Дослідження причин руйнування та зносів тягових ланцюгів шахтних скребкових конвеєрів і розробка пропозицій щодо підвищення їх надійності

Основними достоїнствами круглоланкових ланцюгів в порівнянні з пластинчастими і розбірними ланцюгами є:

a)більше число ступенів свободи, що забезпечує можливість вигину в будь-якому напрямі;

b)простота конструкції;

c)вища точність розміру кроку зачеплення;

d)менша вага (25-30%).

До недоліків круглозвенных ланцюгів слід віднести:

a)нерозбірність ланцюга на окремі ланки;

b)необхідність застосування спеціальних ланок для з'єднання відрізків ланцюга;

c)великий питомий тиск в шарнірах.

Зварна ланка ланцюга складається з двох напівланок, зварених встик методом оплавлення (рис.5.1). Матеріал ланцюга - сталь 20Г2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологічний процес виготовлення п'ятнадцатиланкових відрізків зварного ланцюга складається з наступних основних операцій:

1.Різання заготовок напівланок в штампі на кривошипному пресі.

2.Нагрів заготовок в газовій печі.

3.Гнучка напівланок на гідравлічному пресі.

4.Очищення напівланок в барабані, що обертається.

5.Зварка напівланок на модернізованих, універсальних стикових машинах.

6.Зрізання грата, що утворюється при осіданні, в гарячому перебуванні на кривошипному гратоз'ємнику.

7.Зварка наступних напівланок, одне з яких заздалегідь заводиться в попередню ланку.

8.Калібрування ланцюга.

9.Термічна обробка (гарт і високий відпуск) в гартівно-відпускному агрегаті толкательного типа.

10. Випробування відрізків ланцюга пробним навантаженням.

Контроль стабільності протікання технологічного процесу здійснюється шляхом періодичного виміру міцності п'ятиланкових відрізків ланцюгу, що беруться від кожної зварювальної машини.

Сполучна ланка скребкового ланцюга (рис.5.2) виготовляється із сталі 30ХГС методом гарячого штампування з подальшим поліпшенням до твердості 300-364 НВ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кількість сполучних ланок, що піддаються випробуванню пробним навантаженням 17 т., складає 5% від кожної одночасно термообробленої партії.

5.2 Дослідження міцності з'єднальних ланок

Мета дослідження полягає в тому, щоб за результатами випробувань фіксованої кількості ланок оцінити параметри закону розподілу міцності всієї генеральної сукупності ланок, що виготовляються заводом. Результати випробувань сполучних ланок на статичну міцність представлені в третьому рядку табл. 5.1. За основу таблиці узяті результати випробувань, проведених на заводі «Світло шахтаря» і представлених в [5].

Відомо, що у всякому статистичному розподілі, отриманому в результаті проведення обмеженого числа дослідів, неминуче присутній закон випадковості. Тому при обробці даних випробувань необхідно провести вирівнювання статистичного ряду шляхом підбору теоретичної кривої розподілу, що виражає лише істотні риси статистичного матеріалу, а не випадковості, пов'язані з обмеженим об'ємом експериментальних даних.

Принциповий вид теоретичної кривої показує гістограма розподілу частоти появи руйнівних навантажень (рис.5.3) що дозволяє передбачити, що міцність ланок підкоряється нормальному закону, тобто

де - математичне очікування міцності ланок,

- дисперсія міцності.

Таблиця 5.1-Результати випробувань та основні розраховані значення

№ п/п	Інтервали руйнівних зусиль aчb	19.1 21	21.1 23	23.1 25	25.1 27	27.1 29	29.1 31	31.1 33	33.1 35	35.1 37	итого
1		20	22	24	26	28	30	32	34	36
2		-8	-6	-4	-2	0	2	4	6	8
3		2	6	32	84	116	79	34	10	2	365
4		-16	-36	-128	-168	0	158	136	60	16	22
5		64	36	16	4	0	4	16	36	64
6		128	216	512	336	0	316	544	360	128	2540
7		8.0603	-6.0603	-4.0605	-2.0603	0.0603	1.9397	3.9397	5.9397	7.9397
8		-3.06	-2.28	1.526	0.775	-0.0227	0.729	1.482	2.23	2.985
9		0.037	0.0297	0.1248	0.2951	0.3988	0.3055	0.1331	0.0332	0.00465
10		0.002785	0.02233	0.0938	0.222	0.3	0.2295	0.1	0.02495	0.003495
11		1.016	8.15	34.25	81	109.5	84.8	36.5	9.1	1.275
12		9.166	34.25	81	109.5	84.8	36.5	10.375
13		-1.166	-2.25	3	6.5	-5.8	-2.5	1.625
14		1.36	5.05	9	42.2	33.6	6.25	2.64
15		0.1484	0.1474	0.1111	0.385	0.389	0.1714	0.2545	1.607
16		0.2785	2.5115	11.8915	34.0915	64.0915	87.0415	97.0415	99.5355	99.886

