов теоретического исследования была разработана новая конструкция роликоопоры (рис.4.1), состоящей из центрального подпружиненного ролика и двух боковых роликов предотвращающих боковое смещение каната. Толщина упругой футеровки центрального ролика по расчетным данным принята ¿5= 30 мм, 4 что обеспечивает жесткость Ci - 7,2 .10 Н/м, а масса ролика уме--, ньшена до 20 кг. С целью увеличения податливости центрального ролика подего подвижной опорой установлена пружина, жесткость которой, согласно теоретическому исследованию принята 0,1 Ci .

Поддерживающие роликоопоры новой конструкции были установлены 10 августа-1975 года на Сибайском наклонном скиповом подъемнике и эксплуатировались в аналогичных с роликами заводской конструкции условиях (рис.4.2,). За работой и состоянием опорных роликов осуществлялось постоянное визуальное наблюдение и один раз в сутки производился их осмотр. Результаты осмотра заносились в специальный журнал.

Наблюдения за эксплуатацией роликов новой конструкции велись в течение 150 дней.

Результаты сравнительных испытаний приведены в табл.4.I., из которых следует, что срок службы новых роликоопор, установленных по краям трассы в среднем в 11,2 раза больше, чем у опор заводской конструкции.

Обработка данных наблюдений (см.приложение 3) за работой капа топодцерживающих роликов с учетом выполенной модернизации по

С к и п скип

Рис.4.2. Схема установки модернизированной конструкции родикоодор

I', 2;, 3;, Ъ[ б' - роликоодоры новой . конструкции 1,2,3„4,5,6 - роликоодоры заводской конструкции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В процессе выполнения диссертационной работы получены следующие научные и практические результаты:

I. На основании изучения отказов КНСП впервые эксплуатирующегося в СССР: установлено, что наибольшее количество отказов имеют загрузочная станция /2 = 152, канаты и канатоподдерживающие ролики П. = 236.

Несоответствие конструктивных элементов разгрузочной станции (шиберных заслонок и цепных затворов) жестким условиям эксплуатации не обеспечили селективную выдачу горной массы через подъемник, а вкладыши подвижной ступицы заклиненного барабана подъемной машины износились через 19 месяцев работы, трудоемкость замены которых составляет 2130 ч/часов. Доля простоев подъемника на плановых и аварийных ремонтах составила 36,4 % от календарного времени.

При этом, коэффициент готовности этих элементов, характеризующий их эксплуатационную надежность составил величину порядка. 0,65, что необеспечивает высокопроизводительную работу наклонного скипового подъемника. Это свидетельствует о необходимости проведения дополнительных исследований с целью определения путей и разработки мероприятий по увеличению . надежности наиболее слабых элементов КНСП.

2. Теоретически и экспериментально установлено, что в момент начала движения скипа происходит колебание каната в вертикальной плоскости, что приводит к жестким ударам его о канатом ддерживающие ролики, при этом выход из строя роликов происходит не в следствие эксплуатационного износа, а из-за высоких (до 3,1 м/с) скоростей соударения.

3. В результате теоретического исследования определена скорость соударения каната о ролик,установлены рациональные значения массы ролика, его рабочей толщины обрезиненного слоя, соотношений жесткостей резины и демпфирующей пружины в зависимости от параметров установки обеспечивающие снижение динамических нагрузок в 1,7 и увеличение срока службы роликоопоры в 11,2 раза.

4. Проведенные экспериментальные и теоретические исследования позволили создать принципиально новые конструкции крепления ступицы барабана подъемной машины, секторного затвора, шиберной заслонки и канатоподдерживающей роликоопоры с демпфирующим центральным роликом.

5. Результаты опытно-промышленных испытаний на действующем подъемнике Сибайского карьера свидетельствуют о том, что предложенные конструкции механического оборудования отвечают условиям эксплуатации, отличаются от существующих простотой в обслуживании, высокой работоспособностью, обеспечивают селективную выдачу горной массы и достижение проектной производительности КНС11. Эти конструкции приняты к внедрению МЦМ СССР и фирмой "Зимаг"-Трансплан" ФРГ и будут использованы при проектировании и изготовлении новых подъемников.

6. На основании полученных значений эксплуатационной долговечности элементов подъемника, интенсивности и периодичности их отказов, разработана научно обоснованная структура планово-предупредительного ремонта, которая устанавливает периодичность, продолжительность, трудоемкость плановых ремонтов, технического обслуживания и допустимое время работы подъемника в сутки.

