автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Разработка метода виброакустического диагностирования технического состояния шахтных погрузочных машин

V «Л**

Государственный комитет РСФСР по делам науки и высшей[ школы

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе

На правах рукописи ПЯТИБРАТОВА Людмила Николаевна

Разработка метода виброакустического диагностирования технического состояния шахтных погрузочных машин

Специальность 05.05.06 «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск 1992

Работа выполнена в Новочеркасском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте имени Сер го Орджоникидзе.

Научный руководитель — профессор, доктор технических

наук Водяник Г. М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук Хаза-

нович Г. Ш.,

кандидат технических паук Жи-гульский И. П.

Ведущее предприятие — производственное объединение

«Ростовутоль»

Защита состоится « » Я. 199^2 года

в час. на заседании специализированного Совета

Д063.30.02 при Новочеркасском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте имени Серго Орджоникидзе по адресу: 346400, г. Новочеркасск Ростовской обл., ГСП-1, ул. Просвещения, 132.

Автореферат разослан «М> 199-/г.

Ученый секретарь специализированного Совета, канд. техн- наук, доцент

Ц^/ В. С. Баранов

- I -

ОШЯ ШМТЕРИСТШ РАБОТЫ

Актуальность работа. Совершенствование горных мелшп, позц-зение их дстсндгальних возможностей влечет за собой усложнение зх конструкции к, как следствие, существенно возрастают затраты груда п средств на техническое обслуживание и ремонт. За период эксплуатации квелой забойи&Я малины иа все виды ремонтов затрагиваются сродства, в 4-6 раз яревыяаюцле og первоначальную стоИМОСТЬ.

В сфере технического обслуживания и- ремонта мазил занято зт 15 до 50Й общего числа квалифицированных рабочих.

Сд:; ;;з перспективных направлений совершенствования система обатузшвания и ремонта является метод ремонта по фактяческо-iy техначескоку состоянии, т.о. по я<5требиоста с обязательны:/, юр^сдэтеск.;:;.! или постоянным даaraостиче скии контролем за техяя-ïGCKiœ состоянием оборудования.

ГаиоЗ кон трать осуществляется средствами технического да-зг~ ЮСТВРОБПЛЕЯ, ПОЭЭСЛ.'таЗИ!!! обвврузять и устранять отклонения от :юр,;ально: о состсхшкя , заранее анязить неисправности механизма i тем ср-укм повксйть гкеплу азацшшу» надегшость мавпт:.

Bpjívjcrb гтро&шли диагностирования определяется не только 5C3wckhoctk> предотвратил ля гаарпйнкх ситуаций к прогнозирования озтп'г ~joro ресурса, т.о. <хЗаеяечеакем ьаякшоста, но п воз-•.ггшегт. гсас»ч«!ал реке.та б&эдсЗекгтяе узлов s укеньабяия по- • г ерь г; л

IIc:;'t';v реге-.т/.г .задача бйэргдборлого контроля текущего тех-глчес-хп- CV3TCда." rojatc Е'ет-я а процессе эксплуатации поело

г. р,«*'с:?а яядяогся п^сгуааыагл « порелгкгавтгл нап--.плте';" :'">v"-'K\J ¡'"я.,

i''-'-- "1 дксго)яслвояпоа работа является разра-"crr.ï «.'--еда iv:6po-.аустачевглгэ дяагиосткрованкя технического юстояяк ron'tvx вагрузотлих r.-rrm с иаракмг: яагребаиаими лвпакя.

fe-'"? теботн. Диотпосткроваяло тв^тааго технического состойся трапсккссгй погрузочных wa¡niH проводить яутеа сравнения ;пектрогра\к внбрсскоросгк в измерительна: точках с эталоняша:, толученнют кр2 создания тесторчх условий работа привода и цело-¡агтразлснлоЛ заменой исправных деталей на дефектные.

проведения виброахустического диагностирования определены наибе лее информативные точки на поверхности корпусов трансмиссии наг ребающей часта погрузочной машины 1ГИБ-2, разработана иетодиха экспериментальных исследований параметров вибрации и получены представительные вибрационные характеристики в измерительных точках при исправном состоянии трансмиссии в заводских условиях при работе на холостом ходу и'под нагрузкой;

- математическая «одаль взаимодействия погрузочной шиины типа 1ПЕБ-2 со штабелем отличается от известных тзм, что непрерывный процесс черпания и ссыпания штабеля описан детерыияиро-ваяккми уравнениями о учетом изменения мгновенного центра при-лсаения сил и ш направления, 'величины ааглублеяяя, кусковатос-тз порода, а также с учетом влияния переменного момента инерции

кулисных механизмов на динамику процесса в с^шда обобщенных координат ;

- впервые. создана математическая кодедь нагребающей части

: погрузочной ыашины дай расчета вибрационных параметров, до взвезд нык структурный данным, позволяющая моделировать ра&гачяыэ гиды .дефектов трачсггиссии и ^еявгаг натрузения; .: .

