автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Оптимизация режимов эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов

На правах рукописи

Упоров Сергей Александрович

Оптимизация режимов эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов

Специальность 05.05.06 - "Горные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет"

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Косарев Николай Петрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Красюк Александр Михайлович кандидат технических наук Бухмастов Андрей Владимирович

Ведущее предприятие - ОАО "Артемовский машиностроительный завод "ВЕНКОН"

Защита диссертации состоится 21 декабря в 10 00 час.

на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при Уральском государственном горном университете в зале заседаний ученого совета по адресу:

620144, г.Екатеринбург, Куйбышева, 30

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Уральского государственного горного университета. Автореферат разослан 18 ноября 2004г.

Секретарь

диссертационного совета Д 212.280.03

М.Л.Хазин

■Ые- ч зо

21 аго^

Актуальность проблемы. Важнейшей составной частью концепции ускорения социально-экономического развития страны стала программа модернизации машиностроительного комплекса. Поставленные важнейшие задачи по коренному улучшению продукции машиностроительных отраслей промышленности в полной мере относятся к тяжелому, транспортному и энергетическому машиностроению. Особое место в продукции машиностроительных отраслей занимают вентиляторы главного проветривания метрополитенов, связанное с обеспечением безопасности и поддерживающие жизнедеятельность находящихся в подземных выработках людей. Количество вентиляторов главного проветривания, находящихся в эксплуатации на метрополитенах страны, превышает 1700 единиц. Развитие метрополитенов, а также необходимость реконструкции действующих вентиляционных шахт потребуют освоить выпуск вентиляторов нового поколения.

Между тем качество вентиляторов главного проветривания метрополитенов пока находится на недостаточном уровне. Эффективность эксплуатации вентиляторов крайне низка. Это связано с их работой в зонах, как правило, отличающихся от расчетных. Работу вентиляторов характеризуют процессы динамического взаимодействия с поршневыми эффектами движущихся в метрополитенах электропоездов. Эти процессы вызывают изменения нагруженности элементов конструкций вентиляторов, режимов работы, определяют условия эксплуатации. В результате заданный уровень надежности вентиляторов не обеспечивается. Достижению требуемого уровня качества и оптимизации эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов посвящен круг решаемых в работе вопросов. Следовательно, она актуальна, так как непосредственно связана с одной из важнейших проблем современного машиностроения - проблемой качества.

До настоящего времени динамика взаимодействия осевых вентиляторов, применяемых для главного проветривания метрополитенов, с поршневыми эффектами движущихся электропоездов изучалась недостаточно. Отсутствовали исследования по оптимизации режимов эксплуатации вентиляторов для метрополитенов, работающих в последовательно-параллельных схемах включения с изменением нагружения лопаточных венцов. Не было дано обоснований технических условий эксплуатации. Уровни надежности и качества, а также аэродинамика вентиляторов рассчитывались по аналогии с шахтными вентиляторами главного проветривания, что при низких потребных коэффициентах давления и отсутствии элементов автоматического регулирования делало их неконкурентоспособными. Отсюда решение поставленных вопросов представляет собой важную научно-практическую задачу.

Диссертация выполнялась с учетом содержания протоколов собрания электромеханических служб метрополитенов России и стран СНГ под эгидой международной хозяйственной ассоциации "Метро"

РОС » I • 4..!ЬНАЯ

> кА

С ! „

гво^рк

Цель работы состоит в создание рациональных конструкций и оптимизации режимов эксплуатации вентиляторов при условии обеспечения роста их технико-экономических показателей.

Идея работы заключается во взаимосвязанном использовании энергии воздушных потоков, создаваемых вентиляторами главного проветривания метрополитенов для снижения габаритов и металлоемкости вентиляторов, повышения их надежности и роста технико-экономических показателей эксплуатации; в установлении закономерностей формирования рабочих режимов и динамических нагрузок осевых вентиляторов главного проветривания метрополитенов для создание рациональных конструкций и оптимизации режимов эксплуатации вентиляторов при условии обеспечения роста их технико-экономических показателей.

Задачи исследований . В диссертации поставлен и решен ряд взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

• обобщение фактических режимов эксплуатации и прогноз основных характеристик вентиляторов главного проветривания метрополитенов нового поколения;

• оптимизация режимов работы вентиляторов;

• обоснование систем расчета и технических условий эксплуатации вентиляторов метрополитенов;

• разработка и совершенствование номенклатуры показателей качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов, определение уровней надежности и их оптимизация на стадии проектирования и эксплуатации.

Методы исследований. Статистические и динамические характеристики вентиляторов в условиях эксплуатации на метрополитенах и в транспортных тоннелях изучались экспериментальными методами с применением серийных измерительных средств. Обобщение режимов эксплуатации, прогноз основных характеристик вентиляторов нового поколения, расчеты уровней надежности выполнены методами математической статистики. Основные теоретические результаты получены с использованием положений прикладной газовой динамики. Численное решение системы уровней газовой динамики осуществлялось методом характеристик. Для определения аэродинамических качеств вентиляторов и эксплуатационных свойств элементов их конструкций проводились стендовые испытания.

Научные положения, защищаемые в диссертации, сводятся к следующему:

• проектирование й эксплуатация вентиляторов главного проветривания метрополитенов должны осуществляться с учетом поршневых эффектов, возникающих в их подземных выработках при движении электропоездов;

• оптимизация режимов работы существующих вентиляторов должна осуществляться за счет определенного смещения аэродинамических характеристик на координатном поле (<3 - Р эу) и изменения их наклона. Оптимальная эксплуатация вентиляторов нового поколения возможна за счет реализации принципа стабилизации нагрузки на валу при комбинированном

оперативном регулировании частоты вращения ротора и изменении углов установки лопаток рабочего колеса;

• существующий подход к оценке технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов, методов их расчета базирующийся на аналогии с шахтными вентиляторами главного проветривания, не учитывает специфику их эксплуатации в метрополитенах.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждается сравнительной оценкой результатов выполненных теоретических экспериментальных и натурных исследований условий и режимов эксплуатации вентиляторов в метрополитенах и в транспортных тоннелях различных регионов страны.

Научная новизна диссертации состоит в том, что в ней разработаны эффективные методы расчета и испытаний осевых вентиляторов метрополитенов, работающих в условиях нестационарного динамического нагружения:

• выполнено теоретическое обобщение, и решена задача динамического взаимодействия системы «вентилятор - сеть» при движении в тоннелях электропоездов. Установлено, что известные работы в этой области не учитывают обратной связи между вентиляторами и воздушными потоками в сети;

• выявлены зоны фактических режимов работы всех существующих типов вентиляторов главного проветривания метрополитенов в различных условиях эксплуатации. Установлено, что серийно выпускаемые вентиляторы ВОМ -18 работают в зонах, существенно отличающихся от расчетных, и, следовательно, имеют низкую эффективность эксплуатации, вследствие несоответствия аэродинамической схемы вентилятора, имеющей относительно высокий коэффициент давления, требованиям вентиляционных систем метрополитенов с относительно малым сопротивлением;

• сформулированы научно-обоснованные требования к вентиляторам главного проветривания метрополитенов нового поколения и системе управления ими. Получены зоны режимов работы вентиляторов, координаты номинальных режимов их работы. Обоснована возможность и необходимость снижения габаритов и металлоемкости вентиляторов за счет перехода на одноступенчатую аэродинамическую схему, уменьшения диаметра рабочего колеса и относительного диаметра втулки, применения лопаток рабочего колеса из пресс-материаллов, применения эффективной схемы организации реверса с разворотом лопаток рабочих колес;

• разработан метод оптимизации режимов работы вентиляторов ВОМ-18 в условиях эксплуатации при движении электропоездов и последовательно-параллельных схемах включения вентиляторов. Метод позволяет учитывать динамические процессы взаимодействия системы «вентилятор - сеть»;

• разработаны принципы построения оптимальных структур ремонтно-эксплуатационных циклов вентиляторов. Показано, что в качестве критерия оптимизации должен быть принят комплексный показатель,

определяющийся суммарной оперативной трудоемкостью всех видов ремонта и потерями ресурса за срок службы вентиляторов; • исследованы фактические уровни надежности вентиляторов ВОМ -18 , определены их интервальные оценки. Показано, что существующая методика, применяемая для оценки технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов, не отражает специфики их эксплуатации. В связи с этим упорядочена структура нормируемых показателей качества, введены понятия «герметичность проточной части» и «нормативный коэффициент реверсирования».

Личный вклад состоит в разработке и практическом внедрении методов расчета и испытаний осевых вентиляторов, работающих в условиях нестационарного динамического нагружения, которые в своей совокупности являются необходимым условием для создания вентиляторов главного проветривания метрополитенов нового поколения и повышения энергетической эффективности эксплуатации вентиляторов существующих конструкций.

В рамках отдельных разделов диссертации личный вклад состоит в выводе основных зависимостей взаимодействия системы «вентилятор - сеть» с учетом обратных связей между вентиляторами и воздушными потоками в комплексе подземных выработок вентиляционной сети и движущимися в них электропоездами; в предложении альтернативных методов расчета аэродинамических схем; в установлении зон фактических режимов работы и причин низкой эффективности эксплуатации существующих типов вентиляторов; в разработке научно-обоснованных требований к вентиляторам главного проветривания метрополитенов нового поколения, заключающихся в переходе на одноступенчатую аэродинамическую схему, уменьшении диаметра рабочего колеса и относительного диаметра втулки, применении лопаток рабочего колеса из пресс-материалов, применении эффективной схемы организации реверса с разворотом лопаток рабочего колеса; в разработке принципа управления вентиляторами, позволяющего использовать поршневой эффект движущихся электропоездов как самостоятельный источник тяги воздуха в подземных выработках метрополитенов; в разработке метода оптимизации режимов работы вентиляторов ВОМ-18; в упорядочении структуры нормируемых показателей технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов; в разработке предложений, направленных на повышение технического уровня и качества вентиляторов.

Практическая ценность диссертации состоит в том, что совокупность разработанных в ней методов и средств, позволяет обоснованно подходить к расчетам эксплуатационных показателей, нагруженности и режимов работы вентиляторов главного проветривания метрополитенов. Практическую ценность представляют исследования режимов работы и параметров, характеризующих уровень фактической надежности, который в конечном итоге является основой разработки оптимальных структур ремонтных циклов вентиляторов. Практическая значимость работы подтверждается также тем,

что ее результаты реализованы при создании инструментального средства -системы оптимизации режимов работы вентиляторов, а также соответствующих методик.