Тому завдання вирівнювання полягає в раціональному виборі параметрів нормального закону. В даному випадку підбір параметрів проводиться так, щоб зберегти перші два моменти статистичного розподілу - математичне очікування і дисперсію. Процес вирівнювання проводиться таким чином. За даними емпіричного розподілу (табл.5.1) знайдені параметри нормального розподілу - математичне очікування і дисперсія:

1)

2)

Середньоквадратичне відхилення

Підставляючи у функцію щільність замість теоретичних значень знайдених параметрів, отримуємо вірогідність середин всіх інтервалів

Помноживши цю вірогідність на число випробувань (N=365), набуваємо теоретичного значення частот появи інтервалів руйнівного навантаження, які дають вирівняну криву (табл. 5.1, рядок 12)

Після вирівнювання емпіричної кривої по теоретичній необхідно знайти вірогідність того що, подальша емпірична функція відповідає вибраному теоретичному закону. Перевірка узгодженості емпіричного і теоретичного розподілів проведена за допомогою критерію згоди .

Знайшовши значення , визначаємо число мір свободи , а потім по таблиці значень знаходимо найближче значення . Оскільки ця вірогідність не є малою, вважаємо, що криві узгоджуються.

Після цього за даними теоретичного розподілу знаходимо кумулятивну вірогідність появлення кожного з інтервалів руйнівного навантаження (табл. 5.1, рядок 16).

Серед цілої лави причин, що знижують надійність будь-якого виду устаткування, особливе місце займає технологічні чинники, що впливають на стабільність міцностних властивостей вузлів і деталей машин.

6. РОЗРОБКА ПРОПОЗИЦІЙ ПО ПІДВИЩЕННЮ НАДІЙНОСТІ ТЯГОВИХ ЛАНЦЮГІВ.

6.1 Сутність питання

Кажучи про конструктивні способи підвищення надійності машин, Р.В. Кугель відзначає, що «якщо всі конструктивні завдання розділити на проблемних і такі, шляхи вирішення яких відомі, то більшість завдань спільного машинобудування опиняться в другій групі». Про це ж свідчать і результати досліджень надійності скребкових конвеєрів, що показало, що переважна більшість причин, що знижують їх надійність, обумовлено недоліками на кожному з етапів: проектування, виготовлення і експлуатації конвеєрів.

Дослідження показали, що основною причиною простоїв скребкових конвеєрів є руйнування їх тягових ланцюгів. Основною причиною цього є той факт, що збільшуючи число і потужність приводів, заводи не передбачили заходи, направлені на підвищення міцності деталей тягових ланцюгів.

Серйозний збиток справі підвищенню надійності наносить існуюча неузгодженість в проетних роботах заводів, а так же повна відсутність на заводах-виготовниках контролю якості виготовлення деталей тягових ланцюгів. Значною мірою цьому сприяє ДСТУ 9445-60 на виготовлення сполучних ланок.

Як відомо, основним критерієм якості продукції є відповідність її параметрів умовам, обумовленим ДСТУ. Проте, як показали дослідження, ДСТУ 9445-60 на виготовлення зварних круглозвенных ланцюгів має цілу лаву істотних недоліків.

У джерелі [5] було показано, що величина пробного навантаження (25т), при якому згідно методиці ДСТУ, повинен проводиться стовідсотковий контроль якості готової продукції, не забезпечує необхідного рівня міцності п'ятнадцатиланкових відрізків зварного ланцюга. Не дивлячись на це ДСТУ допускається зменшення пробного навантаження до 20т при випробуванні ланцюгів другої категорії міцності, що виготовляються з тієї ж сталі при тих же геометричних розмірах ланок.

Враховуючи, що на один і той же конвеєр можуть потрапити ланцюги як першою так і другій категорії міцності, ясно, що ця вимога ДСТУ ніяк не сприяє вирішенню проблеми підвищення надійності конвеєра.

Ще істотнішим недоліком є той факт, що ні ДСТУ, ні заводськими технічними умовами на виробництво зварних ланцюгів не передбачений контроль якості проведення завершального етапу технологічного процесу виготовлення зварного ланцюга - навантаження п'ятнадцатиланкових відрізків зварного ланцюга пробним навантаженням.

Це приводить до того, що частенько в експлуатацію потрапляють відрізки ланцюгів, що не минули ці випробування, про що свідчать результати приймального контролю, проведеного заводом «Світло шахтаря».

До інших недоліків ДСТУ належить помилкова методика контролю залишкового подовження ланцюга. Згідно методиці: «для визначення залишкового подовження при пробному навантаженні зразок повинен піддаватися навантаженню рівному половині пробного, після чого навантаження повинне знижуватися до 0.1 від пробного; при цьому вимірюється довжина зразка.

