УДК 681.518
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ШАХТНЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
старший преподаватель
Филиал КузГТУ в г. Прокопьевске, Россия
Использование высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования не только увеличивает уровень добычи полезного ископаемого, но и значительно снижает риск для жизни и здоровья людей его эксплуатирующих. В связи с этим задача обеспечения сохранности и безопасной эксплуатации данного оборудования является весьма актуальной.
Одной из основных единиц транспортной техники на угольных предприятиях Кузбасса, добывающих полезное ископаемое подземным способом, является ленточный конвейер. В настоящее время эксплуатируется значительное количество ленточных конвейеров. В ближайшее время ожидается увеличение, как количества, так и производительности, а также расстояния транспортирования горной массы ленточными конвейерами [1]. Растет энерговооруженность и техническая оснащенность ленточных конвейеров, широко внедряется частотно-регулируемый электропривод. От работоспособного состояния конвейеров зависит работа всего предприятия в целом.
Одним из способов определения технического состояния оборудования и элементов шахтных ленточных конвейеров является своевременная диагностика неразрушающими методами в процессе непосредственной эксплуатации.
Задачами диагностики являются распознавание состояния эксплуатируемого агрегата и выявление причин, вызывающих неисправности, которые следует устранить. При этом следует учитывать, что дефекты характеризуются комплексом диагностических признаков. Носителем информации о техническом состоянии элементов рабочего оборудования в вибродиагностике является акустический сигнал [1], а в тепловом методе контроля – уровни температуры различных элементов.
Рассмотрим применение и взаимодополнение двух указанных методов неразрушающего контроля при обследовании оборудования карьерного экскаватора.
Подшипниковые узлы при наличии износа начинают сильнее нагреваться и кинестетический способ контроля состояния подшипников (рукой на ощупь) известен и широко применяется. Там, где невозможно прикоснуться непосредственно рукой находит широкое применение тепловизионный контроль.
Тепловая съемка и фото роликов представлены на рис. 1 – 5
Рис. 1. Фото ролика (человек все ролики видит так)
Рис. 2. Термограмма исправного ролика рабочий нагрев об ленту (разность температур не более 2 градусов)
Рис. 3. Термограмма начального износа подшипника ролика (разность температур около 6 градусов)
Рис. 4. Средний износ подшипника (разность температур около 20 градусов)
Рис. 5. Сильный износ подшипника (или ролик заклинил) нагрев более 60 градусов (разность около 40 град)
Таким образом, оценка состояния вращающихся роликов шахтных ленточных конвейеров с помощью тепловизора производится быстро и без остановки оборудования.
а) б)
Рис. 6. Тепловая съемка а), и фото б) опоры конвейера (показано место трения ленты об опору)
На рис. 6, представлены фото и термограмма места трения ленты об опору конвейера, через 15 мин. после запуска конвейера. На термограмме видно, что температура отличается на 24,4 градуса. При достаточно длительной работе в таком режиме возможно возгорание ленты или угольного штыба.
Оценивать работу редукторов целесообразно при помощи анализа параметров вибрации. На рис. 7. Приведены точки замеров вибрации на приводном блоке конвейера [3].
Рис. 7. Точки замера вибрации на приводном блоке ленточного конвейера: 1, 2, 3 – коническо–цилиндрический редуктор, 4 - двигатель, 5 – букса барабана. Направления измерения: V – вертикальное; H – горизонтальное ; А – осевое.
Спектры вибрации представлены на рис. 8, 9.
На рис. 8, а) среднеквадратичное значение виброскорости (СКЗ) составляет 1,4 мм/с, что соответствует хорошему состоянию без ограничения по срокам эксплуатации [3]. Вибрация, вызываемая неуравновешенной массой, представлена на рис. 8, б) СКЗ составляет 23 мм/с, что соответствует неудовлетворительному состоянию – редуктор подлежит немедленной остановке и проведению ремонта.
Рис. 8. Спектр виброскорости генерируемый исправным редуктором а) и имеющим неуравновешенную массу на валу б)
Спектр вибрации, представленный на рис. 9, характеризует износ зубьев шестерен конвейера на быстроходном валу - СКЗ составляет 9,9 мм/с, что соответствует среднему уровню вибрации (работоспособен ограниченное время, вывести в ремонт в ближайшее время).
Рис. 9. Спектр виброскорости генерируемый изношенными зубьями шестерен (СКЗ виброскорости 9,9 мм/с)
В результате можно сделать вывод, что для каждого ряда горно-шахтных машин необходимы экспериментальные исследования в рабочем и неисправном состояниях, по результатам которых должна создаваться методика определения их технического состояния. Кроме того, можно определить рациональные области применения теплового метода неразрушающего контроля – это электрооборудование и выявление локальных перегревов подшипниковых узлов непосредственно при работе оборудования (быстро и безопасно). Для более точной постановки диагноза требуется проведение вибрационного контроля и анализа полученной информации.
Шахтные ленточные конвейеры работают в весьма тяжелых условиях на опасных производственных объектах. Поломки, аварии некоторого оборудования, помимо простоев, затрат на восстановление могут привести к опасности для здоровья и жизни людей. Диагностика или даже систематический мониторинг состояния позволяет не только выявлять дефекты на ранней стадии, что сокращает объемы, трудоемкость, и соответственно, травмоопасность восстановительных работ, но и обеспечивать стабильную безопасность персонала.
Литература
, , . Вибродиагностика горных машин и оборудования. Учебное пособие. Кемерово, 2007, 167 с.; , . Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. Москва, 1996, 276 с.; ГОСТ ИСО 10816-1-97 Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Часть 1. Общие требования.