7. С учетом достижений отечественной и зарубежной техники опыта монтажа, эксплуатации подъемника на Сибайском карьере, а также результатов исследования даны рекомендации по созданию отечественных карьерных подъемников на базе применения прогрессивных приводов, тормозных систем, канатов повышенной прочности, рациональных емкостей и скоростей движения скипов.

8. Годовой экономический эффект, полученный на Сибайском карьере Башкирского медно-серного комбината, от внедрения результатов исследований' составил 124,9 тыс.рублей.

1. Белый В.Д., Найденко И.С. Шахтные многоканатные подъемные установки. М.: Недра, 1966. - 312с.

2. Белобров В.И. Исследование долговечности шахтных подъ-. емных машин. Киев: Реферат информ. о законч. НИР в ВУЗах УССР. Вып. 15, 1975. - с.22-23.

3. Быков В.Л. Многоканатные подъемные установки с канато-ведущими шкивами для глубоких карьеров. Известия вузов. Горный журнал, 1968, 14, с.124-125.

4. Быков В.Л. Скипы для глубоких карьеров. Научные труды /Свердловский горный ин-т/. Вып.32. Свердловск, 1958, с.255-257.

5. Быков В.Л. Разгрузочное устройство для скипов карьерных многоканатных наклонных подъемных установок. Известия вузов. Горный журнал, 1969, $ 3, - 125с.

6. Бондаревский Ф.П., Корнеев Г.В. Детали машин и подъемно транспортные машины. - М.: Машгиз, 1962. - 551с.

7. Бадальянц Ю.Л. Опыт эксплуатации скипового подъемника на Сибайском карьере. Сборник научных трудов /Магнитогорский горно - металлургический ин-т/. Вып.155, Магнитогорск, 1975 -с.82-84.

8. Бадальянц Ю.Л. Исследование надежности рельсового пути скипового подъемника Сибайского карьера. Сборник научных трудов / Магнитогорский горно-металлургический ин-т/. Вып. 155, Магнитогорск, 1975. - с.51-54.

9. Бадальянц Ю.Л., Малихов З.Л. Модернизация подъемной машины наклонного скипового подъемника. Научно-технический сборник "Цветная металлургия", Москва, 1982, № 9, с.38-39.

10. Васильев M.B., Фадеев Б.В., Хохряков B.C. Наклонные подъемники на карьерах. М.: Госгортехиздат, 1962. - 151с.

11. Васильев М.В. Комбинированный карьерный транспорт. -М.: Недра, 1965. 307с.

12. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - 576с.

13. Власов В.З., Леонтьев H.H. Техническая теория расчета фундаментов на упругом основании. М.: Госстройиздат, 1956. -491с.

14. Голубев В.А., Троп А.Е. Надежность горного оборудования и эффективность его использования. М.: Недра, 1974. -81с.

15. ГОСТ 13377-75. Надежность в технике. Термины и определения. М.: Госкомитет стандартов Совета Министров СССР. -124 с.

16. ГОСТ 17510-79. Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений. М.: Госкомитет СССР по стандартам. - 136с.

17. Дж.М.Флетчер. Эксплуатация и техническое обслуживание скипового подъемника на карьере Джеффри. Ученые записки. Том ХУП, 1964. - с.86-69.

18. Детали машин. /Добровольский В.А., Заблонский К.И., Мак С.Л. и др. М.: Машиностроение, 1972. - 604с.

19. Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. М.: Мир, I960. - 604с.

20. Казак С.А. Динамика мостовых кранов. М.: Машиностроение, 1968. - 332с.

21. Качурин: В.К. Сборник задач по сопротивлению материалов. М.: Наука, 1970. - 326с.

22. Куликов A.B., Куликов B.B., Мелешкин С.М. Разработка железорудных месторождений за рубежом. М.: Госгортехиздат, i960. - 488с.

23. Кубарев С.М. Исследование механического оборудования карьерного наклонного скипового подъемника. Диссертация на соискание учейой степени канд.техн.наук - Свердловск, 1970, с. 31-32.

24. Кормильцев В.А., Сорокин Л.А. Аналитический метод определения основных параметров наклонных скиповых подъемных установок для открытых работ. Известия вузов. Горный журнал, 1963, Jö 8 - 100с.

25. Левенсон Л.Б. Теория механизмов и машин. М.: Маш-гиз, 1954. - 504с.

26. Мелентьев Ю.И., Бадальянц Ю.Л. Опыт эксплуатации наклонного скипового подъемника. В кн.: Спиваковского А.О. Шахтный и карьерный транспорт. - М.: Недра, 1978. - с.303-306.

27. Махно Д.Е., Щадрин А.И. Надежность карьерных экскаваторов и станков шарошечного бурения в условиях севера. М.: Недра, 1976. - 164с.

