Диссертация: Оценка технического состояния редукторов шахтных ленточных конвейеров методами неразрушающего контроля.

Степень  разработанности. Исследованиями  повышения  надёжности горных   и   транспортных   машин   занимались   многие   учёные: A.О.Спиваковский,   Л.Г.Шахмейстер,   М.Г.Потапов,   В.Н.Гетопанов, B.Г.Дмитриев,    B.C.Волотковский, В.П.Дьяченко,    В.К.Смирнов, А.Г.Нохрин,  В.И.Галкин,  Б.Л.Герике,  А.Ю.Захаров,  Л.И.Андреева, А.А.Хорешок,     В.М.Юрченко,     А.Б.Ефременков,     А.А.Реутов, В.И.Александров и др.Большинство авторов исследовали вопросы повышения надежности лен-ты,  стыковых  соединений,  роликоопор,  загрузочных  устройств.  Несмотря  на значительный объем проведенных исследований, отсутствует методика оценки технического состояния, адаптированная для диагностики редукторов в составе частотно-регулируемого электроприводаленточных конвейеров, учитывающая условия и режимы эксплуатации в подземных горных условиях.

Отказы, вы-званные неисправностью редуктора, занимают в среднем 12% от общего числа отказов, но при этом среднее время восстановления составляет 21,2 часа.Таким образом, разработка методов оценки технического состояния ре-дукторов шахтных ленточных конвейеров и прогнозирования их остаточного ресурса позволит не только усовершенствовать систему их технического об-служивания и ремонтов, но и повысит эксплуатационную надежность.4Цель работы. Оценка технического состоянияредукторов шахтных лен-точных конвейеров на основе применения совокупности методов неразрушаю-щего контроля для назначения технического и ремонтного обслуживания.Идея работызаключается в комплексном использовании методов нераз-рушающего контроля для разработки методических основ оценки технического состояния редукторов шахтных ленточных конвейеров, позволяющее назначать соответствующее ремонтное обслуживание для повышения их эксплуатацион-ной надежности.Объект исследований: редукторы шахтных ленточных конвейеров.Предмет исследований:диагностические параметры редукторов шахт-ных ленточных конвейеров.Задачи исследований:1.

Провести анализ отказов ленточных конвейеров на угольных шахтах и оценить: надежность узлов и элементов ленточных конвейеров, а также эффек-тивность применяемых стратегий технического обслуживания и ремонта.2. Выявить наиболее приемлемые, с точки зрения получения достовер-ных заключений, методы и средства технической диагностики для оценки фак-тического технического состояния редукторов.3. Разработать физико-статистическую модель постепенной деградации технического состояния редукторов.4.  Разработать  методические  основы  диагностирования  редукторов шахтных  ленточных  конвейеров  позволяющие  назначать  соответствующее техническое и ремонтное обслуживание.Методы исследований.В работе используются методы систематических целенаправленных  наблюдений  и  математико-статистической  обработки  дан-ных; системного анализа приразработке критериев оценки фактического тех-нического состояния узлов редуктора; методы теории вероятности и математи-ческого моделирования при разработке прогностических моделей деградации узлов и элементов редуктора шахтного ленточного конвейера.Основные научные положения, защищаемые автором:1.Оценка технического состояния узлов и элементов редукторов бази-руется на диагностических признаках, получаемых в результате комплексного анализа информации о параметрах вибрации, теплового контроля, смазочного масла.2.Разработанная  прогностическая модель  изменения  технического  со-стояния узлов и элементов редукторов шахтных ленточных конвейеров имеет вероятностный характер с доверительной вероятностью заключения не менее 90% и подчиняется нормальному закону распределения.3.Мониторинг параметров вибрации подшипников и зубчатых передач, температуры  корпуса  редуктора,  кинематической  вязкости,  температуры вспышки,  накопленных  механических  примесей  в  смазочном  масле  создает 5основу для установления регрессионных зависимостей иопределяет текущее техническое состояние узлов и элементов редукторов шахтных ленточных кон-вейеров с прогнозом их остаточного ресурса.Обоснованность и достоверность сформулированных научных по-ложений и основных результатовдиссертационной работы обусловлена:достаточным  объемом  экспериментальных  исследований  (систематический мониторинг параметров вибрации и масла 12 редукторов в течение 5 лет); ис-пользованием  апробированных  теоретических  положений  по  оценке  работо-способности редукторов шахтных ленточных конвейеров, выполненных с при-менением современных методов спектрально-эмиссионного анализа смазочно-го масла, методов теплового контроля, вибрационной диагностики и математи-ческого  моделирования; использованием  диагностического  оборудования, прошедшего поверку; положительными результатами внедрения методики на «Шахте им.