Потім навантаження повинне доводиться до пробного, витримуватися не менше 30сек а потім знов знижуватися до 0,1 від пробного; при цьому повторно заміряється довжина зразка між тими ж крапками».

Проведені виміри залишкового подовження термооброблених відрізків ланцюга показали, що само по собі залишкове подовження при пробному навантаженні ніяк не характеризує якість ланцюга, а її величина, підрахована згідно методиці ДСТУ, виходить вельми заниженою.

Відбувається це в результаті того, що ДСТУ передбачається вимір залишкового подовження не готового ланцюга (вже підданим розтягуванню пробним навантаженням), а її напівфабрикату при першому навантаженні ланцюга пробним навантаженням.

Так само ДСТУ 9445-60 не передбачає контроль жорсткості ланцюга, хоча саме жорсткість є одним з основних критеріїв якості ланцюгів, що робить істотний вплив на динаміку роботи конвеєра.

Не позбавлений недоліків і заводські технічні умови на виготовлення і приймання сполучних ланок, в яких записано: «Розривне зусилля не менше 24т. З кожної партії в 200 ланок одне випробувати на розрив. В разі незадовільних результатів випробування зразка, випробувати додатково два зразки. При незадовільних результатах випробування хоч би одного з них, вся партія бракується».

Ефективність такого методу контролю наочно характеризується наступним прикладом. Допустимо, що в партії ланок, є бракованих, тобто 10%.

Вірогідність знаходження при контролі однієї бракованої ланки складає, очевидно

Вірогідність того, що ця партія ланок буде забракована при вторинній вибірці ланки складає лише

Якщо ж в цій партії буде удвічі менше бракованих ланок, то вірогідність її бракування складе лише 0.09.

Таким чином, при існуючому методі контролю, в тяговому ланцюзі скребкового конвеєра завдовжки 200 метрів з вірогідністю більше 90% можна чекати наявність до 40 ланок, що володіють зниженою міцністю. Тому абсолютно природно, що основною причиною відмов тягових ланцюгів є руйнування сполучних ланок.

Отже, в процесі здійснення заходів, спрямованих на підвищення надійності тягових ланцюгів, разом з роботами по підвищенню міцності деталей, мають бути створені ефективні методи контролю якості виготовлення.

6.2 Методика статистичного контролю міцності з'єднувальних ланок тягових ланцюгів скребкових конвеєрів

Об'єм виробництва, що все збільшується, вуглевидобувних машин і уніфікація їх основних вузлів і деталей обумовлює поступовий перехід підприємств вугільного машинобудування від дрібносерійного до масового виробництва.

У нових умови виробництва істотно змінюються роль і завдання служб технічного контролю.

При багатосерійному і масовому виробництві завдання контролю полягає не лише в сортуванні виробів на придатні і браковані, але і в профілактиці появи можливого браку шляхом аналізу мінливості параметрів деталей в процесі виготовлення.

Відомо, що навіть при найретельнішому виготовленні партії деталей, їх кількісні ознаки (розміри, твердість, міцність і тому подібне) більш менш рознятися один від одного. Ця дисперсія (варіація, мінливість) однакових параметрів викликається дією різних випадкових чинників в процесі виготовлення і контролю деталей.

Хоча появу кожного конкретного значення параметра деталі носить випадковий характер, при великій кількості дослідів (вимірів) можна відмітити, що всі ці випадкові зміни підкоряються певній закономірності.

При нормальному протіканні технологічного процесу параметри більшості деталей групуються поблизу середнього значення поля допуску (рис.6.1). тому тенденції параметрів більшості деталей, групованих ближче до однієї з меж поля допуску, указує на порушення нормального ходу технологічного процесу і служить попередженням про можливість появи браку. Отже, в умовах масового виробництва необхідно передбачити методи активного контролю якості виробів, здатні не лише забезпечити виявлення бракованих деталей, але і причини їх появи.

Природно, що при масовому виробництві, проведення стовідсоткового контролю якості всієї продукції (особливо при необхідності руйнівного контролю) є практично нездійсненним завданням. Тому, в даний час особливої актуальності набуває розробка способу статистичного контролю якості, заснованого на використанні методів теорії вірогідності і математичної статистики.

Ці методи дозволяють на підставі даних випробувань (контролю) порівняно невеликої кількості елементів (вибірки), узятих з генеральної сукупності, судити про якість всієї сукупності і винести ухвалу про її придатність для створення машини.

Крім того, аналіз даних статистичного контролю у ряді випадків дозволяє визначити залежність між окремими параметрами деталей, кожен з яких випробовує варіації під дією випадкових чинників, що дозволяє вибрати найбільш раціональний метод контролю цих параметрів.

У справжній роботі, на підставі знайденої кореляційної залежності між міцністю сполучних ланок і їх твердістю, створений метод оцінки міцнестних властивостей сполучних ланок за даними вимірів їх твердості.