- вибрассиошые диагностические признаки исправного а дефек-, .тного состояния. трансмиссия вагребащей части ыашины 1ПНБ-2.'

' ■ Достоверность результатов обеспечивается: .

- применением общепризнанной методика обработки данных по отказам погрузочных изшан, большой выборкой данных (более' 140

. - машин)', собранных в условиях ремонтных, заводов ; • , .

- достаточным 'объемом испытаний погрузочных! мгдия в заводских условиях (10) - и отдельных нггребашдих частей кашин и трап-слиссий (25) ; ' •. - - ' ' .,.

. . ' - высоким классом точности. приборов для измерения и- анали-

. за вкброекгяала, прошедших,госповерку в лабораториях Госстан.. дарта; '•' ; ■ '• 1 •

- корректяши допущенишли.при составлении математических моделей погрузочной машины как электромеханической' .и виброакус-гичесхоу. систем; .';"'•

- , .. - адекватность» физических ж математических моделей, ха-рактбризувщейся.козгёвдген'гамз:. корреляции, в пределах 0,92-0,85.

Научное значате работа состоит а'выявлении зависимостей ,' тестового разиыа яагружения.исполяительйого органа ыашины .на

;?руктуру вибрационного сигнала в характерных точках при различ-шх дефектах трансмиссии и ксаолтлозание этих зависимостей для задач диагностирования текущего технического состояния.

Практическое значение работы заключается:

- в разработке нагрузочного гидравлического стенда, созда-хцего на исполнительно« органе маяинц нагрузки, адекватные ре-1льяш, возникающим при погрузке горной массы; 4 .

- в создании кегодакя оценки уровней вибрации погрузочных тшн на стадии проектирования по известном кинематическим па-)йметраы; _ . . ■

- в разработке систеш зиброакустического диагностирования ■ехаическсго состоянгя трансмиссии нагребающей части машины ;ПНБ-2. . •'/ •: /.•.'.'■

Реализация результатов работы. Разработанная система вибро-1кустического диагностирования технического состояния логрузоч-:нх мшгая 11ШБ-2,, проведших капигальнуй ремонт, используется на ¡ахтияекоа ремоятно-механическоы заводе при. осуществлении еыход-ого контроля.

Математическая модель расчета вибрационных характеристик орной маетой по мзвосткшв Ш20!.:атически.ч параметрам передана МакКйИ для оценки новых проектов горных малин по фактору виб-

р,:шя реботтл. Основаь'е положения диссертационной рабо-н доло-тх-нк, обсухдени л получили положительную оценку на науч- " о-тетчческих секлнврах Сезеро--Кавказского научного центра ьсасй зколы (г.Новочеркасск, 1£87, 1533, 1839, 1590 гг.), на аеьдаяии НТС лаборатории ао Ооргйс с шумом и вибрацией горных шшн ИГЛ и,5.А.А,Скочзшского (1239 г.), а такга на меадунаред-ой межвузовской яаучяо-прзкгячоской конференции "Надежность и . ачестао горнах г.'й~п:.ч к оборудования" (Москва,. 1991 г.).

Рублккашт. Яо результатам исследований опубликовано Ю работ.

Объем работы. Диссертапионкея работа состоит из введения, яти разделов и заключения, изложению: на 145 страницах маиино-яского текста, содерапт 52 рисунка, 21 таблицу, список литера-урь из 39 наименований и 3 приложений.

СОЯШШЕ РАБОТЫ'

3 результате анализа схем приводов шахтных погрузочных манил с парни:«"! нагребающими .чалами и проходческих комбайнов со стреловым исполнительным органом, отмечено принципиальное совпадение кинематических схем их погрузочных органов. Это дает основание проведения исследований на одном тияе механизмов с дальнейшим обобщением результатов па другие типы, учитывая их кинематические особенности.

В качестве объекта исследований выбрана породопогрузочные мэиены типа 1ЩБ-2, оснащенность которыми наиболее высока на ПО Восточного Донбасса.

