автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Оценка и повышение уровня качества использования драглайна

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ РАБОТЫ ЭКСКАВАТОРОВ-ДРАГЛАЙНОВ.

1.1. Условия эксплуатации драглайнов.

1.2. Структура парка и динамика использования драглайнов в ПО "Кемеровоуголь".

1.3. Исследование и анализ баланса времени при использовании драглайнов в течение цикла

2. АНАЛИЗ РАБОТ ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНИКИ

2.1. Понятия об эксплуатации и использовании техники

2.2. Методы оценки качества эксплуатации техники

2.3. Технические средства контроля и учета напряженности и производительной работы экскаваторов

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРАГЛАЙНА.

3.1. Выбор и обоснование показателей для оценки уровня качества, использования драглайна

3.2. Экспериментальная проверка информативности показателей для оценки уровня качества использования драглайна.

3.3. Методика оценки уровня качества.

3.4. Требования к техническим средствам оценки уровня качества использования драглайна

4. ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА УРОВНЯ КАЧЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРАГЛАЙНА.

4.1. Выбор и разработка аппаратуры для контроля и учета показателей качества использования драглайна.

4.2. Экспериментальная проверка методики оценки уровня качества использования драглайна в промышленных условиях.

5. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ГО ПОВЫШЕНИЮ УРОВНЯ

КАЧЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРАГЛАЙНА.

5.1. Расчет нормативных значений единичных показателей качества использования драглайна

5.2. Повышение уровня качества использования драглайна за счет модернизации подвески ковша.

5.3. Алгоритм оценки и повышения качества взрывной подготовки горной массы к экскавации

5.4. Эффективность работ по повышению уровня качества использования драглайна.

Основным направлением развития угольной цромышленности является преимущественный рост доли открытого способа разработки месторождений, как наиболее эффективного и перспективного. При этом намечается строительство разрезов с годовой производственной мощностью 304-150 млн.т угля. Это потребует, в свою очередь, создания мощного и сверхмощного горного и транспортного оборудования, совершенствования систем и технологии разработок.

Увеличение добычи угля в стране отщштым способом будет связано с резким увеличением объемов вскрышных работ. Только в Кузнецком угольном бассейне, характеризующемся наиболее сложными горногеологическима условиями, объем вскрышных работ к 1985 г. достигнет порядка 375 млн.м3/год, причем объем скальных и полускальных пород, требувдих перед выемкой их подготовки взрывом, составит около 280 млн.м3. Освоение таких объемов немыслимо без дальнейшего совершенствования техники и технологии вскрышных работ.

Бестранспортная технология вскрышных работ осуществляется с помощью драглайнов и вскрышных экскаваторов и характеризуется наибольшей эффективностью. В связи с этим одно из основных технических направлений развития открытой добычи угля состоит в расширении области применения бестранспортной разработки вскрышных пород.

Многолетний опыт Кузбасса и других угольных бассейнов страны убедительно свидетельствует о высокой технико-экономической эффективности использования драглайнов при разработке предварительно взорванных скальных пород. В связи с этим дальнейшее развитие бестранспортной технологии на угольных разрезах будет основываться преимущественно на применении шагающих экскаваторов. В некоторых случаях могут найти применение также мощные вскрышные экскаваторы.

Бестранспортная технологическая схема производства вскрышных работ в будущем не претерпит принципиальных изменений. Ее совершенствование будет осуществляться 1фежде всего путем перехода на применение нового более мощного высокопроизводительного бурового и экскаваторного оборудования, повышения качества взрывной подготовки пород, максимального использования взрыва для перемещения породы в выработанное пространство и т.д.

Экскаваторный парк разрезов за последние годы претерпел большие изменения и теперь он состоит в основном из машин, находящихся по своим конструктивным и эксплуатационным показателям на уровне последних достижений мирового экскаваторо-строения.

По данным Минуглепрома СССР в перспективе будет расти удельный вес моделей мощных драглайнов, который составит: для ЭШ-20/55 и ЭШ-15/70 - 13% \ для ЭШ-20/90 - 33%; для ЭШ-40/85 -37$; для ЭШ-75/85 и ЭШ-120/100 - т7%. Эта тенденция находит отражение и в мировом экскаваторостроении.

