WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ЖИГАНОВ ПАВЕЛ АНДРЕЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

КАРЬЕРНЫХ ДРОБИЛЬНО-ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ УСТАНОВОК

Специальность 05.05.06 – «Горные машины»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Екатеринбург – 2009

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Лагунова Юлия Андреевна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Андреева Людмила Ивановна;

кандидат технических наук Червяков Сергей Алексеевич

Ведущее предприятие – ОАО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт асбестовой промышленности» (г. Асбест)

Защита состоится 24 декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» в зале заседаний Ученого совета по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, ГСП-126.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке университета.

Автореферат разослан 20 ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета М. Л. Хазин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных условиях становления рыночной экономики главным условием развития производства является модернизация технологического оборудования и совершенствование технологических процессов.

Одним из способов повышения эффективности производства на открытых разработках является внедрение циклично-поточной технологии. Использование дробильных установок и конвейеров в карьерах позволяет сократить расстояния транспортирования, уменьшить число автосамосвалов, численность обслуживающего персонала и значительно снизить эксплуатационные расходы.

Применение карьерных дробильно-перегрузочных установок (КДПУ) в составе циклично-поточной технологии (ЦПТ ) означает перенос крупного дробления в карьер. В этом случае установки работают в специфических условиях, существенно отличающихся от условий работы в составе дробильно-обогатительных фабрик.

В настоящее время в составе КДПУ в основном используются машины, предназначенные для эксплуатации в стационарных условиях дробильно-обогатительных фабрик. Поскольку зачастую они не отвечают требованиям эксплуатации в системах ЦПТ, это приводит к значительным капитальным затратам и большой энерго- и материалоёмкости КДПУ, что является одним из основных сдерживающих факторов на пути более интенсивного внедрения прогрессивных схем ЦПТ в практике горного производства.

Проектирование КДПУ в применяемых методиках во многом основано на использовании и комбинировании существующих конструкций горного оборудования (дробилок, питателей и др.) без учёта показателей надежности и специфических условий эксплуатации (изменения условий базирования, повышенной мобильности и т.д.).

В этой связи исследование рабочих процессов КДПУ и разработка конструкций оборудования повышенной эффективности за счёт применения новой структуры и системы ремонта на основе фактического уровня надежности и суммарных затрат на техническое обслуживание и ремонт КДПУ в конкретных условиях эксплуатации, является актуальной научно-технической задачей, отвечающей потребностям практики горного производства.

Цель работы – повышение эффективности функционирования карьерных дробильно-перегрузочных установок за счет использования рациональных соотношений между конструктивными и режимными параметрами и рациональной структуры ремонтного цикла по фактическому состоянию элементов оборудования КДПУ.

Идея работы – рациональное соотношение между основными параметрами КДПУ определяется видом связей между структурными элементами с учетом вероятности безотказной работы.

Методы исследования базируются на использовании достаточного объема статистической информации, характеризующей уровень эксплуатации элементов оборудования КДПУ. При выполнении теоретических исследований использовались основные положения и методы теории подобия и моделирования, анализ и обобщение научно-технической и патентной информации; при проведении экспериментальных исследований – положения теории надёжности, методы математической статистики и теории вероятностей, программы для обработки статистических данных.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Критерием выбора основных параметров КДПУ является критерий поточности, определяющий степень взаимного влияния структурных элементов.

2. Рациональные соотношения между конструктивными и режимными параметрами КДПУ определяются из условия стабилизации потока горной массы при изменении технической производительности экскаватора.

3. Рациональная структура ремонтного цикла агрегата определяется показателями надежности и техническим состоянием элементов оборудования, условиями эксплуатации КДПУ, объемом выполненных работ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована:

  • использованием методов математического моделирования, методов статистической обработки экспериментальных и эксплуатационных данных, современного вычислительного оборудования и компьютерного программного обеспечения, применением современной виброизмерительной и регистрирующей аппаратуры;
  • достаточным объемом экспериментов, обеспечивающих удовлетворительную сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований с уровнем доверительной вероятности 0,95, расхождение между которыми не превышает 7…10 %;
  • корректностью сделанных допущений при формулировке граничных математических условий.