Пропонована методика передбачає заміну руйнівного контролю міцності сполучних ланок контролем їх твердості.

6.3 Теоретичні предпосилки можливості створення неруйнівного контролю міцності якостей з'єднувальних ланок

Проведені виміри твердості, зруйнованих при випробуваннях сполучних ланок (результати приведені в табл. 6.1), показали, що криві розподіли випадкових величин як міцності, так і твердості (рис. 6.2, 6.3) мають вид кривої Гауса, відповідної нормальному закону розподілу випадкової величини.



Графічно дані таблиці 6.1 представлені на малюнку 6.4 у вигляді діаграми розкиду, кожна точка якої відповідає величині руйнівного зусилля () залежно від твердості сполучної ланки ().

Таблиця 6.1-Результати випробовування сполучних ланок

Номер зразка
1	2	3	4	5	6
1	32	364	1024	132496	11648
2	28,1	302	789,61	91204	8486,2
3	26,5	341	702,25	116281	9036,5
4	20,3	269	412,09	72361	5460,7
5	31,5	375	992,23	140625	11812,5
………
358	26,5	363	702,25	131769	9619,5
359	30,7	302	942,49	91204	9271,4
360	24,8	293	615,04	85849	7266,4
Сума	10150,2	122343	287852,03	41872577	3463145
Середнє	28,195	339,8	-	-	-
Коваріація або мінливість	1667,14	300425,6	13648,1

При розгляді діаграми можна відмітити певну тенденцію зростання значень руйнівних зусиль у міру збільшення твердості сполучних ланок. Це свідчить про наявність між цими двома величинами певної кореляційної залежності.

У нашому випадку потрібно знайти характер цієї залежності, тобто вид функції . Характер зміни діаграми дозволяє передбачити, що вказана залежність має лінійний характер, тобто що

(6.1)

При обчисленні рівняння (6.1) необхідно прагнути до того, що б аналітичне значення , підраховане по формулі, максимально наближалося до дійсної величини руйнівного зусилля . Для цього постійні «а» і «b» мають бути обчислені з таким ступенем точності, щоб сума квадратів відхилень від була мінімальною, тобто необхідно забезпечити виконання рівності .

Тут та - дійсні величини міцності і твердості сполучних ланок, а

- теоретичне значення міцності при заданій величині твердості сполучної ланки.

Як відомо, для знаходження значень аргументу, що забезпечує екстремум функції, необхідно прирівняти нулю першу похідну від цієї функції.

У нашому випадку необхідно узяти приватну похідну функції відносно «а» прирівнявши її нулю, знайти значення.

Те ж саме необхідно виконати для обчислення величини «b».

Таким чином:

звідки

(6.2)

і

звідки

(6.3)

В результаті отримано два нормальні рівняння (6.2) та (6.3) для визначення постійних «а» і «b».

З рівняння (6.2) знаходимо

звідки

(6.4)

де та - відповідно середні величини руйнівного зусилля і твердості випробуваних сполучних ланок.

Підставивши значення «а» в рівняння (6.2), отримуємо

(6.5)

Підставивши в рівняння (6.3) та (6.4) дані таблиці 6.1, знаходимо оцінне рівняння міцності сполучних ланок залежно від величин їх твердості.

(6.6)

При підстановці в рівняння (6.5) будь-яких значень твердості сполучних ланок можна отримати достовірну оцінку руйнівного зусилля .

Знаходження даної залежності засобами MathCAD 14 дивись у додатку Г.

Перевірка міри достовірності проведеної оцінки.

При визначенні характеристик випадкових величин за даними обмеженої кількості дослідів необхідно проводити оцінку точності отриманих результатів. При цьому визначається не наближене (у звичайному сенсі) значення погрішності, тобто її чисельна величина, а вірогідність того, що допущена погрішність не перевершує певних меж. Тому при статичних методах розрахунку зазвичай говорять не про наближені значення шуканих величин, а про їх оцінки.

У нашому випадку, для визначення міри достовірності, необхідно обчислити величину помилки проведеної оцінки.

Нагадаємо, що відхиленням параметрів та називаються відповідно різниці:

и (6.7)

Тоді їх мінливість виражається:

(6.8)

(6.9)

Коваріация визначає спільну величину спільної зміни двох випадкових величин, коли значення змін кожної беруться як відхилення від відповідних середніх величин. Спільна величина спільної зміни випадкових величин та виражається за допомогою коваріації.

(6.10)

При зіставленні рівнянь (6.9) і (6.10) з рівнянням (6.5) неважко відмітити, що постійна «b» може бути як відношення ковариации «b» і мінливості , тобто

(6.11)

Підставивши в рівняння (6.8) - (6.10) відповідні значення з таблиці 6.1, отримуємо характеристики мінливості - варіацію і ковариацию.