В.Д.Ялевского» АО «СУЭК-Кузбасс».Научная новизна диссертациизаключается в следующем:1.Установлена закономерность отказов и продолжительность простоев шахтных ленточных конвейеров от определяющих факторов: качество и свое-временность технического обслуживания, отсутствие систем контроля техни-ческого состояния, дефекты монтажа, наличие высоких динамических нагру-зок.2.Определены  методы  функциональной  диагностики  и  разработаны критерии  оценки  фактического  технического  состояния  редукторов,  включая «плавающие  опорные  маски»  вибрационного  сигнала  для  частотно-регулируемых  приводов,  разницу  в  температурах  сопряженных  элементов  и содержание примесей в смазывающих материалах.3.

Установлены предельные уровни критериев износа составляющие: для подшипников Kb= 1,15мм/с, для зубчатых передач Kg= 3,5мм/с.4. Установлена  предельно  допустимая  температурная  аномалия  при контроле поверхности корпуса редуктора методом инфракрасной термогра-фии ΔТ=15ºС.5.Установлены параметры регрессионных моделей определяющих фак-торов с показателями достоверности не менее 90%, пригодные для прогнозиро-вания остаточного ресурса подшипниковых узлов и зубчатых передач редукто-ров шахтных ленточных конвейеров.Практическая значимостьработы заключается в том, что разработана методика  оценки  технического  состояния  редукторов  на  основе  результатов вибродиагностики,  инфракрасной  термографии  и  контроля  состава  вещества позволяющая:объективно оценивать фактическое техническоесостояние редукторов по совокупности диагностических признаков;6определять остаточный ресурс подшипниковых узлов и зубчатых пар редуктора и заблаговременно определять рациональные сроки проведения тех-нического  обслуживания  редуктора,  в  том  числе  планировать  сроки  замены смазочного масла.Личный вкладавтора заключается:в выявлении факторов, влияющих на отказы редукторов;в выполнении аналитических и экспериментальных исследований;в  установлении  закономерностей  накопления  механических  приме-сей всмазочноммасле с изменением параметров вибрации редуктора;в разработке прогностической модели для оценки остаточного ресурса редукторов, а также разработке методики для оценки технического состояния редукторов по совокупности диагностических признаков.Научное значение работызаключается в разработке: комплексной  методики  оценки  технического  состояния  редукторов шахтных ленточных конвейеров с учетом использования в приводах частотных преобразователей, особенностей условий и режимов эксплуатации на горных предприятиях,  основанной  на  использовании  методов  неразрушающего  кон-троля и спектрально-эмиссионного анализа смазочного масла; прогностической модели изменения фактического технического состоя-ния редуктора по комплексным показателям.Реализация результатов работы.Выводы и рекомендации, полученные в результате научного исследования, находят практическое применение в учеб-ных учреждениях высшего образования (Филиал КузГТУ в г.

Прокопьевске) и эксплуатирующих организациях (АО «СУЭК -Кузбасс»). Результаты диссер-тационной  работы,  включающие  методы  оценки  фактического  технического состояния редукторов шахтных ленточных конвейеров, рекомендации  по ис-пользованию  методов  вибродиагностики  и  инфракрасной  термографии  для прогнозирования остаточного ресурса деталей и узлов редукторов внедрены на шахте «Шахта им. В.Д. Ялевского»АО «СУЭК –Кузбасс».Основные положения методики включены в разделы лекционных курсов и практических занятий по дисциплине «Диагностика горных машин и обору-дования».Апробация работы. Основные положения диссертационной работы до-кладывались и обсуждались: на VII, VIII, XIIМеждународной научной конфе-ренции «Инновации в технологиях и образовании» (Белово 2014, 2015, 2019); на XIV научно-практической конференции «Энергетическая безопасность Рос-сии.

Новые подходы к развитию угольной отрасли» (Кемерово 2012); на Меж-дународной научно-практической конференции «Подземные горные работы -21  век»  (Ленинск-Кузнецкий  2013);  на IV, V, VIМеждународной  научно-практической конференции «Инновационное развитие угольных регионов Рос-7сии» (Прокопьевск 2014, 2016, 2018); на Международной научно-практической конференции  «Неделя  горняка»  (Москва,  2015,  2020);  на  V  Международной научно-практической  конференции  «Инновации  в  топливно-энергетическом комплексе и машиностроении (ТЭК-2017)» (Кемерово 2017); на Международ-ной  научно-практической  конференции  «Повышение  качества  образования, современные инновации в науке и на производстве» (Экибастуз 2017); на Все-российской научно-практической конференции «Россия молодая 2019» (Кеме-рово 2019); на Четвертом Международном инновационном горном симпозиуме (Кемерово 2019).Публикации.Общее количество публикаций по теме диссертации 30 научных работ, из них 4 –в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения общим объемом 141 страница, содержит 28 таблиц, 65 рисунков и приложение, список литературы включает 135 наиме-нований..