Оснащение разрезов мощными экскаваторами делает чрезвычайно важным воцрос их эффективного использования. Проведенный анализ выявил, что за последние 10 лет (1973-1983 гг.) технико-экономические показатели использования драглайнов существенно не улучшились. Средний объем вскрыши, приходящийся на один драглайн, составляет 2,12 шш.м3 в год для ЭШ-10/70А (ЭШ-Ю/60) и 3,0 млн^м3 - для ЭШ-15/90. В то же время рекордные показатели по объему вскрыши.;.! для тех же машин составляют 3,4-3,8 и 4,5-5,0 млн.м3 в год. Коэффициент вариации таких важных показателей для оценки использования драглайна, как производительность, длительность циклов и операций цикла является значительным и находится в пределах 25-40$. Все это говорит о значительных резервах в повышении эффективности процесса использования драглайнов.

Оценивая качество хфоцесса эксплуатации горного оборудования, в том числе и драглайнов, необходимо решить задачу оценки качества его использования, т.к. только от функционирования данного процесса общество получает вещественный продукт в виде объема переработанной горной массы.

Под использованием драглайна понимается разновидность производственного процесса горного предприятия (разреза), при котором он, как орудие труда, выполняет свои функции, предусмотренные нормативно-технической документацией.

Под качеством использования драглайна понимается совокупность свойств процесса экскавации горной массы, от которых зависят результаты этого Хфоцесса и его соответствие требованиям нормативно-технической документации.

Процесс использования драглайна циклический, т.е. состоит из отдельных циклов экскавации горной массы. Каждый цикл состоит из операций цикла (черпание, транспортирование). Поэтому повышение эффективности использования драглайна может быть достигнуто только за счет повышения эффективности отдельных операций цикла. В то же время процесс использования драглайна является скоротечным, поэтому для выявления и реализации резервов операций (черпание, транспортирование) необходима оперативная оценка качества его использования. Это мсжет быть достигнуто при наличии на драглайне технических средств, позволяющих машинисту драглайна получать однозначную объективную оценку качества его использования в течение цикла.

Поэтому оценка и повышение уровня качества использования драглайна является актуальной научной задачей.

Целью работы является установление зависимостей между показателями операций цикла и полезной работой драглайна для оценки и повышения уровня качества его использования, осуществление которых повысит эффективность работы за счет уменьшения непроизводительных действий.

Щея работы заключается в оценке уровня качества использования драглайна за цикл по комплексному и единичным показателям, получаемым измерительным методом, при котором за главный параметр принимается полезное действие данного цикла, а за единичные показатели - фактические действия главных механизмов по операциям.

В соответствии с вышеизложенным и для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: анализ существующих технических средств для конороля и учета работы машин и нагруженности их механизмов в процессе использования; выбор и обоснование главного параметра драглайна; разработка методики оценки уровня качества использования драглайна; разработка технических средств для оценки уровня качества использования драглайна; исследование и установление зависимости между комплексным и единичнышпоказателями уровня качества использования драглайна; разработка мероприятий для повышения уровня качества использования драглайна и их опнтно-промышлен-ная проверка в ПО "Кемеровоуголь".

Научные положения, разработанные лично соискателем, и новизна.

I. Наибольшей информативностью для целей оценки уровня качества использования драглайна по 'назначению обладают единичные показатели, новизна которых заключается в том, что они выражены в виде фактических действий, определяемых произведением фактической работы на время.

2. Оценку уровня качества использования драглайна в конкретных условиях 1фименения необходимо производить с учетом главного параметра, новизна которого заключается в том, что он характеризует суммарное полезное действие драглайна за цикл и определяется произведением полезной работы черпания и транспортирования на вреш этих операций.

3. Оценку уровня качества использования драглайна по единичным и комплексному показателям необходимо производить в сравнении с фиктивным динамичным эталоном, формируемым из минимальных достигнутых показателей, новизна которых заключается в том, что они получаются отношением фактических действий операций цикла к главному параметру.