Мінливість

Мінливість

Коваріация и

Використовуючи рівняння (6.2) - (6.4) можна довести, що мінливість є сумою, так званих, з'ясовною і нез'ясовною мінливостей, тобто

(6.12)

де - є з'ясовне

а - нез'ясовне відхилення проведеної оцінки.

Для доказу рівності запишемо

(6.13)

Перший член цієї рівності є квадратом нез'ясовного, а третій - з'ясовного відхилення.

Дійсно

Для доказу того, що другий член рівності (6.13) дорівнює нулю, використовуємо рівняння (6.1) і (6.2), які показують, що

тобто

Тоді , а значить і

Для обчислення величини з'ясовною мінливості підставляємо в рівняння (6.13) значення «b» з рівняння (6.11) і знаходимо, що величина з'ясовною мінливості дорівнює відношенню квадрата ковариации і мінливості твердості, тобто

Величина нез'ясовної мінливості знаходитися з рівняння (6.12).

Величина стандартної помилки оцінки, що є стандартним відхиленням індивідуальних помилок оцінки, знаходитися з вираження



Стандартне відхилення знаходитися по формулі:

,

Коефіцієнт кореляції між твердістю сполучних ланок і їх міцністю складає

Середня квадратична погрішність коефіцієнта кореляції визначається з вираження

Достовірність залежності визначається з умови . Якщо це відношення більше або рівне 2.58, залежність вважається достовірною з гарантією .

У нашому випадку , що свідчить про достовірність залежності.

Практичне підвищення отриманих залежностей при приймальному контролі партії сполучних ланок.

На рисунку 6.5 проведено дві пари ліній.

Пунктирні лінії розташовуються на відстані одній, а штрих- пунктирні - на відстані двох стандартних помилок від оцінної лінії.

Якщо крапки на полі кореляції розподілені по нормальному закону, то 68.27% крапок повинні лежати в області , обмеженою внутрішньою парою ліній, а 95.45% крапок - в області, обмеженій зовнішніми лініями.

Таким чином, поза цією зоною в нашому випадку повинне залишатися порядка 16 крапок.

Як видно з рисунка 6.5, цих крапок опинилося дещо більше, що пояснюється, головним чином, нестабільністю зусилля затягування болтів при випробуванні сполучних ланок на розрив.

Оскільки рівняння (6.6), знайдене при аналізі властивостей вибірки, призначається для оцінки якості всієї генеральної сукупності ланок, що виготовляються, необхідно знайти стандартну помилку цієї оцінки. Стандартна помилка оцінки генеральної сукупності є стандартним відхиленням всіх крапок в генеральній сукупності, зміряним щодо оцінного рівняння для всієї сукупності.

У нашому випадку стандартна помилка оцінки вибірки буде менше стандартної помилки оцінки генеральної сукупності, оскільки оцінне рівняння для вибору було отримане з умови мінімуму суми квадратів відхилень від нього, а не від оцінного рівняння для всієї сукупності.

Для усунення цього зсуву нез'ясовну мінливість необхідно розділити на число мір свободи, рівне , тобто оцінне рівняння має дві постійні «a» і «b», то .

Таким чином

Таким чином, в результаті досліджень статичної міцності сполучних ланок доведено, що між їх міцністю і твердістю існує значна кореляція.

При встановленні цієї кореляційної залежності отримана формула, що дозволяє проводити оцінку міцності сполучних ланок на підставі відомих значень їх твердості.

Величини помилки цієї оцінки не перевершують допустимих, що дозволяє застосувати отриману формулу для організації на заводі не руйнуючого контролю міцностних властивостей сполучних ланок, що випускаються.

6.4 Розробка пристрою для змащування тягового ланцюга в шахтних умовах його експлуатації

На харківському заводі «Світло шахтаря» були проведені стендові дослідження, метою яких було встановлення впливу мастила шарнірів розбірних ланцюгів на знос. Дослідження показали, що при роботі у вугільній середі введення мастила зменшує знос в 1,45-2,1 разу. Одночасно було встановлено, що із збільшенням питомого тиску в шарнірі (наприклад, унаслідок збільшення довжини або продуктивності конвеєра) захисна роль мастила підвищується.[1.стор.187]

Як наслідок, була розроблена конструкція універсального змащуючого пристосування. Модель даного пристрою приведена на рисунку 6.6, його розрахунок - у додатку Д. Побудову моделі виконано в середовищі КОМПАС 3D V10, розрахунок виконаний в середовищі MATHCAD 14.

Опис пристрою.

Даний пристрій є універсальним, його граничні розміри не регламентовані і варіюються залежно від типорозміру устаткування на підприємстві. Пристрій легкий в експлуатації і виготовленні, не вимагає складної технологічної бази і кваліфікації робітника, як наслідок, конструкція може змінюватися залежно від наявності того або іншого матеріалу. Воно складається з двох відрізків швелера 1, штанги 2, трубок для підведення змащувального матеріалу 4, кріпильних хомутів 3, болтів.