Научное значение работы заключается:

  • в разработке функциональной модели КДПУ;
  • в обосновании рациональных соотношений между конструктивными и режимными параметрами КДПУ;
  • в получении регрессионной модели уровня эксплуатационной надежности в зависимости от влияющих факторов;
  • в определении межремонтного периода, обеспечивающего построение рациональной структуры ремонтного цикла на основе технического состояния элементов оборудования КДПУ.

Практическое значение работы состоит:

  • в выработке рекомендаций по повышению эффективности функционирования КДПУ;
  • в разработке программного обеспечения по расчету основных конструктивных и режимных параметров оборудования КДПУ;
  • в установлении рациональной структуры ремонтного цикла оборудования КДПУ в конкретных условиях эксплуатации.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Результаты работы приняты для внедрения на ООО «Комбинат строительных материалов», на Навоийском ГМК и в дивизионе «Горное оборудование» ООО «Уралмаш-Инжиниринг» МК «Уралмаш».

Апробация работы.

Результаты настоящей работы были представлены на:

- Уральской горнопромышленной декаде (г. Екатеринбург, 2004 – 2009 гг.);

- молодежной научно-практической конференции (г. Екатеринбург, 2005 г.);

- международной научно-технической конференции «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности. Чтения памяти В. Р. Кубачека» (г. Екатеринбург, 2005 – 2009 гг.);

- VI Международной студенческой научно-технической конференции: Региональном конкурсе студенческих научных работ «Автоматизация, технология и качество в машиностроении» (Украина, г. Донецк, 17-19 октября 2005 г.).

Личный вклад автора заключается:

- в построении математических моделей выбора рациональных вариантов рабочего оборудования в составе КДПУ;

- в обосновании показателей надежности применительно к КДПУ;

- в проведении статистического анализа и обобщении полученных результатов;

- в разработке структуры ремонтного цикла оборудования КДПУ для условий НГМК и ООО «КСМ» [10, 11].

Публикации. По материалам работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 102 наименований. Работа изложена на 122 страницах и содержит 44 рисунка, 11 таблиц, 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении излагаются актуальность и значимость проблемы, рассмотренной в диссертации.

В первой главе проанализированы результаты исследований рабочих процессов оборудования ЦПТ, проведены обзор и анализ современных конструкций КДПУ, а также поставлены задачи исследований.

Значительный вклад в теорию и практику ЦПТ внесли коллективы институтов ИГД УрО РАН, ИПКОН РАН, ВНИИпроектасбест, ВНИИнеруд, ВНИПИпромсырье, МГГУ, ИГД им. А.А. Скочинского.

Разработкой, исследованиями и производством дробильных установок для карьеров в нашей стране занимаются: ИГД им. А.А. Скочинского, НИГРИ, Донецкий филиал НИГРИ, Восточный НИГРИ; предприятия: «Уралмаш», ИЗТМ и др.

Большой вклад в развитие этого вида оборудования и исследования процессов дробления горных пород внесли работы В.А. Баумана, Г.А. Боярских, М.В. Васильева, Л.И. Кантовича, П.И. Коха, В.Р. Кубачека, А.А. Кулешова, В.А. Масленникова, Н.В. Мельникова, Ю.А. Муйземнека, С.А. Панкратова, Р.Ю. Подэрни, Я.М. Радкевича, В.И. Саитова, Г.И. Солода, П.П. Тартаковского, Б.В. Фаддеева, А.И. Шендерова, А.Н. Шилина, А.В. Юдина.

Во второй главе разработана функциональная модель КДПУ.

Использование оборудования КДПУ в едином технологическом процессе обуславливает необходимость обеспечения наиболее эффективного характера сопряжения элементов оборудования.

Представлена методика расчета производительности оборудования, учитывающая влияние условий эксплуатации и надежности элементов оборудования на степень изменения производительности. Методика применена для двух вариантов дробильно-перегрузочных установок при условии размещения на них различного дробильного оборудования: 1 – установка LATS в карьере ООО «КСМ» (Сухой Лог); 2 – установка Lokotrack LT-160 в карьере Мурунтау (Узбекистан).