28. Новожилов М.Г. Основные вопросы открытой разработки месторождений на больших глубинах. Диссертация на соискание учен.степени доктора техн.наук - Свердловск, 1954, с.156-158.

29. Новожилов М.Г., Селянин В.Г., Троп А.Е. Глубокие карьеры. М.: Госгортехиздат, 1962. 256с.

30. Новожилов М.Г. Некоторые основные вопросы открытой разработки месторождений на больших глубинах. Научные труды Магнитогорского горно-металлургического ин-га, вып.12, Магнитогорск, 1957. - с.34-35.

31. Новожилов М.Г.j Селянин В.Г. Совершенствование техники и технологии открытой разработки железорудных месторождений.- М.: Высшая школа, 1961. 156с.

32. Носырев Б.А. Выбор режима замедления мощных наклонных карьерных подъемных установок. Научные труды Свердловского горного ин-та (СГИ), вып.51, Свердловск, 1968. - с.55-57.

33. Носырев Б.А., Кубарев С.М. Грузовой коэффициент наклонных подъемных установок. Известия вузов. Горный журнал, 1963, гё 8, с.28-30.

34. Носырев Б.А. Определение оптимальных параметров скипов наклонных карьерных подъемных установок. Научные труды Свердловского горного ин-та (СГИ), вып.51, Свердловск, 1968,с.59-64.

35. Потураев В.Н. Дырда В.И., Надутый В.П. Резина в горном деле М.: Недра, 1974. - 152с. .

36. Зг/. Потураев В.Н. Резиновые детали машин. М.: Машиностроение, 1977. - 216с.

37. Рахутин Г.С. Вероятностные методы расчета надежности, профилактики и резерва горных машин. М.: Наука, 1970. -202с.

38. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1974. - 655с.

39. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин. М.: Высшая школа, 1974. - 205с.

40. Сирил, М.Харрис. Справочник по ударным нагрузкам Л.: Судостроение, 1980. - 189с.

41. Сорокин Л.А. Исследование технологии и условий зффек-тивной разработки глубоких карьеров с применением скиповых подъемников. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. - Свердловск, 1966. - с.94-97.

42. Соколовский В.И., Казак С.А. Динамика крупных машин -М.: Машиностроение, 1969. 456с.

43. Сдиваковский А.О., Потапов М.Г., Андреев A.B. Транспортные машины и комплексы открытых горных разработок. М.: Недра, 1968. - 492с.

44. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле М.: Наука, 1967. - 444с.

45. Топчиев A.B., Гетопанов В.Н., В.И.Солод, Шпильберг И.Л. Надежность горных машин и комплексов. М.: Недра, 1968.- 88с.

46. Троп А.Е. Многоканатные подъемные установки для открытых горных разработок. Известия вузов. Горный журнал, 1958,1. JS 5, с. 60-62.

47. Тулин B.C. Электропривод и автоматика многоканатных рудничных подъемных машин. М.: Недра, 1964. - 194с.

48. Хохряков B.C. Автомобильный транспорт на карьерах.- М.: Высшая школа, 1966. 218с.

49. Цейтлин Н.И. Подъемно-транспортные машины М.: Высшая школа, 1962. - 192с.

50. Шиллинг Р., Адаме Б. Наклонные скиповые подъемники -Научные труды американского ин-та горных инженеров, инженеров- металлургов и нефтяников М.: Недра, I97I. - с.151-155.

51. Шинковский В.А. Исследование состояния и путей снижения загрязнения атмосферы карьеров Кривбасса токсичными газами. Автореферат дисс.канд.техн.наук. - Днепропетровск, 1971. -19с.

52. Шор Я.Б., Кузьмин Ф.И. Таблицы для анализа и контроля надежности М.: Сов.радио, 1968. - 284с.

53. Ушаков К.З., Михайлов В.А. Аэрология карьеров. Под ред. Ржевского В.В. М.: Недра, 1975, - 248с.

54. Надутый В.II. Исследование и разработка защитных и упругих подвесок тяжелых горных машин вибрационного типа для выпуска руды. дисс.канд.техн.наук. 1979. - 154 с.

55. Бадальянц Ю.Л. Экспериментальное исследование поперечных колебаний каната на карьерном скиповом подъемнике.ЩИИЭИцвет-мет. рег.$ 1240-84 деп.тб'с-.

56. Бадальянц Ю.Л. Теоретическое исследование упругого взаимодействия каната с канатоподдерживающим роликом на карьерном скиповом подъемнике. ЦНИИЭИцветмет. Рег.й 1241-84 деп.^11 с.