4. Расчет параметров операций цикла драглайна в конкретных условиях применения производится по зависимостям между показателями этих операций и его полезной работой, отличающейся тем, что информация для расчета получается измерительным методом.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждены: использованием апробированных теоретических положений по безэкспертной оценке уровня качества горных машин; использованием методов математической статистики, теории вероятностей и объемом наблюдений, обеспечивающих получение абсолютных единичных показателей операций цикла с доверительной вероятностью, равной 0,9 при относительной ошибке не более 10$; достаточной теснотой корреляционной связи между комплексным и единичными показателями качества использования драглайна* Коэффициенты корреляции между данными величинами не менее 0,42 при 0,37; среднее квадратическое отклонение уравнения регрессии не превышает 0,06,

Значение работы. Научное значение работы состоит в установлении зависимостей между показателями операций цикла и полезной работой драглайна, позволяющих оценить уровень качества использования драглайна в течение цикла, что является развитием теории оценки и обеспечения качества эксплуатации горных машин.

Практическое значение работы заключается в разработке методики оценки уровня качества использования драглайна, позволяющей с помощью встроенных технических средств оценить и выбором режимов повысить качество его использования. Рекомендации по изменению подвески ковша драглайна позволяют повысить эффективность его использования.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанная методика оценки уровня качества использования драглайна явилась основой для создания "Временной методики оценки уровня качества использования экскаватора-драглайна" и "Временной методики оценки уровня качества взрывной подготовки горной массы", утвержденных техническим директором ГО "Кемеровуголь".

Рекомендации по изменению подвески ковша драглайна внедрены на двух экскаваторах ЭШ-10/60 на разрезах "Междуреченский" и "Прокопьевский" ПО "Кемеровуголь". Фактический годовой экономический эффект от внедрения новой подвески ковша составил 29 тыс.руб.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на всесоюзных конференциях: "Открытая и подводная добыча полезных ископаемых" (Москва, МГИ, 1980); "Практика и проблемы автоматизации управления технологическими процессами, производствами и предприятиями" (Кемерово, 1981); на всесоюзном семинаре "Совершенствование организации и повышение эффективности технического обслуживания оборудования на открытых горных работах" (Челябинск, 1984); на НТС института "Гипроугле-автоматизация" и ГО "Кемеровоуголь". Результаты работы экспонировались на ВДНХ СССР в 1979, 1981 (награждена медалью) и 1982 гг.

Цубликации. Но теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 6 авторских свидетельств.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 172 страницы машинописного текста,

ЗАКЛШЕНИЕ И ОНЦИЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе содержится новое решение актуальной научной задачи оценки и повышения уровня качества использования драглайна, позволяющей повысить эффективность его работы за счет уменьшения непроизводительных действий, что имеет существенное значение для развития теории оценки и обеспечения качества эксплуатации горных машин;

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Наибольшей информативностью для целей оперативной оценки уровня качества использования драглайна по назначению обладает физическая величина-действие, определяемое произведением выполненной работы на время. Коэффициенты вариаций показателей действие, работа и мощность при черпании соотносятся как 4:2:1.

2. За главный параметр при оценке уровня качества использования драглайна в конкретных условиях применения необходимо брать его полезное действие за цикл.

3. Оценку уровня качества использования драглайна по единичным и комплексному показателям в конкретных условиях применения необходимо производить в сравнении с фиктивным, динамичным эталоном, формируемым из минимальных достигнутых показателей, которые получаются отношением фактических действий операций цикла к главному параметру.

4. Расчет параметров цикла экскавации производится по зависимостям между показателями операций цикла и полезной работой экскавации по данным, определяемым инструментально с помощью технических средств УРМ1 и КРД1.

Расчеты показали, что эффективность операции черпание можно повысить в два раза.

5. Оценку и повышение уровня качества использования драглайна необходимо производить с помощью разработанных методик: "Временная методика оценки уровня качества взрывной подготовки горной массы" и "Временная методика оценки уровня качества использования экскаватора-драглайна", утвержденных техническим директором ПО "Кемеровоуголь".

Повышение эффективности использования драглайна обеспечивается путем изменения подвески ковша драглайна, которая внедрена на двух экскаваторах ЭШ-10/60 на разрезах "Междуречен-ский" и "Црокопьевский" ПО "Кемеровоуголь". Фактический годовой экономический эффект от внедрения новой подвески ковша составил 29 тыс.руб.