На полку швелера приварюється шматок труби з отвором і привареної гайки, в яку укручується болт, для фіксації штанги в робочому положенні. З боків свердляться отвори і приварюються гайки, в які укручуються болти для кріплення всієї конструкції до рештаку.

Штанга є трубкою, службовку опорою провідним трубкам і сполучною ланкою з швелерами.

Кріпильним хомутом є два зварені шматки труби з осями, що перехрещуються. У них просвердлені отвори і приварені гайки. У гайки укручуються болти для фіксації провідних трубок в робочому положенні на штанзі.

Провідні трубки мають на одному кінці насічки для фіксації шланга, з іншого - уступ для фіксації кисті.

Пристрій кріпиться до рештаку конвеєра над приводною голівкою. Провідні трубки фіксуються над ланцюгами. Кількість трубок дорівнює кількості ланцюгів.

Бак із змащувальним матеріалом мається в своєму розпорядженні рівнем вище. Мастило подається самоплив через гнучкий шланг. Як кисть може виступати пучок тонкого дроту, у згоді з мастилом здійснюватиметься механічне очищення.

Розрахунок даного пристрою зводиться до знаходження діаметру провідної трубки, що забезпечує необхідну витрату, і необхідного об'єму змащувального матеріалу. Початковими даними для розрахунку є калібр ланцюга, кількість і швидкість руху ланцюгів.

Як змащувальний матеріал можна використовувати відпрацьоване індустріальне масло. По-перше це обумовлено економічними чинниками. У других у відпрацьованому маслі містяться частки металу, які краще здійснюватимуть очищення ланцюга від корозії і грязі, сприяючи кращому проникненню змащувального матеріалу до поверхні металу, а також в раковини і тріщини.

Регулярність мастила визначається виходячи з режимів роботи устаткування.

7. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОРИСТАННІ СКРЕБКОВИХ КОНВЕЄРІВ З КРУГЛОЛАНКОВИМ ЛАНЦЮГОМ

Небезпечними і шкідливими чинниками при роботі з скребковими конвеєрами є: нервово-психічне і фізичне навантаження, напруженість праці, несприятливий виробничий мікроклімат, висока запилена агресивним пилом, загазованість робочого простору, інтенсивний шум, спільна і локальна вібрація, обмеженість робочого простору, наявність великої кількості рухомих механізмів і предметів, що пересуваються, і так далі.

Нещасні випадки при обслуговуванні скребкових конвеєрів відбуваються із-за неузгодженості дій при пересуванні і ремонті конвеєра, пересуванні по конвеєру, пуску конвеєра без попереджувальної сигналізації, виробництві робіт на конвеєрі при незаблокованій кнопці, при натягненні ланцюга з використанням двигуна конвеєра або комбайна і різних підручних засобів, зриві і розвороті приводних і натяжних голівок, неміцно закріплених стійками розпорів, при розштибовці нижньої гілки конвеєра уручну без його зупинки, а також при пересуванні (перенесенню) конвеєра без застосування спеціальних засобів механізації цих робіт і при выбивке стійкий крепи без установки замість інших стійок.
Одним з напрямів усунення цих, в основному організаційних причин, є те, що наказує Правилами безпеки використання для надійного закріплення голівок, пересування конвеєра, його розштибовки і натягнення ланцюга спеціальних пристосувань і пристроїв заводського виготовлення.

Електробезпека.

Для забезпечення електробезпеки персоналу на виробництві застосовуються спеціальні електрозахисні засоби.

Електрозахисні засоби - засоби, які служать для захисту людей, що працюють з електричним струмом, від дії електричної дуги і електромагнітного поля.

У електроустановках застосовуються різні технічні способи і засоби електрозахисту такі як:

- ізоляція токопровідних часток і її безперервний контроль;

- компенсація ємкісною складовою струму, замикання на землю;

- захисні пристрої;

- попереджувальна сигналізація і блокування;

- захисне заземлення;

- занулення;

- електричне розділення мереж;

-засоби індивідуального електричного захисту;

- захисне відключення;

Вироблення, де розташований скребковий конвеєр, відноситься до категорії з підвищеною небезпекою, оскільки можливий одночасний дотик людини до тих, що мають з'єднання із землею металевим конструкціям, технологічним апаратам, механізмам з одного боку і до металевих корпусів електроустаткування з іншою. Оскільки є напруга 380 В змінного струму те по ПУЕ заземлення необхідне. Крім того двигун конвеєра харчується від трифазної мережі, трьохдротяної з ізольованою нейтралью, що також зумовлює необхідність заземлення.