Рассмотренные привода горных машин не приспособлены к диаг-ностярованин их технического состояния как в условиях эксплуатации, так и после изготовления или проведения ремонта. Проведенный- анализ поступают: на Брякковскжй рудоремонтный завод ыззпш показал, что около 405? машин, поступающих на 1-й капитальный ре-

• монт, и Б5% - на второй - не вырабатывав? своего гарантийного срока. Это свидетельствует о необходимости проведения строгого выходного контроля качества ремонта при приемо-сдаточных испытаниях. Такой контроль мскет бнть_обеспечен применением средств

' виброакустической диагностика <3ез. предварительной разборка мааинь Виброа^стическая-диагностика в качестве источника ивфзрма-цги использует динамические 'процессы иеханизыа, вызывающие s кон-_ струкпдн и' округгшцей среде появление и распространение акустических волн., - : . •

В настоящее время щащешвтся переносные устройства для измерения общего уровня вибрации- и уровней вибропараметров в ок-таэннх полосах, частот,-'которые как диагностические признаки достаточно хорошо отрааают общее состояние трансмиссии. Диагностирование производится путей последутаего сопоставления оператором полеченных данных с нормативами значешшми.

Злброакуопяеское диагностирование технического состояния -¡¿йханазмов имеет s своей оснозе отправную диагностическую модель: раззатие дефекта вызывает изменение амплитуд и числа кратковременное илпульсов в вЕброакустичеекри сигнале. Колебательные провесы, сопрозаздаздие юуккциокирозшшв технических объектов,реа-

• таруют на возникновение дефектов в элементах трансмиссий и на

величину прияаг.'-^емой нагрузкл. . ■ -

Одним из основных- этачов создания, системы виброакустической диагностики является локализация объектов -диагностирования, т.о. выявление наиболее ненадежных узлов и деталей механизма с цзл,г* кх первоочередного анализа.

Статистический анализ отказов, п нейОЯра&ностей погрузочной маж'.чы 1ЛНБ-2, проведенный на ремонтных предприятиях, дат возможность определять наиболее* часто выходящие из строя узлы и тагами образом конкретизировать объекты диагностирования. Исследование вибрационных параметров проводилось на нагребающей часта х,'2игинн в, в частности, на корпусах аромат, уточи ого л сбою: редукторов лап. ..-"■;.'' •.

Изучении параметров'вибрация маннн определенного тила целесообразно производить при вденгачнше'тестозых условиях работы каэдего исследуемого экземпляра..сто мокет быть обеспечено при помощи специального загрузочного огенда с известными пара-иетрама. Для разработки такого стенда, - шифрующего режим»'ка-гружекия исполнительного органа'ксика«,'создана математическая ксделъ взашоде!*.сгЕйя погрузочной мзжпы со втабслем. - В лен непрерывный процесс .чехяаккя к осыпания штабеля описан д'термчни-ронаннщу. ураяяькияый с -учетом кзкекенкя мгновенного центра , пеилохекия елл и кх'направления, • а Также' с учетом влияния на дпка?.хку проц-гсса перег.юнного момента киерцяк -гс/лксных механизме?..

Разработанная математическая модол'ь "погрузочная |/гшкпа-г?аоель" созьслгл'? зыявкаь характер, величину я цикличность кагруяеягя трансмиссии нагребающей части кашл'нн 1ПНБ-2 при наиболее типичных условиях работы ыаиккы г сахте.

При этом принята следующие. условия Догрузки: высота ауз-5сля 1,5м; радиус забоя 1,5 м; порода однородной кусковатостк , ЮС мм; погружаемый маг е риал - песчаник со оледуидизлм . покгза-геляив: аяотаос». материала 1600 кт/глэ, уделыюе сопротивление' ¿траву породы о? штабеля 23500 Па, коаффгц^еаг внутреннего тре-шя - 0,6, угол естественного откоса--45°..

; Максимальный крутящий, комент на, кривойшшых даоках достигает более 3300 Н<м.

Результата, получошшв с номояыо математической модели 'погрузочная иа^ша-итаЗель" явилась исходаша данными дяя

расчета твдрошзематйчасюк даракатров нагрузочного - стенда.

Имитация аагругекЕЯ лада в процессе рабочего цикла (один оборот кргшоазлаого диска) достигается пря пожни гидроцклша-ра двустороннего действий» Пряшдоккльнаг схе.*.:а стенда показана на рзс.Д. Улвшатически гацрощ-шлндры вшолкены с непоявкг-нь-аз поршней а шяггзнда корпусом. Последовательно гадроцггиая-ру а .танго эддагеается ссеикадьнс разработанное дросселнрузкее устройства- Ш5. ьозуданоста регулирования усзтлкя на нагребахедей лапе. Цеабходяашй тормозной момент, равный крутящему моменту на криаопшво» даокз пра лрохс&шжа лапой траектории, соответствующей гн.едрешш в стабель и сдзягу материала, достигается при; помоаш дроссе-тарущего устройства путем расчета необходимого проходного сэчения.