Реализация в промышленности. Работа и ее отдельные разделы внедрены на Артемовском машиностроительном заводе:

• Предложена система оптимизации режимов работы, позволяющая производить наладку вентиляторов в условиях последовательно-параллельных схем включения.

• Предложена к внедрению отраслевая методика оптимизации режимов работы вентиляторов тоннельной вентиляции метрополитенов

• Предложен экспериментальный вентилятор нового поколения, имеющий механизм поворота лопаток и частотное регулирование.

Апробация работы. Работа и ее отдельные главы докладывались на конференциях проводимых международной хозяйственной ассоциацией "Метро" для начальников электромеханических служб метрополитенов России и стран СНГ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из Ведения, четырех глав, заключения и списка литературы из 159 наименований.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕНТИЛЯТОРОВ ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНОВ

Разработка российских вентиляторов главного проветривания (тоннельной вентиляции) метрополитенов шла по пути развития шахтного вентиляторостроения и была неразрывно связано с ним. Поэтому этапы становления шахтного вентиляторостроения характерны для вентиляторов главного проветривания метрополитенов, определяют их технический уровень и качество. Практика эксплуатации вентиляторов серии В показала следующие недостатки:

• отсутствие защиты от попадания пыли и влаги во втулки рабочих

колес и стаканов для крепления лопаток, что приводит к нарушению балансировки ротора и затрудняет поворот лопаток;

• низкий максимальный и средневзвешенный статистический КПД; сварная конструкция кожуха без последующей обработки по внутреннему диаметру не обеспечивает малой величины и равномерности зазора между кожухом и концами лопаток, что влечет за собой снижение давления и КПД вентилятора;

• неудовлетворительная аэродинамическая схема промежуточного

направляющего аппарата;

• упрощенные некрученые лопатки рабочих колес;

• резко седлообразная форма индивидуальных характеристик, что создает предпосылки для неустойчивой работы вентиляторов, особенно при параллельном их включении;

• сильный шум при работе на расчетных окружных скоростях;

• наиболее уязвимые детали вентилятора - подшипники и зубчатая муфта находятся внутри вентилятора, в местах, труднодоступных для досмотра и ухода.

Совершенствование аэродинамических схем и конструкций отечественных вентиляторов главного проветривания метрополитенов неразрывно связано с этапами становления шахтного вентиляторостроения. Наиболее существенный вклад в решение комплекса рассматриваемых вопросов, связанных с разработкой и эксплуатацией осевых вентиляторов для проветривания подземных сооружений, внесли советские ученые К А. Ушаков, И.В. Брусиловский, A.A. Дзидзигури, Г.А. Бабак, Б.А Носырев, Н.Г. Картавый, В.В. Пак, Е.М. Левин, Г.М. Водяник, H.H. Петров, Л.Я. Гимельшейн, И.С. Фрейдлих, Ю.А. Раскин, В.П. Канталинский и др. Принципы организации проветривания метрополитенов отражены в работах П.Н. Смухина, ВЛ. Цодикова, А.Х. Полякова, К.В. Ланчикова. Исследованию горной и тоннельной аэродинамики посвещены работы A.A. Скочинского, И.Е. Идельчика, И.О. Керстена и др. Первые работы по теоретическим расчетам параметров воздушных потоков в тоннелях метрополитенов выполнены Г.Н. Абрамовичем, в последующем продолжены и подтверждены экспериментально на шахтных стволах В.В. Скобуновым.

В своем развитии вентиляторы главного проветривания метрополитенов прошли путь шести типоразмеров - от примитивных конструкций ЦАГИ -16, -19, -25 с плоской ременной передачей и простейшей аэродинамической схемой до современных сложных и энергоемких машин. Последней серийно выпускаемой конструкцией, поставляемой на метрополитены России и стран СНГ, является модифицированный вариант одноступенчатого вентилятора ВОМ-18. Вентилятор имеет высокоэффективную реверсивную аэродинамическую схему, автоматизированные шиберующие устройства, совмещенные со спрямляющими аппаратами, привод с установленной мощностью до 250 кВА. В диссертации дан анализ конструктивного совершенства вентиляторов, рассмотрены преимущества и недостатки каждого типоразмера.

Эффективность эксплуатации вентиляторов ВОМ -18 исследовалась на вентиляционных шахтах Московского метрополитена при одиночной и совместной работе, в прямом и реверсивном режимах, при влиянии поршне-

P'O-VPO'-PJ

Рис.1. Аэродинамические характеристики вентилятора ВОМ-18 и действительные режимы работы

вых эффектов движущихся электропоездов (днем) и без них (ночью). Разработанная программа и методика аэродинамических испытаний вентиляторов в условиях эксплуатации позволила использовать комплекс измерительных средств давления и расхода системы ГСП.

Анализ полученных результатов показал, что исследуемые вентиляторы имеют низкую эффективность эксплуатации. Несмотря на достаточно высокий максимальный КПД, потери энергии в вентиляторах достигают 50-60% от общего энергопотребления. Приводные двигатели вентиляторов при расчетных углах установки лопаток рабочих колес и аппаратов загружены только на 30-70 % Средняя величина эксплуатационного КПД для прямого режима работы вентиляторов составляет 0,198, для реверсивного - 0,142. Установлены причины низкого уровня эффективности эксплуатации:

1) несоответствие аэродинамической схемы вентиляторов требованиям обслуживаемой вентиляционной системы, 2) специфика эксплуатации вентиляторов, определяющаяся динамическим взаимодействием с поршневыми эффектами движущихся электропоездов, 3) отсутствие возможностей оперативного экономичного регулирования у вентиляторов существующих конструкций.

р = 1.2 кг/м3 - плотность воздуха,

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Так как для вентиляторов метрополитенов необходимо обеспечение больших подач при небольших давлениях, относительный диаметр втулок рабочих колес должен быть менее 0,6, что требует для себя обеспечения постоянства статического давления за рабочим колесом

Psvt = р • U • С2и - 0,5 р • C2U2 =const, (1)

где С2и - скорость закручивания

р = 1.2 кг/м3 -

При U = © • г

р ■ со • г ■ C2U - 0,5 р • С2и2 = const. Обозначив р • ш = Ai, 0,5 р = Вь получим А| • г ■ С2и - В| • С2и2 = const. Разделив Полученное выражение на Aj:

r-C2U-D-C2U2 = F где D=B|/Ai; F=const/Ai;

D • C2U2 - r C2U + F = 0 - квадратное уравнение, результаты решения которого приведены на рис. 2 для п=600,750,1000 мин"1, и D=1800 мм.

Рассмотрим на примере вентилятора для метрополитенов с диаметром рабочего колеса D=1800 мм: Для него Psv = 510 Па;

D _ PSV _ 5,0 Л1ЛП

Pjvt -=-=710 Па;

г,, 0,8 0,9

Рассмотрим три варианта распределения скоростей закручивания при 600 мин'1, 750 мин"1,1000 мин"1: При п = 600 мин-1

271-п 2*-600 о -I

со =-=-= 62,8 с ;

60 60

U = со • г = 62,8 • 0,9= 56,5 м/с;

Полученные данные подставляем в выражение (1):

1,2 • 62,8 • г • С2и - 0,5 • 1,2 • С2и2 = 710;

0,6 • С2и2 - 75,36 • г ■ С2и + 710 = 0;

^ _ 75,36 /- ± ,/(75,36 • г)2 -4 0.6 -710 .

С-—-; м/с.

2и 206

При значении г в подкоренном выражении " - " сменится на " + " :

(75,36-г)2 =4 0,6 -710;

г= РЕШИ = 0.55 н/с;

\ 75,36

Анализ зависимостей Сги = f (г), обеспечивающих Р8У( = const при различных значениях частоты вращения рабочего колеса вентилятора (D = 1800 мм), приведенный на рис.2, показывает, что закон распределения скорости закручивания по длине лопасти является также как и при условии радиального равновесия, гиперболическим.

Это означает, что ширина лопаток у втулки и геометрический угол должны иметь большие значения, чем у корпуса. Следовательно, в общем виде профиль лопаток должен быть такой же, как при радиальном равновесии потока. Конечно, закономерности b = f (г) и Д0г = f (г) будут в этом случае другими, а следовательно, и относительные параметры лопаток

рабочего колеса, необходимые для построения их профилей (Ь,р,&в, ,С) и однозначно определяющие геометрию лопаток, также будут другими.

Рис.2. Зависимости скоростей закручивания при условии обеспечения постоянства статического давления по высоте лопаток

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ

Показано, что требуемые изменения суточного расхода воздуха в подземных выработках метрополитенов превышает 2,2 раза с глубиной до 50%. Требуемые изменения подачи вентиляторов в течение года достигают пятикратных величин. Однако, отклонения фактических режимов работы

вентиляторов от заданных, вызванные спецификой динамического взаимодействия с поршневыми эффектами движущихся электропоездов, значительны и в среднем составляют 45% по давлению и 30% по мощности, потребляемой приводом вентиляторов из электрической сети. Это определяет необходимость организации эффективной эксплуатации (регулирования) режимов работы вентиляторов для обеспечения заданной подачи с высокими технико-экономическими показателями.

Предложена методика расчета рациональных составляющих режимов эксплуатации осевых вентиляторов, имеющих элементы аэродинамического и частотного регулирования. Методика предусматривает выбор сочетаний способов регулирования в рамках обеспечения заданной подачи при минимуме суммарных приведенных затрат:

С=СЭ + Ав+Ср + Соб + См + E„C|-»min, (2)

здесь Сэ- стоимость электроэнергии, расходуемой вентилятором за год; А„ -годовые амортизационные отчисления; Ср - годовые затраты на текущие ремонты, ревизии и наладки; С0б - годовые затраты на обслуживание; См -стоимость вспомогательных материалов; Е„ - коэффициент капитальных вложений; С i. сумма капитальных вложений.

