УДК 622.61.
Комплексная оценка состояния редукторов подземных ленточных конвейеров по состоянию масла и параметрам вибрАции
, ,
Филиал кузбасского государственного технического университета
имени в г. Прокопьевске, г. Прокопьевск
Ленточный конвейер как транспортная машина получил преимущественное распространение на шахтах с комплексно механизированной выемкой угля. Одним из важных компонентов привода подземных конвейеров является редуктор, от работоспособности которого зависит бесперебойная работа всего конвейера. Число приводов на одном конвейере может достигать восьми, а число конвейеров в транспортной цепочке десяти и более. В связи с этим, оценка состояния редуктора, с целью прогнозирования объемов и сроков ремонтов, является весьма актуальной задачей.
С одной стороны, в целях снижения эксплуатационных расходов, необходимо периодически контролировать состояние смазочного масла, с целью определения оптимальных сроков его замены. С другой стороны масло, как источник информации, может охарактеризовать состояние самого редуктора [1].
Целью данной статьи является выявление зависимости между состоянием масла и параметрами вибрации. На основании чего получить комплексную оценку состояния редукторов шахтных ленточных конвейеров.
По мере выработки ресурса в смазочном масле накапливаются продукты износа в виде примесей различного химического и гранулометрического состава. Одновременно с этим происходит истирание трущихся элементов редуктора (подшипников и зубчатых пар), что приводит к увеличению зазоров и, как следствие, уровню вибрации.
В связи с этим были поставлены задачи:
1 – определить у смазочного материала: внешний вид, вязкость, вязкостно-температурный показатель, температуру вспышки и наличие продуктов износа;
2 – определить общий уровень вибрации на корпусах редукторов;
3 – сопоставить состояние смазочного материала уровню вибрации.
Для исследования были взяты пробы чистого и проработавшего в редукторах 7КЦ2-705 масла RENOLIN CLP-320.
Первоначально были проведены органолептические исследования образцов масел. Было выявлено изменение цвета в более темную сторону и наличие нерастворимых механических примесей в работающем масле по отношению к чистому.
В дальнейшем были проведены исследования, по измерению вязкости образцов в диапазоне температур от 40 до 100 °С. Измерения проводились согласно ГОСТ 6258-85 [2]. По результатам исследований построена таблица (табл. 1) и график (рис. 1).
Таблица 1
Результаты исследований масла RENOLIN CLP-320 на приборе «Вискозиметр Энглера ВУ-М-ПХП» (ГОСТ 6258, ASTM D1665)
Температура, °С | Кинематическая вязкость н, мм2/с | |||||
Чистый образец | Редуктор 1 | Редуктор 2 | Редуктор 3 | Редуктор 4 | Редуктор 5 | |
40 | 322 | 320 | 297,5 | 328 | 360 | 360 |
60 | 117 | 109 | 114,7 | 115 | 123 | 123 |
80 | 50 | 48,7 | 45,9 | 50,9 | 50,9 | 50,9 |
100 | 25 | 24,5 | 24,5 | 22,7 | 26,6 | 25,7 |
Рис. 1. Кинематическая вязкость чистого и исследуемых образцов масла
Renolin 320 от минимальных (редуктор 2) до максимальных (редуктор 4) значений вязкости в зависимости от температуры
На основании графика (рис. 1) можно сделать вывод о некотором увеличении вязкости поработавшего масла и об относительно небольшом разбросе значений вязкости масла взятого из различных редукторов.
Базовое масло состоит из различных, тесно взаимосвязанных, компонентов. Эти компоненты имеют различную испаряемость (точку кипения). Если масло подвергается нагрузкам длительный период, они незначительно выше нормы, но нет воздействия высокой температуры, тогда компоненты с более низкой точкой кипения будут испаряться. Этот процесс известен как испарение низкокипящих фракций. Эти более испаряющиеся компоненты также являются частью масла, имеющей более низкую вязкость, таким образом, потеря этой фракции ведет к росту вязкости [1].
В качестве следующего опыта образцы были подвергнуты анализу на оптико-эмиссионном спектрометре МФС-11 (см. табл. 3). Увеличение в исследуемо образце элементов железа, и хрома говорит о естественном процессе износа зубьев шестерен и увеличение содержания меди говорит о естественном износе сепараторов подшипников.
Таблица 3
Результаты исследований масла RENOLIN CLP-320 на приборе «МФС-11», г/т
Элементы | Чистый образец | Редуктор 1 | Редуктор 2 | Редуктор 3 | Редуктор 4 | Редуктор 5 |
Fe | 0,862 | 4,696 | 4,625 | 6,705 | 9,269 | 10,65 |
Cr | 0,024 | 0,173 | 0,186 | 0,307 | 0,225 | 0,337 |
Si | 0,000 | 11,72 | 13,04 | 30,32 | 16,63 | 13,12 |
Al | 0,065 | 0,068 | 0,119 | 0,190 | 0,016 | 0,014 |
Сu | 0,000 | 2,924 | 2,954 | 4,120 | 0,787 | 1,594 |
Pb | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
Sn | 1,405 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 | 0,000 |
В табл. 4 представлены данные по анализу вибрации и содержанию железа в образцах масла. В редукторах с 1 по 5 масло было заменено и уровень вибрации невысокий. В редукторах 6 и 7 масло не менялось, уровень железа превышает максимально допустимый, и кроме того в редукторе № 7 общий уровень вибрации допустимый.
Для однозначности оценки состояния редукторов необходимо проводить анализы систематически, начиная с момента установки редукторов и фиксировать изменения вибрации и содержания железа, сохраняя информацию о предыдущих замерах.
Таблица 4
Сопоставление содержания железа и общего уровня вибрации редукторов
Номер редуктора | Содержание железа г/т | Общий уровень вибрации, мм/с |
1 | 4,696 | 2,2 |
2 | 4,625 | 1,4 |
3 | 6,705 | 2,84 |
4 | 9,269 | 2,65 |
5 | 10,65 | 2,35 |
6 | 105,3 | 3,01 |
7 | 156,9 | 18,31 |
Рис. 2. Спектры виброскорости в характерной точке для всех редукторов с 1 по 5 (обозначены Р1 – Р5)
Рис. 3. Спектры виброскорости редукторов 6 и 7.
На основании проведенного анализа можно сделать заключение, что масло в редукторах с 1 по 5 находится в хорошем состоянии, а в редуктрорах 6 и 7 находится в неудовлетворительном состоянии, и требуется его полная замена.
Для оценки скорости изменения физико-химических параметров масла и разработки методики прогнозирования технического состояния системы «редуктор – масло», необходимо продолжить мониторинг состояния масла, с периодичностью один раз в месяц.
Список литературы:
, . Эксплуатационные материалы (автомобильные): учебник [Электронный ресурс] для студентов специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» всех форм обучения / , . – Электрон. дан. – Кемерово: КузГТУ, 2011. ГОСТ 6258-85 «Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости». ГОСТ 26378.4-84 "Нефтепродукты отработанные. Метод определения температуры вспышки в открытом тигле". ISO 6743-6: CKC. Lukoil oil company [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lukoilmarine.com/ru/products/group/4/. – Дата обращения: 7.09.2012.