. Оснолеей кинекатическае а гзздшлзгееские параметры нагрузочного стеЕда расс^кхана, прг соисш созданной математической , цодэле "згрло

Сразнявак результата расчетов коментов, создаваемых на крзБошщнак хгскгх, Еолучзнных о посааьэ математических моделей . "погрузочзаг ыаЕшка-щтабельп С ) и "¿темя » (м5Т) следует отмагсть гз: одинаковую швлзтость а - совпадение максимальных .знедащй. ' ■■•■••...'■.

Еа рлс.2 показаны расгсетзы® значения грутяпш: моментов,полущена. с ксиошьп этих даух-штеиегогескш: моделей. Адеиэат-йсоть 5Т2Х значекаЗ доказана ври статгетг^еском анализе на ПЗВМ. "-РсСлтрса"' с Ергмеяеяаеа стайаздатой программы " $та теIIар Ери реиасглоанои -анализе йзатевяй. Ег^гтязаго моьюята были определена зкйэ^аЕзейтн лквайаой реграгеиа а уразненкн у= а*6х. (при а-хск уугаз&яге вмеег адц ИМ,04 •+ 0,6314 л?£Г), а

такге когфсгциегг корреляции К.».0,024 к грктерий Фишера' ^ = . = 2,34 Зд2тгге.ского значена*- ^ =2,383, определяемого . для ос - ОЛ1 урозда зната'лсзк'г; = 23 - числа яаблздеяий.

В уетогжс цоетгога згеэяш; маяка, Е5И проведены- яааур-' вне 2снытаЕг5:--Еасш.о=зсго стенда.-иг деЗйгеухкзй калине ЛШБ-2. Дрозедено осцгыодргфгрогзаа^ вшяшш а хГориазой шяосда зэд-■ ^рохдалзкдра, -что яросорцаяаздйасг ьшеяту на кризоЕЕанса жеге, яря раз-лпчаых проходнкх еетешшг дрооселиррадго устр©1жгва. ¿Лаксзщажьное реаздаое значение давления лразеааэ»" ¡аачвшоа на 3,3 «Еа, что дагег йать ссй&яснаЕ© шщ^щеессжеш к&е И31эг|дае£&-

них приборов, так и-изготовления дросселирующего устройства.

Таким образом, разработанный и созданный нагрузочный гхд-вавлэтаский стенд, кштарущий реальные параметры нагрузения машины, может быть-использован для создания тестовых условий на ремонтных предприятиях для проведения диагностирования технического состояния.

Изучение вибрадиоянкх параметров нагрзбакщей части проведено на 25 огооеданенннх нагребающих частях и траасыкссвях мзшян 1ПНБ-2 и 10 машинах в сборе. При работе на холосто« ходу получены представительные вибрационные характеристик - совокупность максимальных с вероятность» Т = 0,55 значений зиброскорости, измеренных в кандой 1/3-ок?авно& полосе частот. ■• '

Произведя корреляционный анализ значений виброскоростн з различных точках одних и 502 жз корпуснах поверхностях трансмиссии определено рациональное, о точки зрения информативности,число измерительных'точек. Их определено на нагребающей части 7:на электродвигателе и по дш& - на промежуточном редукторе, правом ■ и левом редукторах лад.

В этих информативных точках определены представительные вибрационные характеристики при работе на-холостом "ходу трансмиссии в исправном техническое состоянии. Линейные уровни зиброскорости находятся в предела* 28-103 дБ. щш среднеквадратичных отклонениях а I/3-октазкнх полосах частот до 3 дБ.

Для проведения' эксяе^иызатадьЕкх работ ло определении диаг- , ностпческях признаков телачзского состояния трансмиссии разработана методика, позволяющая пра пояогци серийной эиброизмератель-чой ж аналпзирувдей аппараты гказлать спектральнне составляющие ьибросигнала -с погршисщво ± 2 дБ» 3' результате, цронеденшх по. предложенной иетодшсе иоагододанЕй .была выявлены следующие закойоыэрности: . ■

- характер спектров виброскарвсти. при-работе трансмиссии

' на холостом ходу' и. при. раштоскшс.ршимах нагрукения (50 -и -10С$) имеет идентичный характер с; равллчле-и. в. адшиудннх значениях,' достигающем 1-5 дБ.; при црвашевщ- 1СК$-чаегготная-граница, спектра сдвигается с. 2000 Гц до I500Q-2Q0.QQ ГЦ; . ...