Для существующих вентиляторов критерий (6) сводится к критерию минимума потребляемой мощности:

N=Ni (Pi, Qi,tii,0i ,oov ) —>min (3)

при ограничениях

Qi= QM(t); Pi <0,9 Psv max; (4)

GieB; on S юпред доп (5)

В постановке задачи (3) требование обеспеченности заданного режима Qi= С>мд(0 из целевой функции перенесено в ранг ограничений, а область технической реализуемости возможных режимов вентилятора ограничена зоной устойчивой работы Pi <0,9 Psv max, множеством углов установки лопаток рабочих колес 8isB и предельно допустимой частотой вращения ротора вентилятора.

Для вентиляторов ВОМ-18 решение задачи оптимизации режимов работы осуществлялось путем выбора регулировочных качеств (настройки) вентиляторов с помощью инструментального средства - системы оптимизации режимов регулирования СОРР ВОМ-18. В отличие от известных средств система позволяет в динамических режимах по отклонениям световых индикаторов достигать соответствия друг другу регулировочных характеристик совместно работающих вентиляторов и , как следствие минимума энергопотребления согласно выражению (3).

Для вентиляторов главного проветривания метрополитенов нового поколения, имеющих механизм поворота лопаток рабочего колеса на ходу и частотное регулирование, оптимизация энергопотребления осуществляется за счет принципа стабилизации нагрузки на валу. Интенсивность и диапазон изменения частоты вращения ротора вентилятора определяются сигналом рассогласования между уровнем нагрузок стационарного режима и режимов с поршневыми эффектами. Аэродинамическое регулирование при этом осуществляется по заданной в течение определенного времени программе в соответствии с выражением (2).

УРОВНИ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА ВЕНТИЛЯТОРОВ.

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ И ПОВЫШЕНИЯУРОВНЯ КАЧЕСТВА

Дан анализ применения существующей методики оценки технического уровня и качества шахтных вентиляторов главного проветривания. Показано, что между вентиляторами главного проветривания метрополитенов и шахтными вентиляторами существуют отличия функционального характера, связанные с требованиями реверсирования, шиберования, а также режима эксплуатации, группы надежности и класса изделий. Для определения категорий качества, сравнения конструкций, выбора оптимального варианта в процессе создания новых вентиляторов главного проветривания метрополитенов предложено упорядочить существующую номенклатуру технического уровня и качества (табл. 1).

Известные трудности при расчетах обобщенного показателя качества для вентиляторов главного проветривания метрополитенов представляет процесс получения достоверной информации, характеризующий уровень фактической надежности вентиляторов. В качестве источников первичной информации о надежности вентиляторов использовались опросные листы эксплуатационных данных Артемовского машиностроительного завода, акты рекламации, паспорта и формуляры, акты ревизии вентиляторов, заявки и перечни расходования запасных частей к вентиляторам, сводки по техническому состоянию вентиляторов в электромеханических службах метрополитенов.

В работе методами непараметрической статистики доказана существенность различия показателей безотказности вентиляторов, эксплуатирующихся на различных по типу шахтах - станционных или перегонных. Однако на стадии создания новых вентиляторов проведение подобного разделения нецелесообразно. Так как рассматриваемые вентиляторы являются изделиями серийного производства, то при их разработке или модернизации должны использоваться усредненные показатели безотказности. В диссертации определены обобщенные средние точечные оценки параметров опытного распределения и их доверительные границы. Построены полигоны наработок между отказами и гистограммы

11

распределения частостей отказов по отдельным узлам и для вентилятора в целом. Определены функции распределений обобщенной средней наработки между отказами и плотности вероятности безотказной работы.

Таблица 1

Номенклатура нормируемых показателей качества

Наименование Значение

ВОМД-24 ВОМ-18 ВОМ-18"

Показатели назначения

Номинальная подача, м7с 47 38 45

Номинальное полное давление, Па 615 540 560

Герметичность проточной части 0,05 0,02 0,03

Средневзвешенный КПД в зоне рабочих режимов 0,67 0,73 0,77

Нормативный коэффициент реверсирования 0,92 0.98 0,98

Адаптивность 0,5 1,0 1,0

Удельная площадь, м"7кВт 7,9 6,2 5,4

Показатели надежности

Средняя наработка на отказ, ч 14430 15000 16000

Средний ресурс до КР, ч 13176 50000* 50000*

Средний срок службы до КР, мес. 31,2 84* 84*

Объединенная удельная оперативная трудоемкость ремонтов, чел. ч/год 355 158 158

Коэффициент готовности 0,87 0,97 0,97

Удельная трудоемкость изготовления, чел.ч/кВт 27 31 27

Удельная масса, кг/кВт 352 341 337

Показатель уровня шума 0,62 - -

* Требование нормативов

В работе даны точные оценки параметров распределения показателей долговечности вентиляторов ВОМ-18. Полученные значения показателей и их анализ позволяют утверждать, что техническому состоянию вентиляторов станционных шахт уделяется больше внимания. Очевидно, что вентиляторы станционных шахт более доступны для текущих ремонтов и осмотров и, следовательно, чаще им подвергаются. Однако, отключение их более ощутимо для изменений микроклимата станций, и поэтому, с учетом чисто психологического аспекта, это заставляет принимать оперативные решения по восстановлению их работоспособности.

12

Фактическая ремонтопригодность вентиляторов оценивалась в соответствии с выбранной номенклатурой. Значения показателей определены в результате анализа данных по текущим, средним и капитальным ремонтам, собранным в подразделениях электромеханической службы Московского метрополитена и по технологическому процессу сборки вентиляторов на Артемовском машиностроительном заводе. Помимо абсолютных значений методами типовых нормативов определены трудоемкости среднего и капитального ремонтов в относительных единицах.

Установлено, что наблюдается перераспределение трудовых затрат между видами ремонтов. Это объясняется недостаточной отработанностью конструкции ВОМ-18 на технологичность при ТО и ремонте и подтверждается небольшим по сравнению с КР значением технологической трудоемкости сборочных работ на АМЗ. Предложенная в ходе нормирования технология среднего и капитального ремонтов вентилятора ВОМ-18 послужила основой для разработки технологии ремонта модернизируемой и новых конструкций вентиляторов главного проветривания метрополитенов.

Анализ результатов статистической обработки сроков хранения показал, что в среднем его величина составляет около двух лет. При этом имеются данные о вентиляторах, у которых срок хранения превышал 5 и даже 6 лет. Проверка принадлежности таких значений в выборке к генеральской совокупности по критерию Ирвина подтвердила их случайный характер.

Для вентиляторов главного проветривания метрополитенов, восстанавливаемых только при отказах, причем с возможным запаздыванием в обнаружении отказа, коэффициент готовности зависит от наработки между отказами, продолжительности восстановления работоспособности и интервала времени от момента возникновения отказа до его обнаружения. Величины коэффициента готовности определены отдельно для вентиляторов станционных и перегонных шахт и составили соответственно 0,94 и 0,87. Полученные значения являются достаточно высокими, так как для широкого класса горных машин коэффициент готовности изменяется в пределах 0,780,88.

На основании полученного фактического материала о надежности вентиляторов ВОМ-18 в работе осуществлен расчет нормируемых показателей надежности модернизируемого вентилятора ВОМ-18 и дана их оценка в сравнении с базовой конструкцией. Комплекс проведенных конструкторских и организационных мероприятий в целом обеспечивает повышение его надежности.

Показано, что повышение уровня качества вентиляторов связано с совершенствованием методов их испытаний. Существующий подход к проведению промышленных стендовых испытаний вентиляторов главного проветривания метрополитенов не учитывает характер их нагружения в процессе эксплуатации. В силу этого в диссертации определены основные

направления по разработке программы ускоренных ресурсных испытаний, соответствующие характеру эксплуатации вентиляторов в вентиляционных сетях метрополитенов. Предложена классификация методов испытаний, определены численные значения коэффициентов ускорения по наработке и по времени и коэффициента перехода, установлена зависимость этих показателей от основных эксплуатационных факторов - схем включения вентиляторов и частоты движения электропоездов.

Рассмотрены компоновочные схемы вентиляторов главного проветривания метрополитенов нового поколения с механизмами поворота лопаток рабочего колеса. На основе системного подхода, учитывающего особенности конструкции, возможности производства и условия эксплуатации, дан сравнительный расчет (прогнозирование) показателей безотказности и ремонтопригодности их основных элементов. Результаты исследований на стадии проектирования позволили рекомендовать для использования в конструкции термообъемный гидропривод механизма поворота лопаток рабочего колеса.

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Рассмотрены фактические и нормативные структуры эксплуатационно-ремонтных циклов (ЭРЦ) вентиляторов ВОМ-18. Установлены их существенные отличия друг от друга: при одной и той же периодичности проведения текущих ремонтов различны количества межремонтных интервалов, средние технические ресурсы до СР и КР, средние сроки службы до СР и КР. Особенно отличаются фактические суммарные оперативные трудоемкости всех видов ремонтов от нормативных (таб. 2)

Сравнение фактических и нормативных технических ресурсов показало, что нормативные ресурсы до СР и КР завышены. Наличие ресурсных потерь в фактических ремонтных циклах оборачивается материальными убытками. Невозможность индустриализации ремонта вентиляторов на вентиляционных шахтах диктует необходимость изыскания таких структур ЭРЦ и динамики траты ресурсов, которые способны сократить объемы ремонта.

В работе построены дифференцированные ресурсооборотные модели ЭРЦ вентиляторов ВОМ-18 перегонных и станционных шахт, использующие точечные и интервальные оценки средних технических ресурсов до СР и КР. Результатом построения моделей явилась оптимизация структуры ремонтного цикла. В качестве целевой функции принят минимум стоимости удельных суммарных потерь ресурсов всех видов ремонтов за срок службы вентиляторов:

Р1 (Г 1)= £<о£Ср ->тт, 14

где ГI- периодичность проведения текущих ремонтов; ©х .суммарные потери ресурсов; Ср - объединенная стоимость ремонтов; Т - срок службы

вентиляторов.