Заземленню підлягає корпусу електродвигунів, пускачів, підстанцій, шаф перетворювачів, пульти управління і інше устаткування яке в наслідку несправності або пошкодження ізоляції або інших причин можуть опинитися під напругою. Заземлення - навмисне електричне з'єднання із землею або її еквівалентом металевих нетокопровідних часток, які можуть опинитися під напругою в наслідку замикання на корпус і по інших причинах.

Пожежна безпека.

Протипожежний захист шахти має бути спроектовано і виконано так, щоб запобігти можливості пожежі, а в разі його виникнення в будь-якому місці і з будь-якої причини забезпечувалася його ефективна локалізація і гасіння в початковій стадії.

Для запобігання пожаронебезпечним ситуаціям при роботі скребкового ковеєра і його обслуговування, необхідне застосування безпечних в пожежному відношенні машин і механізмів, устаткування, пристроїв і схем енергопостачання; застосування негорючих і важкозаймистих речовин і матеріалів, у тому числі робочих рідин.

Кількість і вид технічних засобів протипожежного захисту,
вживані вогнегасні засоби, джерела і засоби подачі води для
пожежогасіння, запас спеціальних вогнегасних речовин (порошкових, пінних, газових і ін.) визначаються в заходах до проекту протипожежного захисту шахти. Всі ключові місця можливого загоряння (камери з електроустаткуванням, енергопоїзди, приводні голівки), повинні оснащуватися засобами пожежного захисту.

Перевантажувальні пристрої повинні обладнатися засобами пилепригнічення.

Загальні вказівки до заходів безпеки.

При підготовці і проведенні всіх робіт мають бути дотримані вимоги, встановлені «Правилами безпеки у вугільних і сланцевих шахтах», «Правилами технічної експлуатації», «Правилами техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачами» і іншими нормативними документами.

Перед початком роботи конвеєра виконуються роботи по щозмінному технічному обслуговуванню при строгому дотриманні заходів безпеки, передбачених технологічною картою.

Робочий пуск конвеєра проводиться тільки через 5 - 7с після застережливого пуску (короткочасного включення двигунів).

Перед пуском конвеєра необхідно перевірити: правильність закріплення приводів; відсутність на приводних блоках шматків вугілля і штыба (насамперед мають бути очищені кожухи вентиляторів електродвигунів, вентиляційні грати на фланцях редукторів і жалюзі кришок на проставках гідромуфт); наявність захисних кожухів (ковпаків) на частках, що обертаються, і на вікнах проставок гідромуфт; наявність звукової сигналізації по всій довжині лави; правильність закріплення ланцюга комбайна на рамках приводів пересувного конвеєра. Ланцюг комбайна повинен кріпитися за проушини на боковинах або за анкерні пристрої, встановлення на приводах, тільки за допомогою спеціального причіпного пристрою - вертлюга, що забезпечує вільне обертання ланцюга комбайна щодо своєї подовжньої осі.

Забороняється: робота конвеєра при відкритих вікнах проставок гідромуфт; заповнення гідромуфт робочою рідиною під тиском з гідросистеми; жорстке (без вертлюга) кріплення ланцюга комбайна до конвеєра; знаходження людей проти розвантажувального приводу під час роботи конвеєра; знаходження людей між забоєм і конвеєром під час його роботи.

При ремонті конвеєр повинен оглядатися тільки при відключеній і заблокованій станції управління (пускачів) з обов'язковою установкою попереджувального плаката: «Не включати, працюють люди».

Після закінчення ремонтних робіт плакат знімається.

Включення пускових пристроїв вирішує тільки особа, що проводила їх відключення.

Як робочу рідину в гідромуфтах слід застосовувати тільки водну емульсію з присадкою ВНІЇНП-117 (вода 99 - 98,5 %, присадка 1 - 1,5 %) або з присадкою АКВОЛ-3 (вода 95 - 97 %, присадка 5 - 3 %).

Забороняється заповнення гідромуфт іншими рідинами!

Не допускається робота конвеєра з незакріпленими приводами. Приводи конвеєра мають бути надійно закріплені спеціальними пристроями.

При закріпленні і пересуванні приводів забороняється: кріплення приводів в місцях, не передбачених конструкцією конвеєра; установка приводів, сполучених з перехідними секціями, з вигином більш 3° по відношенню до рештачному ставу як у вертикальній, так і в горизонтальній плоскості; пересування приводів з випередженням або відставанням від рештачного ставу (вигин більш 3° в горизонтальній плоскості).

Невиконання цих вимог може привести до руйнування з'єднань рами приводу з перехідною секцією або перехідної секції з першим рештаком.