- наибольшие всплески спектров вдброекоростз на частотах, значения которых определяются расчетный путем, характерны для всех бедоз натруяендя трансагссгш,; менее всего отличий в. спект-

рис на частотах 20-100 Гц (горизонтальная вибрация) и 20-200 Гц (вертикальная) ;

- дефект сборки (увеличений "мартвгй ход" редуктора) вызывает увеличение линейного уровня звброскорсстл на 3-8 дБ а повышение кемдснекгк на низких частотах ; диагностическими признаками дефектов аолгишшгоа или зубчатых колес являются пек-торы амплитуд виброскоросгя на характерных расчетных частотах, значения которых рассчнтызазтся до общеизвестным формулам ;

- разномерный износ всех элементов трансмиссии э процессе эксплуатации приводит к- значительному сяетекпя линейных уровней виброскорости (до 5 дБ) при-работе на холостом ходу. Прикладываемая нагрузка вызывает увеличение суммарного уровня на 6-7 дБ и амплитудных ■ состаздяшщх спектра.

3 качестве примера на упй.З приведена спектрограмма вибро-

и

35

т

99

¿■а

г ч .яре |—1/ яас дстаа> (тельн, <сгя|« 1Я

к Г-- 1 и*! #Т. г 1 1 1 » •

.и, »—1 г! С 1 Л » л 1..

... 5 . 1 ц 1 ! 1

7 а

20

£0 200 200 500 1000 2ООО 5000

лгц

Рис.3 Спектрограмм виброскорости в точке на левом редукторе лапы при узеязченвш "шртвоа ходе"

скорости з т.7 на левой редукторе лапа при работе на холостом ходх Редуктор поставлен на нагребающую часть машины 1ПЕБ-2 с дефектом сборки - увеличенным "мертвым ходом". На- спектрографе

CV.ÄHC, чтс аддлитудныэ составлявшие-ка низких частотах С до 200 Гц) существенно - на 10-15 дБ - превышают значения.представительно?. вибрационной характеристики (показанной пунктиром). Линейний уровень виброскорости при дефектном-состоянии редуктора возрастает на 7,5 дБ. ■"■/.. - .

Сдний из 'способов получения информации о значениях вкбра-. тонных параметров, ыеханизмов может слоить математическое у.о-данироваяи©, дозволяющее кияйыйзяровагь уровень знСроактивнос-ти иашинк уха на стадии ее проектирования.

Вопросы вг.броалустикз сложных кеханичееккх систем в настоящее время недостаточно изучены, -поэтому,'учитывая особенное!": горныхиетш, котоды расчета ух колебаккЛ заимствуется из других областей .званий к, в честности, кэ строительной. , ыехаяики.

tía сродяихи -внервгас. частотах при. длине воли; упругих колебаний соазиершол а' иэньае. эвше£шх разкзров каааан ели ее уз-' -ла динамическая иодеДъ кокет быть представлена как.систека с раслредалешиш параыетрема, ^совершавшая нэгибяые колебания.

Зкзивалаятнуп ДЕЦЕми-:есзл»з. кудель-нагребасвдЕ чаете, погру-S04SCÍ.мааинк квхво рассматривать а. виде плиты с разномерно рас-пределс-цкоЕ'и сосредоточенным! кассами, соверщаадей кзгкояке колебания.сод киаульскыия/Е«рвсдогес*ааи.'воздейстакяке.

На рис. 4 приведена схома приложения аозбухдахиаце иипудьесв, точки арклезеаая-.котрргх соответствует опорные узлам трансмиссии I... 13,14,15; 17,18,19 (выход колеоатольпоС экергги'зуб чатого зацепления. на ксрдусяув воаерзивость :.релуктора^, звездочка коя-гейэра (16). и опораье .orxspamose ролики 'кулис '(13, 20).

Уравнение- колебаний пикты, с учег-оа внутреннего трзкия под действием «тновеяЕОГо ккпудьса ииоет вид:

где 2>¡— гдалшдричеокая. аестюетъ'ш&та•;■; Í3¿Q - четкость иде~ азьаой упругой енлтека; 23¿S - неупругаа сссгаалявдая хесткос-ти, .обусламзваедаг.дассипахш^эаергай. в' системе ; г - оператор Лапласа в прямоугольных кшрдияатше; - комплексное перс—

кеиааие плиты, отсчатываеггое от.педокения статического'равновесия; ■ j - кинкаа едашпга.; .-,-:. Действительное, перемйаояив- ваа решение уравнения (I) сред-

II------1

{Электро-а6игаг?ль

«----

Промежуточный; редуктор

ПРаВый ргдуктор лапы

I "Тг-Леёыи ргдукгпор лапы

г

■ ?ио.4 Схе1»а прилегания везбуздаяик ямцуяьсоэ''' стазляегся в висе: .