Нормативные (Н) и фактические (Ф) значения показателей ремонтопригодности вентиляторов ВОМ-18

Таблица 2

Параметр Вентиляторы станционных шахт Вентиляторы перегонных шахт

Н Ф Н Ф

Средний срок службы до СР, мес. 36,0 23,3 24,0 20,4

Средний срок службы до КР, мес. 72,0 38,0 48,0 32,6

Средний ресурс до СР, мес. - 7,2 - 14,7

Средний ресурс до КР, мес. - 22,5 - 17,7

Средняя оперативная трудоемкость ТР, чел. 15,0 17,5 15,0 17,5

Средняя оперативная трудоемкость СР, чел. 53,7 79,8 53,7 79,8

Средняя оперативная трудоемкость КР, чел. 80,1 1452,1 80,1 1452,1

С учетом независимости трудоемкости текущих ремонтов рассматриваемых вентиляторов от £ \ рекомендованы следующие оптимальные структуры ЭРЦ: для вентиляторов станционных шахт Н -ЗТР- СР-ЗТР-КР с периодичностью ТР - 5 мес, для вентиляторов перегонных шахт Н -2ТР-СР-2ТР-КР с периодичностью ТР-6,0 мес.

Заключение

Одной из наиболее актуальных задач современного горного машиностроения является проблема повышения качества и эффективности эксплуатации горных машин и оборудования. Реализация этой проблемы для вентиляторов главного проветривания метрополитенов заключается в разработке и практическом внедрении методов расчета и испытания осевых вентиляторов, работающих в условиях нестационарного динамического нагружения, которые в своей совокупности являются теоретическим

15

обобщением и решением крупной научной проблемы взаимосвязанного использования энергии воздушных потоков, создаваемых вентиляторами главного проветривания и движущимися электропоездами, для снижения габаритов и металлоемкости вентилятора, повышения их надежности и роста технико-экономических показателей эксплуатации.

Существующие вентиляторы главного проветривания метрополитенов имеют низкую эффективность эксплуатации и работают в режимах, существенно отличающихся от расчетных. Несмотря на достаточно высокий максимальный статический КПД, потери энергии вентилятора, вызываемые спецификой эксплуатации в условиях динамического взаимодействия с поршневыми эффектами движущихся электропоездов, несоответствием аэродинамических схем вентиляторов требованием обслуживаемой вентиляционной системы, отсутствием оперативного экономического регулирования, недопустимо высоки и достигают 50-60% от общего количества потребления электроэнергии. С другой стороны морально устаревшие вентиляторы старых линий метрополитенов, эксплуатирующиеся с 30-70-х годов прошлого века, выработало свой ресурс и подлежит замене. Обследование старых типов вентиляторов показало предаварийное состояние их конструкций. Реконструкция вентиляционных шахт, предполагающая замену вентиляторов на серийно выпускаемые ВОМ-18, из-за его значительных габаритов требует большого объема горнопроходческих работ, значительных капиталовложений и затрат материальных ценностей. Поэтому в работе сформулирован и решен ряд взаимосвязанных научных проблем:

1. Дано научно-техническое решение комплекса задач, позволивших создать вентилятор нового поколения с глубоким экономичным регулированием и реверсированием, меньших габаритов и металлоемкости.

2. Проведены исследования, разработаны мероприятия и на их основе осуществлено повышение эффективности эксплуатации существующих вентиляторов главного проветривания метрополитенов типа ВОМ-18.

3. Эффективность эксплуатации существующих вентиляторов главного проветривания метрополитенов чрезвычайно низка. При максимальном статическом КПД на уровне 0,7 средние значения эксплуатационного КПД для прямого и реверсивного режимов обследованных вентиляторов составляют 0,198 и 0,141. Главная причина низких технико-экономических показателей вентиляторов - следствие несоответствия аэродинамических схем вентиляторов, имеющих относительно высокий коэффициент давления, требованиям вентиляционных систем метрополитенов с относительно малым сопротивлением.

4. Рациональное покрытие поля вентиляционных режимов метрополитенов при оснащении новых и реконструкции существующих вентиляционных шахт метрополитенов обеспечивается двумя типоразмерами одноступенчатых вентиляторов, имеющих диаметр колес 1,8 и 2,1 м., номинальные режимы работы в области близкой к, С?„0т=42 м3/с, Р5»т)т=315 Па, (3„от=60 м3/с, Р 5тооп.320Па, 45% запас по статическому давлению в

расчетной точке, диапазоны, развиваемые подачей 20-70 м3/с и 30-100 м3/с соответственно.

5. Исследования эксплуатационной надежности и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов позволили разделить их на две группы с резко отличающимися условиями эксплуатации, Вентиляторы перегонных вентиляционных шахт и вентиляторы станционных вентиляционных шахт. Определены фактические значения нормируемых показателей надежности по выделенным группам вентиляторов. Анализ полученных материалов показал, что безотказность вентилятора ВОМ-18 не соответствует уровню предъявляемых требований. Экспоненциальный закон распределения средней наработки на отказ позволяет отметить преобладание внезапных отказов, что также подтверждает недостаточную отработанность конструкции вентилятора ВОМ-18 на надежность. Уровни показателей фактической долговечности и ремонтопригодности вентиляторов также значительно ниже значений, установленных в карте технического уровня. Следствием низкого уровня монтажепригодности, легкосьемности и восстанавливаемости узлов вентилятора ВОМ-18 является перераспределение фактических трудовых затрат между видами ремонтов.

6. На основании анализа параметров фактической эксплуатационной надежности выявлены основные слабые узлы рассматриваемого вентилятора, лимитирующие их ресурс в целом. Разработаны рекомендации, включающие комплекс организационных мероприятий и конструктивных усовершенствований, проведение которых необходимо при модернизации вентилятора с целью достижения заданного уровня качества.

7. Построение ресурсооборотных моделей ЭРЦ вентиляторов ВОМ - 18 позволило провести анализ обращения ресурсов, выявить механизм формирования ресурсных потерь и ремонтных затрат. Проведенные расчеты показали, что существует зависимость объемов ремонта и ресурсных потерь от строения цикла. Оптимизационные расчеты, использующие различные критерии оценки сроков службы и ресурсов для разных условий эксплуатации вентилятора ВОМ - 18, позволяют рекомендовать следующие структуры ЭРЦ, для вентиляторов станционных шахт Н-ЗТР-СР-ЗТР-КР с периодичностью ТР-5,5 мес., для вентиляторов перегонных шахт Н-2ТР-СР-2ТР-КР с периодичностью ТР-6,0 мес.

Основные практические результаты диссертационной работы следующие:

• Предложена система оптимизации режимов работы, позволяющая производить наладку вентиляторов в условиях последовательно-параллельных схем включения.

• Предложена к внедрению отраслевая методика оптимизации режимов работы вентиляторов тоннельной вентиляции метрополитенов

• Создан и предложен экспериментальный вентилятор нового поколения, имеющий механизм поворота лопаток и частотное регулирование.

РНБ Русский фонд

Основные положения диссертац

1. Упоров С.А. Оптимизация 2006-4

проветривания метрополитенов. //

науч.-практ.конф.УГГГА, JU / J

2. Упоров С.А., Дергунов Н индивидуализированных моделях деградации горни! и uuu^v«...»«, -г. международной научно-технической конференции "Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья". Екатеринбург, 18-21 июня 2003г. Екатеринбург-С.440-443.

3. Упоров С.А. Обоснование параметров типоразмерного ряда тоннельных вентиляторов для главного проветривания метрополитенов// Тр. международной научно-технической конференции "Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья". Екатеринбург, 18-21 июня 2003г. Екатеринбург - С.464-467.

4. Упоров С.А. Пути модернизации устаревшего парка вентиляторов главного проветривания метрополитенов.//Тр. международной научно-технической конференции "Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья". Екатеринбург, 18-21 июня 2003г. Екатеринбург - С.467-470.

5. Упоров С.А. Анализ способов регулирования режима работы тоннельных осевых вентиляторов// Тр. международной научно-технической конференции "Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья". Екатеринбург, 18-21 июня 2003г. Екатеринбург - С. 470-473.

6. Упоров С.А. Оптимизация режимов эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов// Метро и тоннели.2004. - №5,-С. 23-26.

Подписано в печать 16.11.04г. Печать на ризографе. Бумага писчая. Формат 60x84 1/16 печ л. 1.0

Тираж 100 экз. Заказ ¿о У_

Издательство УГГУ

620144, г.Екатеринбург, Куйбышева, 30

Введение

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕНТИЛЯТОРОВ ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНОВ

1.1 Состояние отечественного и зарубежного вентиляторостроения.

1.2Уровень разработки, производства и эксплуатации базового образца -вентилятора В ОМ

1.2.1. Анализ технического задания на разработку аэродинамической схемы.

1.2.2. Объемы выпуска, распределение и потребность в вентиляторах

1.2.3. Методика аэродинамических испытаний вентиляторов в условиях эксплуатации.

1.2.4. Эффективность эксплуатации вентиляторов на Московском метрополитене 54 1.2.5 Специфика условий эксплуатации ВГП шахт и метрополитенов

1.3.Существующий подход к оценке технического уровня и качества вентиляторов.

1.4. Обоснование параметров работы вентиляторов

2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРОВ

2.1 Расчет рациональных составляющих режимов эксплуатации осевых вентиляторов

2.2 Решение задач оптимизации путем разработки и применения инструментальных средств

2.3 Краткое описание системы оптимизации режимов работы вентиляторов ВОМ

2.4 Выводы

3. УРОВНИ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА ВЕНТИЛЯТОРОВ. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ И МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ И ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ КАЧЕСТВА

3.1 Выбор номенклатуры технического уровня и качества

3.2 Уровень фактической надежности вентиляторов ВОМ

3.2.1. Фактическая безотказность

3.2.2. Фактическая долговечность.

3.2.3. Фактическая ремонтопригодность

3.2.4. Фактическая сохраняемость

3.2.5. Фактическое значение коэффициента готовности

3.3 Прогнозирование показателей надежности элементов конструкций новых вентиляторов на стадии проектирования

3.3.1. Сравнительный расчет безотказности конструкций механизмов поворота лопаток рабочего колеса.

3.3.2. Сравнительный анализ ремонтопригодности вариантов конструкций механизма поворота лопаток рабочих колес.

3.4 Разработка программы ускорения ресурсных испытаний

3.5 Выводы

4. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕНТИЛЯТОРОВ

4.1 Нормативные и фактические структуры ремонта.