При роботі конвеєра не допускаються: натягнення робочого органу (скребкового ланцюга) стійками, що розклинюються між крівлею (перекриттям крепі) і скребком ланцюга, - для натягнення ланцюга слід застосовувати храповий механізм редуктора і спеціальну колодку для стопорення ланцюга; натягнення робочого органу (скребкового ланцюга) конвеєра при несправному храповому механізмі; роботи з незатягнутими болтовими з'єднаннями рештаків, навісного устаткування і скребкового ланцюга, а також з скрученими відрізками ланцюга і деформованими скребками; робота гідромуфт без запобіжних пробок і захисних пристроїв, а також відгвинчування пробок до повного охолоджування гидромуфт, оскільки можливий викид пари або розігрітої робочої рідини; скупчення емульсії або масла біля дротів; переходи людей через конвеєр і переміщення людей по конвеєру; використання робочого органу конвеєра для піднімання комбайна, транспортування вузлів машини, пересування конвеєрного ставу; вантаження на конвеєр крупних шматків матеріалу, які можуть бути розклинені між конвеєром і комбайном; робота конвеєра в лавах з рясним пилеутворенням; без зрошування на вантажному і перевантажувальному пунктах; провисання скребкового ланцюга при збіганні з зірочки, що перевищує 200 мм; попадання на конвеєр сторонніх предметів (інструменту, лісоматеріалів і т. п.).

ВИСНОВКИ

Статична обробка даних по відмовах показала, що найбільш аварійним агрегатом комплексу є пересувний скребковий конвеєр, на долю якого приходить 46% спільного числа простоїв. У свою чергу основною причиною простоїв скребкових конвеєрів є руйнування їх тягових ланцюгів, відмови яких складають 80% всіх відмов конвеєра.

В результаті дослідження причин руйнування деталей тягових ланцюгів встановлено, що руйнування тягових ланцюгів скребкових конвеєрів в період їх нормальної експлуатації відбувається, в основному, під дією екстрених навантажень, що виникають в результаті заклинювання тягового ланцюга.

Вірогідність безвідмовної роботи тягових ланцюгів в перебігу тижня складає для першої групи устаткування 0,05, для другої - 0,02. Причому основною причиною відмов ланцюгів є руйнування сполучних ланок, на долю яких доводитися більше 97% всіх відмов ланцюга.

Аналіз чинників, що впливають на зниження показників надійності деталей тягового ланцюга, показав, що в період нормальної експлуатації конвеєра надійність його тягового ланцюга, на лаві з інтенсивністю зносу і умовою роботи, залежить головним чином від вірогідності збігу випадкових подій. До цих подій відноситься поява небезпечної величини екстреного навантаження і наявність в ділянці ланцюга, схильній до її дії ланок, що володіють зниженою міцністю. Перше з цих випадкових подій залежить від комплексних навантажень і відстані місця заклинювання від провідної голівки. Кількість же ланок, що володіють зниженою міцністю, залежить від дисперсії їх міцностних властивостей. На основі цього аналізу було запропоновано, що критерієм працездатності деталі при певному рівні сприйманих навантажень має бути вірогідність її не руйнування.

На підставі знайденої кореляційної залежності між твердістю і міцністю сполучних ланок були знайдені оптимальні межі підвищення твердості сполучних ланок, що забезпечують необхідну величину їх міцності. Це, у свою чергу, створило передумови для створення 100%го не руйнуючого контролю якості сполучних ланок.

На основі стендових досліджень заводу «Світло шахтаря», результатом яких було твердження, що введення мастила зменшує знос в 1.45-2.1 разу, була розроблена конструкція універсального змащуючого пристрою для тягових ланцюгів, виконаний розрахунок його основних параметрів.

Результати роботи були доповідені на міжнародній конференції «Механіка рідини і газу», що проводиться кафедрою гідравліки ДонНТУ. Так само написана стаття на основі даної роботи, яка увійшла до збірки статей, виданої на основі матеріалів вище вказаної конференції. Також результати роботи неодноразово були представлені на науковій конференції «День Науки», що проводиться кафедрою ГЗТіЛ ДонНТУ.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

И.Г. Штокман, Л.И. Эппель. Прочность и долговечность тяговых органов. М., «Недра» , 1967. с.219.

Комплексная механизация очистных работ в угольных шахтах. Под общей ред. Б.Ф. Братченко. М., «Недра», 1977. с. 415.

Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов. Под ред. И.Г. Штокмана. М., «Недра», 1986. с. 392.

Тихонов Н.В.. Транспортные машины и комплексы горнорудных предприятий. М., «Недра» , 1975. с. 288.

Отчет ДонУГИ по теме №74 «Разработка требований к горношахтному оборудованию по эксплуатационной надежности». Подтема №74/3 «Исследование и расчет надежности тяговых органов скребковых конвейеров типа СП». Донецк 1966 год.

В.И. Солод, В.Н. Гетопанов, И.Л. Шпильберг. Надежность горных машин и комплексов. М., «Недра», 1972. с.192.

Е.Г. Макаров. Инженерные расчеты в MathCAD. Учебный курс. - СПб.: Питер, 2005. - 448с.: ил.

Размещено на Allbest.ru