гдз_ 4 - яоивр частота каюдггзй. си I до /г» 25» сйдейеляемйЙ зрокзй9аенке.ч идагеоз всрдародгшггк бзл&тж фщахяй г к ;

фуавдзз, зретс^аззяекаят яреязгеЕЗййбй' ¿аюяшыг функций, увсвгз^з&иетс усгтсвгаги за^шяшэя драмой гшгтн к спредвдянзая форз^ »сгэбгзпЗ з гшбо! яа шкфхйгос-таг с кболагяатаиг (-г,*/ ) ; з* езузргкяего .

металла?• £> =4гтгк.'Кф'• ♦ Здоез- - гакф-фзшейт ввйпульсизяостк гзядгкса; - ^аетгзгвжаз гагэйзшз кратковременного гипулгеа; ^ - катеа кзт.яа «асто-

то':; - дзета к Ейркна гшгкг; - ссгЗетзг'жя ¿-тая

кругов^ частота нянит, й

зяаз&зв* ясрвдюзан-

нах бакочншг йугюшй з тоже о тщгягнная дг^ пэргод действия £ -го шпульса-.

Тахаш образ оьг иохут бить определены перемещения ( а такке скорость и ускорение)-шита при воздействии кратковременных импульсов от к ьггсс на < «* 25 (в более) собственных частотах колебания плиты.

Разработанные методические, основы в полученные выражения для расчета параметров вибрации горной нажяы позволяют:

- рассчитать собствешшз частоты и фориы колебаний машины для характерна! условий крепления и огарания основных узлов и оборочшл единиц ;

- определить частой* шнуздшшш: колебаний всех элеиентоэ и уадов иааикн;

- сравнить частота колебаний, выявить резонансные режикы, рассчитать возрастание акплитуды колебаний при возникновении резонанса;

- установить коатчествеаяие характеристики вибрации (вибро-перекеаонде, ьиброскорость, ваброускорение) ыоашш в полосе частот шириной I Гц от каздого возбуздащего импульса ;

- определить сушарный уровень виброскорости а либо?. точке конструкции от всэх возбуздаиаих гхлухъсов ;

- иоделировать в елеиенгсх гранскассии целины любые типичные дефекта и раяшгчные реклам нагруеения исполнительных оргачов.

Наилучшая «одиаость расчетных значений вкброскоростк со значениям, получеинши экспериментальным путем, иаблгдавтея при определении суммарных уровней впброскэ'рости (± О,С дБ) и высокочастотных спектральных соствьшпа&.-Нй низких и средних (до 500111) частотах разяща расчотКгп: а реалыаос значений уровней ЕкОроскорости достигает 3-10 дБ. Сравнение расчеишх. и экспериментально определенны: ввачоизй собственна частот е.зоькцьс. стандартной програщш стетвстЕческой обр^отки данных "зитеилг" па ДЭЕУ "Робогрон" полагало их высокую сходшэсть, характера ух-тцуюся коэйициеЕтои корреляпда 0,95.

Для вкброакустичесхого диагностирования ташичгского состояния погрузочных иашш в условиях роконтша заводов бьша разработана сисгеиа, вклвчаззщя в себя:

- методику контроля технического состояния,

- шкллокт серийной внброизмерительной и анелизируодей ал. паратуры, ... . \

- нагрузочный гидравлический стенд ,

- пакет представительных вибрационных характеристик а ттз-меритэлышх точках.

Зга система анодрена на Шахтиасксм ремонтяо-моханкчаскои заводе и используется при приемо-сдаточных испытаниях отремонтированных малжн 1ШБ-2.

Разработаны технические требования на создания аппаратурных средств виброакустического диагностирования технического состояния забойного горно-шахтного оборудования с учетом специфики работы з условиях угольных шахт.

Огидаемый экономический эффект от применения систе?.я виброакустического диагностирования за счет увеличения коэффициента готовности машины на 12% составил 827,0 руб. на одну машину за межремонтный период.

ЗАКДИЕНИЗ

3 диссертационной работа на основе взаимосвязанных факторов, определяющих формирование характеристик виброакустического процесса в горных машинах, сделано теоретическое обобщение и ■ показаны конкретные пути решения задачи виброакустического диагностирования технического состояния пахтннх погрузочных машин типа ПНБ. ' .