4.2 Принципы научно-обоснованного построения структур ЭРЦ

4.3 Построение ресурсооборотных моделей эксплуатационно-ремонтных циклов

4.4 Расчет оптимального эксплуатационно-ремонтного цикла

4.5 Вывод

Актуальность проблемы. Важнейшей составной частью концепции ускорения социально-экономического развития страны стала программа модернизации машиностроительного комплекса. Поставленные важнейшие задачи по коренному улучшению продукции машиностроительных отраслей промышленности в полной мере относятся к тяжелому, транспортному и энергетическому машиностроению. В числе его продукции для метрополитенов вентиляторы главного проветривания занимают особое место, связанное с обеспечением безопасности и поддержанием жизнедеятельности находящихся в подземных выработках людей. Количество вентиляторов главного проветривания, находящихся в эксплуатации на метрополитенах страны, превышает 1700 единиц. Развитие метрополитенов, а также необходимость реконструкции действующих вентиляционных шахт потребует освоить выпуск вентиляторов нового поколения.

Между тем качество вентиляторов главного проветривания метрополитенов пока находится на недостаточном уровне. Эффективность эксплуатации вентиляторов крайне низка. Это связано с их работой в зонах, как правило, отличающихся от расчетных. Работу вентиляторов характеризуют процессы динамического взаимодействия с поршневыми эффектами движущихся в метрополитенах электропоездов. Эти процессы вызывают изменения нагруженности элементов конструкций вентиляторов, режимов работы, определяют условия эксплуатации. В результате заданный уровень надежности вентиляторов не обеспечивается. Достижению требуемого уровня качества и оптимизации эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов посвящен круг решаемых в работе вопросов. Следовательно, она актуальна, т.к. непосредственно связана с одной из важнейших проблем современного машиностроения - проблемой качества.

До настоящего времени динамика взаимодействия осевых вентиляторов, применяемых для главного проветривания метрополитенов, с поршневыми эффектами движущихся электропоездов комплексно не изучались. Отсутствовали исследования по оптимизации режимов эксплуатации вентиляторов для метрополитенов, работающих в последовательно - параллельных схемах включения с изменением нагружения лопаточных венцов. Не было дано обоснований технических условий эксплуатации. Уровни надежности и качества вентиляторов рассчитывались по аналогии с шахтными вентиляторами главного проветривания, что при низких потребных напорах, 10-15 каратных запасах и отсутствия элементов автоматического регулирования делало их неконкурентоспособными.

Диссертация выполнялась с учетом содержания протоколов собрания электромеханических служб метрополитенов России и стран СНГ под эгидой международной хозяйственной ассоциации Метро

Цель работы состоит в установлении закономерностей формирования рабочих режимов и динамических нагрузок осевых вентиляторов главного проветривания метрополитенов для создания рациональных конструкций и оптимизации режимов эксплуатации вентиляторов при условии обеспечения роста их технико - экономических показателей.

Идея работы заключается во взаимосвязанном использовании энергии воздушных потоков, создаваемых вентиляторами главного проветривания метрополитенов для снижения габаритов и металлоемкости вентиляторов, повышения их надежности и роста технико- экономических показателей эксплуатации.

Задачи исследований . В диссертации поставлен и решен ряд взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

• обобщение фактических режимов эксплуатации и прогноз основных характеристик вентиляторов главного проветривания метрополитенов нового поколения;

• оптимизация режимов работы вентиляторов; 5

• обоснование технических условий эксплуатации вентиляторов;

• разработка совершенствование номенклатуры показателей качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов, определение уровней надежности и их оптимизация на стадии проектирования и эксплуатации.

Методы исследований. Статистические и динамические характеристики вентиляторов в условиях эксплуатации на метрополитенах и в транспортных тоннелях изучались экспериментальными методами с применением серийных измерительных средств. Обобщение режимов эксплуатации, прогноз основных характеристик вентиляторов нового поколения, расчеты уровней надежности выполнены методами математической статистики. Основные теоретические результаты получены с использованием положений прикладной газовой динамики. Численное решение системы уровней газовой динамики осуществлялось методом характеристик. Для определения аэродинамичных качеств вентиляторов и эксплуатационных свойств элементов их конструкций проводились стендовые испытания.

Научные положения , защищаемые в диссертации, сводятся к следующему:

• проектирование и эксплуатация вентиляторов главного проветривания метрополитенов должны осуществляться с учетом поршневых эффектов, возникающих в их подземных выработках при движении электропоездов.

• оптимизация режимов работы существующих вентиляторов должна осуществляться за счет определенного смещения аэродинамических характеристик на координатном поле Q - Р sv и изменение их наклона. Оптимальная эксплуатация вентиляторов нового поколения возможна за счет реализации принципа стабилизации нагрузки на валу при комбинированном оперативном регулировании частоты вращения ротора и изменении углов установки лопаток рабочего колеса:

• существующий подход к оценке технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов, базирующийся на аналогии с шахтными вентиляторами главного проветривания, не учитывает специфику их эксплуатации в метрополитенах. Оценку технического уровня и качества рассматриваемых вентиляторов необходимо проводить с учетом отличий функционального характера, связанных с зонами фактических режимов работы, эксплуатационной эффективностью реверсирования, общим режимом эксплуатации, вынужденным ограничением длительности использования вентиляторов как изделий третьего класса, второй группы надежности. Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов подтверждается результатами выполненных теоретических исследований, полученных на основе использования положений прикладной газовой динамики, численных методов анализа, достаточным объемом экспериментальных и натурных исследований условий и режимов эксплуатации вентиляторов в метрополитенах и в транспортных тоннелях различных регионов страны.

Научная новизна диссертации - состоит в том, что в ней разработаны эффективные методы расчета и испытаний осевых вентиляторов, работающих в условиях нестационарного динамического нагружения:

• выполнено теоретическое обобщение и решена задача динамического взаимодействия системы «вентилятор - сеть» при движении в тоннелях электропоездов. Установлено, что известные работы в этой области не учитывают обратной связи между вентиляторами и воздушными потоками в сети. Новые трудности вызывают также рассмотрение комплекса подземных выработок вентиляционной сети с движущимися в них поездами;

• выявлены зоны фактических режимов работы всех существующих типов вентиляторов главного проветривания метрополитенов в различных условиях эксплуатации. Установлено, что серийно выпускаемые вентиляторы ВОМ -18 работают в зонах, существенно отличающихся от расчетных и следовательно имеют низкую эффективность эксплуатации. Низкие технико-экономические показатели - следствие несоответствия аэродинамической схемы вентилятора, имеющей относительно высокий коэффициент давления, требованиям вентиляционных систем метрополитенов с относительна малым сопротивлением; сформулированы научно- обоснованные требования к вентиляторам главного проветривания метрополитенов нового поколения и системе управления к ним. Получены зоны режимов работы вентиляторов, координаты номинальных режимов их работы. Обоснована возможность и необходимость снижения габаритов и металлоемкости вентиляторов за счет перехода на одноступенчатую аэродинамическую схему, уменьшения диаметра рабочего колеса и относительного диаметра втулки, применения лопаток рабочего колеса из прессматериаллов, применения эффективной схемы организации реверса с разворотом лопаток рабочих колес. разработан метод оптимизации режимов работы вентиляторов ВОМД -24 в условиях эксплуатации при движении электропоездов и последовательно- параллельных схемах включения вентиляторов. Метод позволяет учитывать динамические процессы взаимодействия системы «вентилятор - сеть»; разработаны принципы построения оптимальных структур ремонтно эксплуатационных циклов вентиляторов. Показано, что в качестве критерия оптимизации должен быть принят комплексный показатель, определяющийся суммарной оперативной трудоемкостью всех видов ремонта и потерями ресурса за срок службы вентиляторов; исследованы фактические уровни надежности вентиляторов ВОМД -24 определены их интервальные оценки. Показано, что существующая методика, применяемая для оценки технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов, не отражает специфики их эксплуатации. В связи с этим упорядочена структура 8 нормируемых показателей качества, введены понятия «герметичность проточной части» и «нормативный коэффициент реверсирования». Личный вклад состоит в решении важной научной проблемы - в разработке и практическом внедрении методов расчета и испытаний осевых вентиляторов, работающих в условиях нестационарного динамического нагружения, которые в своей совокупности являются необходимым условием для создания вентиляторов главного проветривания метрополитенов нового поколения и коренного повышения эффективности эксплуатации вентиляторов существующих конструкций.

В рамках отдельных разделов диссертации личный вклад состоит в выводе основных зависимостей взаимодействия системы «вентилятор - сеть» с учетом обратных связей между вентиляторами и воздушными потоками в комплексе подземных выработок вентиляционной сети и движущимися в них электропоездами; в установлении зон фактических режимов работы и причин низкой эффективности эксплуатации существующих типов вентиляторов; в разработке научно- обоснованных требований к вентиляторам главного проветривания метрополитенов нового поколения, заключающихся в переходе на одноступенчатую аэродинамическую схему, уменьшении диаметра рабочего колеса и относительного диаметра втулки, применения лопаток рабочего колеса из прессматериалов, применения эффективной схемы организации реверса с разворотом лопаток рабочего колеса; в разработке принципа управления вентиляторами, позволяющего использовать поршневой эффект движущихся электропоездов как самостоятельный источник тяги воздуха в подземных выработках метрополитенов; в разработке метода оптимизации режимов работы вентиляторов ВОМ -18; в упорядочении структуры нормируемых показателей технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов; в разработке предложений, направленных на повышение технического уровня и качества вентиляторов.

Практическая ценность диссертации состоит в том, что совокупность разработанных в ней методов и средств, позволяет обоснованно подходить к 9 расчетам эксплуатационных показателей, нагруженности и режимов работы вентиляторов главного проветривания метрополитенов. Практическую ценность представляют исследования режимов работы и параметров, характеризующих уровень фактической надежности, который в конечном итоге является основой разработки оптимальных структур ремонтных циклов вентиляторов. Практическая значимость работы подтверждается также тем, что ее результаты реализованы при создании инструментального средства -системы оптимизации режимов работы вентиляторов, а также соответствующих методик.

Реализация в промышленности. Работа и ее отдельные разделы внедрены в, Артемовском машиностроительном заводе,

Предложена система оптимизации режимов работы, позволяющая производить наладку вентиляторов в условиях последовательно-параллельных схем включения.