1. Балаховский М.С., Кнышев С.А., Весилоо П.И. Развитие и повышение производительности драглайнов. Экспресс-информ. -М.: ЦНИЗИутоль, 1979. - 30 с.

2. Подзрни Р.Ю. Горные машины и автоматизированные комплексы для открытых горных работ. Учебник для ВУЗов. М.: Недра, 1979. - 615 с.

3. Балаховский М.С. Рациональные приемы управления драглайнами на вскрышных работах. М.: ЦНИЗИутоль, 1978. - 40 с.

4. Иванов Ю.Б. и др. Исследование работы датчика усилий в подъемном канате экскаватора. Сб. Автоматизация производственных процессов на открытых горных работах. Киев: Техника, 1971. с. 60-63.

5. Перминов А.С., Цветков Н.С., Шамсутдинов Р.С. Электрометрический способ оценки веса ковша одноковшового экскаватора.

6. В сб. Добыча угля открытым способом. М.: ЦНИЭИуголъ, 1971, В 10. с. 20-21.

7. Лурье З.Я., Чайка Э.Г. Определение вероятностных характеристик усилия в подъемных канатах по току двигателя при. копании грунта экскаватором. Изв.ВУЗов. Горн.журн. 1969, J6 4, с. 104-108.

8. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Физматгиз, 1961. - 480 с.

9. Разработка и внедрение технических средств учета качества работы машинистов экскаваторов. Заключительный отчет НИР.

10. С1И им. В.В.Вахрушева. Свердловск, 1975. - 97 с.

11. Расчет ковша у/ = 1° м3 экскаватора ЭШ-Ю/60. Р 4151. -Краматорск: НКМЗ, 1961. - 37 с.

12. Домбровский Н.Г. Экскаватры. Общие вопросы теории, проектирования, исследования и применения. М.: Машиностроение, 1969. - 319 с.

13. Солод Г.И., Морозов Б.И. Эксплуатации и ремонт горного оборудования. М.: МГИ, 1983.-100 с;

14. Белянин С.А. и др. Техническая эксплуатация речного флота. М.: Транспорт, 1976 - 336с.

15. Яценко B.C. Техническая эксплуатация морского флота. М.: Транспорт, 1971.- 344с.

16. Смирнов Н.Н. Обслуживание и ремонт авиационной техники по состоянию. М.: Транспорт, 1980.

17. Серов А.В. Управление эффективностью и качеством работы машин в условиях эксплуатации. М.: Изд.стандартов, 1979.- -148 с.

18. К}цина А.И. Устройство автоматического учета работы драглайна. Изв. ВУЗов. Горн.журн. Свердловск, 1969, №2,с. I38-I4I.

19. Разработка автоматических датчиков учета работы экскаваторов на карьерах. Отчет НИР. СКФ "Цветметавтоматика", Орджоникидзе, 1969.

20. Юзвишин Н.И. Исследование информационных характеристик экскаваторов циклического действия в автоматизированной системе оперативного управления. Диссертация на соиск.уч. степ. к.т.н. М.: МГИ, 1968.- 204 с.

21. Исаев Ю.М., Сорокин В.Г., Филиппенко А.И. Критерии контроля и учета работы драглайнов. Тр. Гос.проектн.-констр. и НИИ по автоматиз. угольной пром-ти", 1972, вып. 12, с.344-350.

22. КРД1. Изделия шахтной автоматики, изготовленные предприятиями Всесоюзного цромышленного объединения "Союзуглеавтома-тика". Номенклатурный каталог. М.: ЦНИЭИуголь, 1983,с. 96-97.

23. Владимиров Н.И., Шленский А,С. 0 совершенствовании показателей эффективности использования летательных аппаратов. В сб. Техническая эксплуатация летательных аппаратов и авиационных двигателей. Рига: РКИИГА, 1977.

24. Григорьев Д.Н. Критерий оптимальности механической системы горных предприятий. Изв.ВУЗов. Горн.журн., 1979, № 4,с. 52-54.23