Основные результаты работа, выводы и рекомендации формулируется следующим образом:

1. Среди известных в.настоящее врэмя методов диагностики, применяемых при доводке эксплуатируемых горных машин, вкброакустическая диагностика является одшш из перспективных методов. Бознизшхцие в калинах вибрационные процессы весьма, информативны, достаточно полно отраяают техническое состояние многих деталей

и .узлов, а также протекание рабочих процессов в машинах. Безраз-борннй контроль технического состояния горных машин виброакусти-.'ческим методом является наиболее удойным и экономичным.

2. Применяемые в угольной промышленности погрузочные малины не оснгшаптся устройствами диагностики и но контролируются как в период эксплуатации, так и после изготовления или ремонта. Ееконтролепригсдность горных машин вызывает необходимость проведения планово-предупредительных ремонтовчто зачастую не оп-

равхщвает .себя и ведет к езлешняы материальна п трудовым затратам.

3. Выполненная статистическая обработка отказов и дефектов погрузочных шаля с парными нагребапгшки лапакн позволила выявить наиболее часто внходшете аз строя их детали в узлы. Правый родуктор лады, ввиду конструктивного несовершенства малпиш, подвергается аагболываы дааашпгасюш нагруакод и поэтому является самым ненадежным ее узлои. Ва его доли щтодктся около 45% всех отказов вагребавдеЯ части «ашгвв в.поэтому диагностнрова-НЕо именно этого узла является первоочередной задачей.

4. После подробного изучения параметров вибрации на корпусах редукторов гравсикссиг нагребатей части машины 1ПНБ-2 было определено рацтанальвое чвило диагностируемых точек. Их выявлено 7: •

- на корпусе электродвигателя; над планетарной передачей промежуточного редуктора; на корпуса промежуточного рэдуктора в зона ЦЕЛинДрЕЧвскш: вестерев; па правой редукторе лапы,снизу; на правом редукторе, на крншдэ ; на левой редукторе, енкзу ; ни левой редукторе, на крышке.

5. Определены продставгтэльвые нормированные вкбрациопяыз характеристике нш-ребакгоЗ часта каяшкы 1ПНБ-2 - у роен и вибро-скоросга в I/3-окташых паюсах частот в кзморнтелыпя: точках. Эта характеристик! являэтея одшшн из основных показателей маши-ш в испраЬьоы состоянги и долгкн обеспечиваться зьведалш-пзго-товителяки к рэаоятвшг эаводаид после провадепиого ремонта.

6. Установлено, что пагрухензю элементов трансьт-ссгл гор-hoS uezzm вызывает увеличение уровня вибрации и перораслреде-лащб иэщиостн сюхтра аа частотах, хлрасторг:.твдгх дефект траясг^ссшг. Уровяа влброскоростн па эте- частотах ьюгут слу-янть ДЕагностагчеРюгя! признаками состояния расг-катрпваекого элемента,

7. Иате^атнчаcr.ce коделнроааяие процесса погрузки отабеля tíasшюЗ 1ШБ-2 позволив определить основные параметры нагруже-нля есполпительного органа прн реальных условиях погруаиг сыпучего материала. С лошцьа разработавяоЗ иатенатической коделд "погрузочная шшта-штабель" определены крутящие моменты на крив стихших дисках, сукмарныЙ крутящий 1:окенг, дагахшчэскиг составаавдае коиедтоз, потребляемая ыоадость алектродвЕгаталя.

Зтл параметра авгруяения исполнительного органа бита использованы для создавая адекватных нагрузок в зазодскгос условиях.

8. Тестовую нагрузку з элементах трансмиссии нагребадасД часта ыаганы после язготсатения ели ремонта ыожно воспроизводить разработанным нагрузочным гидразлическим стендом. Полное, 1СО* нягруление такого станда идентачко иагрзжвняп трансмиссии при погрузке песчаника однородной кусяозатости 400 мм, ояотностьо 1800 кг/м3 при высоте штабеля 1,5 м. Корреляционная связь расчетных значений крутящего момента на крцвоетпном диске, создаваемого стендом, я реального, возникающего при погрузке ¡ттеряз-ла в шахта, характеризуется коэф$пциевтсм корреляции 0,92.

9. Разработанная методика и проведенные экспериментальные исследования параметров вибрации в характерных точках трансмиссии позволили выявить следующие закономерности:

- интенсивные пики узкополосяого спектра обусловлены группами компонент с близкими частотами;

- дефект, возникший в элементе трансмиссии, зызывает повышение уровня амплитудной составлявшей спектра виброскорости на частоте возбуждения;

- взаимодействие скребков конвейерной цепи о рештак создаёт помеху для полезной' информации внбросигнала ;

- наг руление трансмиссии вызываем увеличение линейного уровня виброскоростн и' перераспределение энергии спектра в область низких частот; •

- увеличенный "мертвый ход" редуктора вызывает увеличение шумовой компоненты на низких частотах.