Предложена к внедрению отраслевая методика оптимизации режимов работы вентиляторов тоннельной вентиляции метрополитенов

Создан и предложен экспериментальный вентилятор нового поколения, имеющий механизм поворотов лопаток и частотное регулирование.

I. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕНТИЛЯТОРОВ ГЛАВНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНОВ

4.5. Вывод

Построение ресурсооборотных моделей ЭРЦ вентиляторов ВОМД-24 позволило провести анализ обращения ресурсов, выявить механизм формирования объемов ремонта, периоды их нарастания и спада, механизм формирования ресурсных потерь и ремонтных затрат. Проведенные расчеты показали, что существует зависимость объемов ремонта и ресурсных потерь от строения цикла.

Невозможность индустриализации ремонта вентиляторов главного проветривания метрополитенов диктует необходимость изыскания таких структур цикла и динамики траты ресурсов, которые способны сократить объем ремонта. Оптимизационные расчеты, использующие различные категории оценки сроков службы и ресурсов для разных условий эксплуатации вентиляторов в ВОМ-18, позволяют рекомендовать следующие структуры ЭРЦ: для вентиляторов станционных шахт Н-ЗТР-СР-ЗТР-КР с периодичностью TP - 5,5 мес., для вентиляторов перегонных шахт Н-2ТР-СР-2ТР-КР с периодичностью TP - 6,0 мес.

Заключение

Одной из наиболее актуальных задач современного горного машиностроения является проблема повышения качества и эффективности эксплуатации горных машин и оборудования. Реализация этой проблемы для вентиляторов главного проветривания метрополитенов заключается в разработке и практическом внедрении методов расчета и испытания осевых вентиляторов, работающих в условиях нестационарного динамического нагружения, которые в своей совокупности являются теоретическим обобщением и решением крупной научной проблемы взаимосвязанного использования энергии воздушных потоков, создаваемых вентиляторами главного проветривания и движущимися электропоездами, для снижения габаритов и металлоемкости вентилятора, повышения их надежности и роста технико-экономических показателей эксплуатации.

Существующие вентиляторы главного проветривания метрополитенов имеют низкую эффективность эксплуатации и работают в режимах, существенно отличающихся от расчетных. Несмотря на достаточно высокий максимальный статический КПД, потери энергии вентилятора, вызываемые спецификой эксплуатации в условиях динамического взаимодействия с поршневыми эффектами движущихся электропоездов, несоответствием аэродинамических схем вентиляторов требованиям обслуживаемой вентиляционной системы, отсутствием оперативного экономического регулирования, недопустимо высоки и достигают 50-60% от общего количества потребления электроэнергии. С другой стороны морально устаревшие вентиляторы старых линий метрополитенов, эксплуатирующиеся с 30-х-70-х годов прошлого века, выработало свой ресурс и подлежит замене.

Обследование состояния старых типов вентиляторов во многих случаях показало предаварийное состояние их конструкций. Реконструкция вентиляционных шахт, предпологающая замену вентиляторов на серийно выпускаемые ВОМ-18, из-за его значительных габаритов требует большого объема горно-проходческих работ, значительных капиталовложений и затрат

225 материальных ценностей. Поэтому в работе сформулированы и решены две взаимосвязанные научные проблемы:

1. Дано научно-техническое решение комплекса задач, позволивших создать вентилятор нового поколения с глубоким экономичным регулированием и реверсированием, меньших габаритов и металлоемкости.

2. Проведены исследования, разработаны мероприятия и на основе осуществлено повышение эффективности эксплуатации существующих вентиляторов главного проветривания метрополитенов типа ВОМ-18.

3. Эффективность эксплуатации существующих вентиляторов главного проветривания метрополитенов чрезвычайно низка. Имея максимальный статический КПД на уровне 0,7 средние значения эксплуатационного КПД для прямого и реверсивного режимов обследованных вентиляторов составляют 0,198 и 0,141. Главная причина низких технико-экономических показателей вентиляторов -следствие несоответствия аэродинамических схем вентиляторов, имеющих относительно высокий коэффициент давления, требованиям вентиляционных систем метрополитенов с относительно малым сопротивлением.

1. Рациональное покрытие поля вентиляционных режимов метрополитенов при оснащении новых и реконструкции существующих вентиляционных шахт метрополитенов обеспечивается двумя типоразмерами одноступенчатых вентиляторов, имеющих диаметр колес 1,8 и 2,1 м., номинальные режимы работы в области близкой к, Qnom=42 м3/с, Psvn0m=315 Па, Q'nom=60 м3/с, p'svnom320na, 45% запас по статическому давлению в расчетной точке, диапазоны л л развиваемые подачей 20-70 м /с и 30-100 м /с соответственно.

2. Исследования эксплуатационной надежности и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов позволили разделить их на две группы с резко отличающимися условиями

226 эксплуатации, Вентиляторы перегонных вентиляционных шахт и вентиляторы станционных вентиляционных шахт. Определены фактические значения нормируемых показателей надежности по выделенным группам вентиляторов. Анализ полученных материалов показал, что безотказность вентилятора ВОМ-18 не соответствует уровню предъявляемых требований. Экспоненциальный закон распределения средней наработки на отказ позволяет отметить преобладание внезапных отказов, что также подтверждает недостаточную отработанность конструкции вентилятора ВОМ-18 на надежность. Уровни показателей фактической долговечности и ремонтопригодности вентиляторов также значительно ниже значений, установленных в карте технического уровня. Следствием низкого уровня монтажепригодности, легкосьемности и восстанавливаемости узлов вентилятора ВОМ-18 является перераспределение фактических трудовых затрат между видами ремонтов.

3. На основании анализа параметров фактической эксплуатационной надежности выявлены основные слабые узлы рассматриваемого вентилятора, лимитирующие их ресурс в целом. Разработаны рекомендации, включающие комплекс организационных мероприятий и конструктивных усовершенствований, проведение которых необходимо при модернизации вентилятора с целью достижения заданного уровня качества.

4. Построение ресурсооборотных моделей ЭРЦ вентиляторов ВОМ - 18 позволило провести анализ обращения ресурсов, выявить механизм формирования ресурсных потерь и ремонтных затрат. Проведенные расчеты показали, что существует зависимость объемов ремонта и ресурсных потерь от строения цикла. Оптимизационные расчеты, использующие различные критерии оценки сроков службы и ресурсов для разных условий эксплуатации вентилятора ВОМ - 18, позволяют рекомендовать следующие структуры ЭРЦ, для вентиляторов станционных шахт Н-ЗТР-СР-ЗТР-КР с периодичностью

227

ТР-5,5 мес., для вентиляторов перегонных шахт Н-2ТР-СР-2ТР-КР с периодичностью ТР-6,0 мес.

II. Основные практические результаты диссертационной работы следующие

• Предложена система оптимизации режимов работы, позволяющая производить наладку вентиляторов в условиях последовательно-параллельных схем включения.

• Предложена к внедрению отраслевая методика оптимизации режимов работы вентиляторов тоннельной вентиляции метрополитенов

• Создан и предложен экспериментальный вентилятор нового поколения, имеющий механизм поворотов лопаток и частотное регулирование.

1. ЕланчикГ.М. Рудничные осевые вентиляторы. М.: ОНТИ, 1936г.-57 с.

2. Раскин И.А. Шахтные вентиляторы. М.: Углетехиздат, 1958. - 42 с.

3. Бабак Г.А. Развитие шахтных вентиляторов главного проветривания -Горные машины и автоматика, 1967, № 10,- с. 73-80.

4. Веселов А.И. Конструкции шахтных вентиляторов. Свердловск; СГИ, 1962.-61 с.

5. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. М: Недра, 1975.-566 с.

6. Раскин И.А. Новые вентиляторы для шахт и рудников. М.: Недра, 1965 -39с.

7. А. с. 189118 (СССР). Устройство для регулирования производительности осевого вентилятора / С.К. Иванов и др. Опубл. в Б.И., 1966, № 23.

8. Бабак Г.А., Левин Е.М., Пак В.В. Технико экономический уровень шахтных вентиляторов главного проветривания. Киев: ИТИ, 1965. 39 с.

9. Бабак Г.А. Шахтные вентиляторы главного проветривания : Обзор ЦНИИЭИ уголь. М.: Недра, 1981, - 34с.

10. O.Geffrey Aerodyne Fan systems Typical 8 NU Aerodyne Fan. Columbus,1. Ohio -2p.1. .Novenco Varix/ Variable Pitch Axial Flow Fan. Naestved, Denmark. -Юр.

11. Hokia: Промышленные вентиляторы серии МСИ Vantaa, Finland - 4р/

12. Bewetterunq und Klimatisierunq auf der Yuter nationalen Berqbau. Ausstellunq in Birminq - ham. qliickauf. 1978,Bd 114, № 2 s. 81-83.

13. Yoy vane axial mine fans consume less power, than other types. Coal Age, 1981,vol. 86, №4. - p. 257.

14. A well engineered fan moves more air for less money. Canadian wening yournal, 1981, vol. 102, №1 - p. 17.

15. Introducing a fan, that woll blow away it. Coal Age, 1981, vol.86, №4. -p. 295.

16. Mercantile Exvel fan series KEX. Nokia, Helsinki, Finland. -4 p.

17. LTG Hochleistungs Axialventilatoren. LTG Hochleistungs -Radialveutilatoren. - stutt- gare. -12p.

18. Yeffrey Aerodyne Fan Systems Typical 8 HU Aerodyne Fan Columbus, Ohio. -12p.

19. Novenco Industrial Axial and Centrifugal Fans Naestved. - 16p.

20. Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ, М.: Недра, 1978, с.198.

21. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев B.JI. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 1976, с.533.

22. Мельников Н.Ф., Бристоль Б.Н., Дементьев В.И. Технология машиностроения М.: машиностроение, 1977, с.326.

23. Косарев Н.П., Белов С.В., Бухмастов А.В. Состояние, условия эксплуатации и направление развития вентиляторов главного проветривания метрополитенов. Изв. ВУЗов. Горный журнал, 1987, № 2, с.89-94.

24. Косарев Н.П. Исследование режимов работы вентиляторов Байкальского тоннеля. Деп. Во всесоюзном проектно- технологическом институте транспортного строительства «ВПТИТранстрой» Минтрансстроя СССР 04.12.1987, № 209тс Д87. - 12 с.

25. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. -М.: Машиностроение , 1981.- 184 с.