В третьей главе представлена методика экспериментальных исследований надежности оборудования КДПУ с целью уточнения эксплуатационной производительности установок и определения интенсивности отказов для функциональных элементов (бункера, дробилки, конвейера и ходового оборудования) установок.

Проведены статистические исследования эксплуатационной надежности дробильно-перегрузочных комплексов для установления закономерности изменения комплексного показателя надежности от срока эксплуатации и объема выполненных работ.

Доказано, что уровень надежности и эффективности использования дробильно-перегрузочных установок во многом определяются влиянием исследуемых факторов. Приведены выявленные закономерности в виде уравнений регрессий и графиков.

С помощью метода корреляционно-регрессионного анализа в результате обработки исходных статистических данных были получены модели, позволяющие прогнозировать комплексные показатели надежности КДПУ в конкретных условиях эксплуатации.

В четвертой главе рассмотрены закономерности функционирования КДПУ и разработаны мероприятия по повышению эффективности работы установок. Характер процесса функционирования системы КДПУ определяется структурой установки и типом основного оборудования.

Предложена методика расчета себестоимости процесса рудоподготовки с учетом новой структуры оборудования, технической производительности, конструктивных и режимных параметров элементов КДПУ.

Обоснование защищаемых положений

Основные научные результаты сводятся к следующим защищаемым положениям.

Положение 1. Критерием выбора основных параметров КДПУ является критерий поточности, определяющий степень взаимного влияния структурных элементов.

Проблеме повышения эффективности функционирования КДПУ в схемах ЦПТ посвящено большое количество исследований, разработаны различные типы КДПУ как в нашей стране, так и за рубежом. В обобщенном виде процесс добычи руды при цикличной и циклично-поточной технологиях представлен схемой (рис. 1).

В результате проведенного анализа установлено, что основные технические решения для повышения эффективности функционирования КДПУ направлены на:

1) создание специального оборудования:

- конусно-валковых дробилок типа КВКД;

- конвейеров для транспортирования крупнокусковой горной массы

(до 1500 мм) и крутонаклонных.

2) разработку самоходных мобильных систем КДПУ.

В соответствии с поставленной в работе целью были сформулированы следующие основные задачи исследований:

1) разработка функциональной модели КДПУ, обеспечивающей снижение затрат при рудоподготовке;

2) определение качественных и количественных характеристик процесса функционирования КДПУ;

3) определение рациональной структуры ремонтного цикла агрегата по показателям надежности элементов оборудования, техническому состоянию, и условиям эксплуатации КДПУ, объему выполненных работ

В основу систематизации различных схем и средств механизации технологического процесса положен функциональный признак элементов, определяющих структуру схем механизации. Такими функциональными элементами КДПУ являются: приемно-подающее устройство или бункер (Б), дробилка (Д) и перегрузочное устройство (П).

Показатели рабочего процесса оборудования характеризуются значительными отклонениями от средних значений ввиду нестабильности свойств горных пород в процессе эксплуатации, а также вследствие сложного характера взаимосвязей между режимными и технологическими параметрами элементов оборудования.

Определены диапазоны изменения производительности КДПУ в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий предприятий.

По статистическим данным получены функции интенсивности отказов (t) для элементов оборудования установок (рис. 2, 3 и 4).

Рис. 2. Гистограммы распределения отказов для карьера Мурунтау

(установка 1)

Рис. 3. Гистограммы распределения отказов для карьера в Сухом Логу

(установка 2).

Для установки 1:

б(t) = 2,311·10-7 ·t 0,961

д(t) = 7,223·10-7 ·t 0,814

х(t) = 9,458·10-8 ·t 1,067

к(t) = 4,977·10-7 ·t 0,864

Для установки 2:

б(t) = 8,630·10-6 ·t 0,574

д(t) = 1,728·10-6 ·t 0,791

к(t) = 8,298·10-7 ·t 0,881

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»