10. В работе предложен кетод расчета вибрационной характеристики машины, в основу .которого полегая принцип суперпозиции (сложения! колебаний машт па собствеишх частотах под воздействием возмущающих импульсов. По известным кинематическим, геометрическим и массовым характеристикам мдашн, возможен расчет вибрационных параметров при различных технических состояниях

' машины (исправное, дефект какого-нибудь элемента) к различных степенях нагрукения, ;

Сходимость расчетных значений вяброснороста с реальными достигает I дБ на высоких частотах и 3-ГО дБ - на средних и низких.

11. Разработана и внедрена-система виброакустического да-

- IS -

егяоогоро5йЧЕЯ технического состояния ¡¿алкнк 1ПНБ-2, вклэчавдзя £ себя:

- котояску в^броакусгического диагностирования,

- кошхлект виброЕзмврительяой и аяедЕзпрухщей аппаратуры,

- Есгрузочнц¡5 пщравлзчесгай стенд,

- пакет Е0Г«нр0»ьвпых вибрационных характеристик в изморк-тельша точках.

12. Еря прпивнепгк сг.атс-ш БЕброакусткческого диагностирования акддееккй &копоихчсскх£ Dj/j-екг я a ozay мякину ткла 1ГШБ-2 составляет 827,0 руб. за один иезреконтшй порпод аа счет увеличения коэффициента готовности мазаны на 12*.

13. Результаты диссертационной работы внедрены на следуо-скх предприятиях к оргаяяеаагях Кшзуглепроиа:

- разработанная скатеыа виброакуотнческой диагностики технического состоять вагребавдей часта погрузочной ыапиш 1ШБ-2 внедрена на Шахтаяском ре^нгйо-^&хаигтчоекгс! заводе для обеспечения выходного контроля отррыэнтнровашшх казня и гарантии высокого качоства рпкопто ; ,

- котодаса .ыброакустического даагЕостяровеняя одобрила в ПО "Ростозугаль0 z принята п псодрекзэ па реггэнтнш: п!>едг;рпятиях;

- каго»!а«пссяся капель для расчета колебанкй механкиыа под воедойстьлоп KiüiyjiLcaux натрусок по давосэпыгг структур::^. парь-иэтраа spraste ЦькНЙЯ длк огсяертноС одето: rojaus каззгн по фактору мбр-лСи и» кй évasez Тйа^чаапого яроактсровоадо.

Оововшз пагсгепгя дгссартглгг достаточно пелло игротека с слодугза: сЕу&сизвд&с; работах:

1. РД 12.23.102-iiS. böza: герои. Цстодикс, y&i ииь&лен'«;* гпачв-пеД çyKiri^x s Btöixsxoszai xswi»spzc?ts /К-: к.а.Б.С-'л;ий^чтГ,„ Л.К.Деса, s др. - läse.« 0I.07.IS3S. - Ii.: Liüyr-.-.елрг; CGC?, LSiô. - £8 с.

2. Moponpsszea со укусмсэ ycnoasS труда тхтерой ао г^лору шуш с ьийрикд: /¿.и.Доез, Б.Г.Грачвз, i.H.iïsïz6paToaa к д?.-Колосиж£-Дои0а50, 1535. - 45 с.

3. Деез А.Г..„ Пятобразова E.H. Расчот вябрзявовпоа характерпстг-кк кашта- 1ПНБ-2 /Д^ехшсвация горных работ: Нокву"-*-сб.на>ч. тр. /Родкол. : Коршунов А.Н. а др. ; Кузбасс.политехн.ян-т. -Кемерово, 1930. - С.8Э-83.

4.. Десн А. И., Водяник Г. М., Пятибраюва Л. II. Исследование ниброакусгичсских процессов в трансмиссиях погрузочных машнн 1Г1НБ-2 //Изв. Сев.-Кав. науч. центра высш. шк. Технические науки. 1989. — №3.

5. Пнтибратова Л. II. Методика расчета н исследование вибрационной характеристики машины ШПБ-2 //Изв. Сев. 1\ав. науч. центра высш. шк. Технические науки. — 1091. — № 4.

Подписано к печати 12.12.91. Объем 1,0 и.л. Тираж 100 экз. Заказ № 2171.

Тлп. ШШ. 346400, Новочеркасск, ГСИ-1, ул. Просвещения, 132