26. Болыпев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. 3-е изд., -М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1963. -416 с.

27. Справочник по рудничной вентиляции. Под ред. К.З. Ушакова/ Авт. :Абрамов Ф.А. , Бойко в.А., Гращенков Н.Ф. и др.- М.: Недра, 1977. -328 с.

28. Комаров М.П., Килькеев Ш.Х. Рудничная вентиляция. М.: Недра 1969.-416 с.

29. Алехичев С.П., Калабин Г.В. Естественная тяга и тепловой режим рудников. Д.: Наука, 1974. -100с.

30. Рунион Р. Справочник по непараметрической статистике. Современный подход. -Пер. с англ. -М.: Финансы и статистика, 1982. -198 с.

31. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания. -справочник /Авт.: Бабак Г.А., Бочаров К.П., Волохев А.Т. и др. М.: недра, 1982.-296с.

32. Рождественский Б.Л., Яненко Н.Н., Системы квазилинейных уравнений. М.: недра, 1978,-687 с.

33. Косарев Н.П. Конструкция и методы управления новым вентилятором главного проветривания метрополитенов. В кн.: Пути и методы ускорения научно технического прогресса на метрополитенах страны: Тез. докл. Всесоюзн. Н.-техн.конф.: М., 1987, - с.21.

34. Скобунов В.В. Аэродинамика поршневой вентиляции. Физико — технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1980, № 3, с. 89-95.

35. Косарев Н.П. Математическая модель вентиляции тоннелей метрополитена. Деп. во всесоюзном проектно- технологическом институте транспортного строительства «ВПТИТранстрой» Минтрансстроя СССР 10.02.88 № 235 ТС -Д88. -19 с.

36. Справочник по рудничной вентиляции. Под ред. Ушакова К.З. М.: Недра 1977, 328 с.

37. Кирин Б.Ф., Ушаков К.З. Рудничная и промышленная аэрология. М. недра, 1983, 256 с.

38. Панин А.Н., Безбатченко А.П. Аппарат «Старт» для контроля и регулирования производительности шахтных вентиляторных установок главного проветривания. Горный журнал, 1969, № 2, с. 89-92.

39. Тимухин С.А., Косарев Н.П. Контроль вентиляторных установок главного проветривания в САУП горных предприятий. Изв.ВУЗов. Горный журнал, 1978, №1 с. 123-126.231

40. Исследование и выбор средств контроля производительности и давления шахтных вентиляторов. Отчет / Донгипроуглемаш. Научн. Руководитель Раскин И.А. Шифр работы 11-70, № ГР 0110. 2000659; Инв. №00270055502. - Донецк, 1971, - с.180.

41. Родин А.Н. Исследование режимов и повышение эффективности работы главных вентиляторов. (Применительно к условиям шахт Североуральского бокситового рудника). Дисс. на соиск. учен.степени канд. техн. наук М.: ВЗПИ, 1970, с. 168.

42. Косарев Н.П., Тимухин С.А. Измеритель шахтного эквивалентного отверстия. Изв.ВУЗов. Горный журнал, 1978, № 8. с. 110-112.

43. Райх Г. Аэродинамические измерительные устройства для шахтных вентиляторов. «Глюкауф», 1966, № 9, с. 36-38.

44. Картавый Н.Г., Топорков А.А. Шахтные стационарные установки. М.: Недра, 1978, -263 с.

45. Разработка системы автоматического контроля и управления ВУГП подземного рудника Гайского ГОКа. Отчет / СГИ. Научн.руководитель Носырев Б.А. Шифр работы 44-216-78, № ГР 78006159; Инв. № 02280108503, - Свердловск, 1979, - с.113, -Отв.исп. Косарев Н.П.

46. Тимухин С.А., Косарев Н.П. о контроле шахтных вентиляторных установок главного проветривания в АСУ ТП горных предприятий. Межвузовский сб.: Эксплуатация шахтных стационарных установок. Пермь , ППИ, 1978. с. 125-129.

47. Бахин В.Е. Датчик расхода воздуха в шахтных вентиляционных выработках. Изв.ВУЗов. Горный журнал, 1965, № 6, с. 92-94.

48. Тарышкин М.А. Об измерении скоростей воздушных потоков в шахтных выработках трансформаторным датчиком угла отклонения. Изв.ВУЗов. Горный журнал, 1968, № 4, с. 102-103.

49. Абрамов Ф.А., Бойко В.А. Автоматизация проветривания шахт. -Наукова Думка, Киев, 1967, -с. 114.

50. Косарев Н.П., Холодников Ю.В. Разработка и исследование конструкции реверсивного осевого вентилятора. В сб.: Управление газодинамическими явлениями в шахтах: Труды / СО АН СССР, Новосибирск, 1986. с.92-94.

51. Режимы эксплуатации некоторых вентиляционных агрегатов Московского метрополитена и их анализ: Отчет /СГИ; Научн.руководитель Носырев Б.А. Шифр работы 44-205-81, № ГР 0182 3000742; Инв. № 02820076569, - Свердловск, 1982, - с.ЗЗ, -Отв.исп. Косарев Н.П.

52. Ушаков К.А., Брусиловский И.В., Бушель А.Р. Аэродинамика осевых вентиляторов и элементы их конструкций. М.: Госгортехиздат, 1960, -с.462.

53. Косарев Н.П., Белов С.В., Исследование эксплуатационных режимов вентиляторов ВОМД -24 тоннельной вентиляции. Изв.ВУЗов. Горный журнал, 1985, № 10. с.80-84.

54. Косарев Н.П., Белов С.В., Бухмастов А.В. Состояние, условия эксплуатации и направление развития вентиляторов главного проветривания метрополитенов. Изв.ВУЗов. Горный журнал, 1987, № 2. с.89-94.

55. Керстен И.О. Аэродинамические испытания шахтных вентиляторных установок: Справочное пособие. М.: Недра, 1986. - 196с.

56. Петров Н.Н. Управление проветриванием и главные вентиляторные установки шахт. В сб.: «Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах», ИГД СО АН СССР, Новосибирск. 1977, с.20-25.

57. Алексеев Н.И. Сравнение способов регулирования производительности шахтных осевых вентиляторов главного проветривания. Сб.статей по автоматизации стационарных установок. ЦИТИ Угля, 1962, с.28-32.

58. Бондаренко А.Д., Клепаков И.В. Анализ существующих методов регулирования производительности шахтных осевых вентиляторов главного проветривания. Вопросы горной механики. М.: Недра, 1967,№ 19, с. 42-50.

59. Картавый Н.Г. Стационарные машины. М., Недра, 1981. -327 с.

60. Попов В.М., Левин М.А. определяющие факторы и метод оценки пределов изменения скорости вращения шахтных вентиляторов. В сб. «Горная электромеханика», М.: Недра, 1972, с.97-105.

61. Богопольский Б.Х., Левин М.А., Бочаров К.П.,Бакшт М.В. Автоматизация шахтных вентиляторных установок. М.: Недра, 1976, 320 с.

62. Потемкин В.Я. ,Хижняк В.А. Оптимальное управление вентиляторами главного проветривания В сб.: Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах: ИГД СО АН СССР, Новосибирск, 1977. с.36-39.

63. Косарев Н.П. К вопросу о расчете оптимальных режимов эксплуатации ГВУ рудников. В сб.: Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах: Труды / СО АН СССР, Новосибирск, 1979. с.85-88.

64. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: «Наука», 1973, т.1, с.631.

65. Березин И.С., Жидков Н.П., Методы вычислений. М.: Физматгиз, 1962, т.1, -с.464.

66. Водяник Г.М. и др. Исследование на математических моделях экстремальных режимов работы вентиляторов сложных вентиляционных систем. ИЗВ. Сев. Кавказского научн.центра высш.шк. Техн. науки, 1985, №1, с.39-42.

67. Вентиляторы шахтные главного проветривания с оборудованием для реверсирования воздушной струи. Методика оценки технического уровня и качества М 12. 44. 120 81 .Минуглепром СССР. Введен 01.01.84.

68. Разработка вентилятора тоннельной вентиляции метрополитена. Разработка проекта ТЗ НИР: Отчет НИР/СГИ; Научн.руководитель Носырев Б.А. Шифр работы 44-205-81 д.е., № ГР 0182 3000742; Инв. № 02830006603, - Свердловск, 1981, - с.91, -Отв.исп. Косарев Н.П.

69. Разработка и исследование высокоэффективных малошумных вентиляторов: Отчет о НИР(промежуточный за 1983г.)/ СГИ;235

70. Научн.руководитель Носырев Б.А. Шифр работы 44-204-81 № ГР 0182 2000743; Инв. № 02840020994, - Свердловск, 1983, книга 1- с.79, книга 2-С.90, Отв.исп. Косарев Н.П.

71. Рунион Р. Справочник по непараметрической статистике: Современный подход./Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1982. — с.198.

72. Мюллер П., Нойман П.,Шторм Р. Таблицы по математической статистике. /Пер. с нем. -М.: Финансы и статистика, 1982. -с.278.

73. Ковалевская В.И. Влияние скорости вращения на надежность работы вентиляторов главного проветривания. Безопасность труда в промышленности, 1969, № 2, с. -33-34.

74. Гимелыптейн Л.Я., Фрейдлих И.С. Повышение надежности шахтных вентиляторов. М.: недра, 1978. с. 189.

75. Тимухин С.А., Косарев Н.П., Евсеев А.В. О регулировании режимов работы рудничных вентиляторных установок. Изв. ВУЗов. Горный журнал, 1977, № 6, с. 101-103.

76. СССР. Государственный комитет стандартов Совета Министров. Всесоюзный научно исследовательский институт стандартизации. Общие требования к программе обеспечения надежности промышленных изделий: Методика - М.: Издательство стандартов, 1976.- с.28.

77. Гимелыитейн Л.Я., Фрейдлих И.С. Повышение надежности шахтных вентиляторов. М.: Недра, 1978.- с.189.

78. Гимельштейн Л.Я. Техническое обслуживание и ремонт подземного оборудования. -М.: Недра, 1984,- с.221.

79. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности: Учебник для вузов по спец. «Автоматизированные системы управления». 2-е изд. перераб.и доп. -М.: Высшая школа, 1985. -168 с.

80. Гриневич Г.П., Каменская Е.А. Надежность погрузочно-разгрузочных машин. М.: Транспорт, 1984. - с.240.

81. Сирицин Г.А. Надежность гидропневмопроизводства. — М.: Машиностроение. 1981.-c.216.

82. Электрогидравлические следящие системы./ В.А. Хохлов, В.И. Прокофьев, Н.А. Борисова и др./ М.: Машиностроение , 1982, - с.431.

83. Ястребенский М.А. Надежность технических средств в АСУ технологическими процессами. М.: Энергоиздат, 1982. - с.232.

84. Зубова А.Ф. Надежность машин и аппаратов химических производств — 2-е изд.перераб.и доп. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1978. с.215 - (Межиздательская серия «Надежность и качество»).

85. Разработка и исследование высокоэффективных малошумных вентиляторов: книга 2: отчет промежуточн./ СГИ; руководитель работы Б.А. Носырев, 44-204-81 д.с., № ГР 0182. 2000743; Инв.№ 02840020994. - Свердловск, 1983. - 86 с. Отв. исп. Н.П. Косарев.

86. Войнов К.Н. Прогнозирование надежности механических систем. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1978. с.208 - (Надежность и качество. Межиздательская серия).

87. Приводы машин: Справочник (В.В. Длоугий, Т.И. Муха, А.П. Цупиков, Б.В. Януш; Под общ.ред. В.В. Длоугого. 2-е изд., перераб.и доп. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отд., 1982. - с.383.

88. Кугель В.В. Испытания на надежность машин и их элементов. М.: Машиностроение, 1982.-с.181.

89. Заренин Ю.Г., Стоянова И.И. Определительные испытания на надежность.-М.: Изд-во стандартов, 1978.-е.168.

90. Разработка и исследование высокоэффективных малошумных вентиляторов. Отчет о НИР/ Свердловский горный институт, руководитель работы Б.А. Носырев, 44-205-82 № ГР 0182 2000743; Инв.№ 02840020994. - Свердловск, 1983. кн. 1, с -79.

91. Косарев Н.П. Выбор номенклатуры технического уровня и качества вентиляторов главного проветривания метрополитенов. Деп.во Всесоюзном проектно технологическом институте транспортного строительства «ВПТИТрансстрой» Минтрансстроя СССР 10.02.88.

92. Самсонов Ю.А., Феденко В.И. Справочник по ускоренным ресурсным испытаниям судового оборудования. Л.: Судостроение. 1981, - 200 с.

93. ПО.Тимашеев С.А. Надежность больших механических систем. М.: Наука, 1982,-с. 184.

94. И2.Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. М.: Изд-во стандартов, 1977.- с.264.

95. ИЗ. Разработка и исследование высокоэффективных малошумных вентиляторов: Отчет (промежуточный) /СГИ Руководители работы Б.А. Носырев, Н.П. Косарев 44-204-81 № ГР 01822000743; Инв.№ 0283.080924. - Свердловск, 1983. - с . 127.

96. Серенсен С.В., Буглов Е.Г., Гарф М.Э. и др. Прочность при нестационарных режимах нагрузки. Киев: АН УССР, 1961. - 294 с.

97. Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий. 6-е изд.перераб.и доп./ Под ред. М.О. Якобсона. - М.: машиностроение, 1967. - 590 с.

98. Ковалевская В.И., Спивак В.А., Фальков B.C. Эксплуатация шахтных вентиляторов. М.: Недра, 1983. -333 с.

99. Касаткин H.JI. Ремонт и монтаж металлургического оборудования. — М.: Металлургия, 1970. 306 с.

100. Муренин К.П. Экономические вопросы ремонтного производства. -Саратов: Приволжское книжное издательство, 1971. 206 с.

101. Прузнер C.JI. Экономика ремонта оборудования электростанций. М.: Энергия, 1973.-208 с.

102. Экономика и организация ремонта оборудования в США./ Под ред. M.JI. Шухгалтера. -М.: Прогресс, 1969. 323 с.

103. Кокс Д.Р., Смит B.JI. Теория восстановления. М.: Советское радио. 1967.-299 с.

104. Черчман У., Акоф Р., Арноф JI. Введение и исследование операций. -М.: Наука, 1968. -488 с.

105. Герцбах И.Б. Модели профилактики. М.: Советское радио, 1969. -216 с.

106. Коварский Л.Г. Расчетные способы сокращения объемов ремонта энергооборудования. Л.: Энергия, 1979. - 166 с.

107. Руководство по ревизии и наладке главных вентиляторных установок шахт./ Авт.: Гофман А.С., Мелалед . И.С., Цуцин И.Т. и др.: Утв. Энергомеханич. Упр. (ЭМУ) Министерства угольной промышленности 15.01.79 -М.: Недра, 1981.-336 с.

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

109. А.с. 687260 (СССР). Осевой вентилятор. / Авт. Тимухин С.А., Носырев Б.А., Косарев Н.П. и др./ Опубл. В Б.И., 1979, № 35.

110. А.с. 892027 (СССР) Вентилятор. / Авт. Тимухин С.А., Носырев Б.А., Косарев Н.П. и др./ Опубл. В Б.И., 1981, № 47.

111. А.с. 918549 (СССР). Осевой вентилятор. / Авт. Белов С.В., Носырев Б.А., Косарев Н.П. и др./ Опубл. В Б.И., 1982, № 35.

112. А.с. 963351 (СССР). Рабочая лопатка осевого вентилятора. / Авт. Белов С.В., Носырев Б.А., Косарев Н.П. и др./ Не публикуется.

113. А.с. 973937 (СССР). Осевой вентилятор. / Авт. Лихачев Г.В., Носырев Б.А., Косарев Н.П. и др./ Опубл. В Б.И., 1982, № 42.

114. А.с. 918549 (СССР). Лопатка осевого вентилятора / Авт. Косарев Н.П., Носырев Б.А., Таугер В.М. и др./ Опубл. В Б.И., 1983, № 1.

115. А.с. 987197 (СССР). Рабочее колесо осевого вентилятора / Авт. Косарев Н.П., Таугер В.М. Холодников Ю.В. и др./ Опубл. В Б.И., 1983, № 1.

116. А.с. 1045691 (СССР). Механизм поворота лопаток осевого вентилятора / Авт. Косарев Н.П., Носырев Б.А., Таугер В.М. и др./ Не публикуется.

117. А.с. 1054578 (СССР). Осевой вентилятор / Авт. Косарев Н.П., Таугер В.М. Холодников Ю.В.и др./ Опубл. В Б.И., 1983, № 42.

118. А.с. 1103021 (СССР). Ротор осевого вентилятора / Авт. Косарев Н.П., Носырев Б.А., Таугер В.М. и др./ Опубл. В Б.И., 1984, № 26.

119. А.с. 1106214(СССР). Ротор осевого вентилятора / Авт. Косарев Н.П., Носырев Б.А., Таугер В.М. и др./ Не публикуется.

120. А.с. 1108245 (СССР). Осевой вентилятор. / Авт. Косарев Н.П., Холодников Ю.В., Таугер В.М. и др./ Опубл. В Б.И., 1984, № 30.

121. А.с. 1113590 (СССР). Осевой вентилятор. / Авт. Косарев Н.П., Холодников Ю.В., Таугер В.М. и др./ Опубл. В Б.И., 1984, № 34.

122. А.с. 1116221 (СССР). Устройство для контроля угла установки лопастей вентилятора. / Авт. Косарев Н.П., Сивков Ю.А., Таугер В.М. и др./ Опубл. В Б.И., 1984, № 36.

123. А.с. 1116224 (СССР). Рабочая лопатка осевой турбомашины. / Авт. Косарев Н.П., Холодников Ю.В., Таугер В.М. и др./ Опубл. В Б.И., 1984, №36.

124. А.с. 1150409 (СССР). Спрямляющий аппарат вентилятора. / Авт. Косарев Н.П., Белов С.В., Носырев Б.А. и др./ Опубл. В Б.И., 1985, № 14.

125. А.с. 1165108 (СССР). Гидропровод (его варианты). / Авт. Косарев Н.П., Носырев Б.А., Таугер В.М. и др./ Не публикуется.

126. А.с. 1213810 (СССР). Ротор осевого реверсивного вентилятора. / Авт. Косарев Н.П., Холодников Ю.В., Таугер В.М. и др./ Не публикуется.

127. А.с. 1216456 (СССР). Гидропровод механизма поворота рабочих лопаток осевого вентилятора. / Авт. Таугер В.М., Косарев Н.П., Холодников Ю.В. и др./ Опубл. В Б.И., 1986, № 9.

128. А.с. 1246679 (СССР). Ротор осевого вентилятора. / Авт. Косарев Н.П., Холодников Ю.В., Носырев Б.А. и др./ Не публикуется.

129. А.с. 1279317 (СССР) Ротор осевого реверсивного вентилятора. / Авт. Косарев Н.П., Холодников Ю.В., Таугер В.М. и др./ Не публикуется.

130. А.с. 1353956 (СССР). Термопровод. / Авт. Таугер В.М., Косарев Н.П., Холодников Ю.В. и др./ Опубл. В Б.И., 1987, № 43.

131. Canele А, Торреаг Т.Н. Evaluation of сусе omission criteria shortening of fatigue service histories. Ont. gvurual Fatigue, 1979, vol. l.№ 26, pp. 23-28/

132. Wirsching P.H. Shehata A.M. Fatigue wide baud random stresses using the rainflow method. Gvurual of engineering materials and Technology, 1977, №3, pp.27-32.

133. Landgraf R.W. Ciclic stress strain concerts applied tu Common Fatigue Zife Prediction SAE paper 140280,1974, №2, pp.51-54.

134. Дмитриченко C.C. Полев B.A. Боровик А.П. Автоматизация расчета на ЭВМ долговечности элементов машин при случайных процессах нагружения. -Вестник машиностроения, 1982, №1, с.7-11.

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

136. Упоров С.А. Оптимизация параметров вентиляторов главного проветривания метрополитенов. // Молодеж. научно-практич. конф. УГГГА, Изв. УГГГА 2003. - №17.

137. Упоров С.А. Оптимизация режимов эксплуатации вентиляторов главного проветривания метрополитенов. // М. журнал "Метро и тонели" 2004 - №5.- с 23-26.161.