Поддържане и резервни части за кариерно-минна техника

Основната причина за намаляване на експлоатационния срок на всяко кариерно-минно оборудване е износването на детайли. Постоянното триене и трудните условия на околната среда водят до ускорено износване на много машинни части. Оригиналните резервни и износващи се части произведени по най-високите стандарти за качество, са най-предпочитани за поддръжка поради тяхната надеждност и безопасност.
В статията ще разкажем за системите и особеностите на техническата поддръжка, за резервните и износващи части на трошачно-пресевните инсталации, за съхраняването на резервните части.

Текст: списание Инфрабилд

Ефективността на всяко индустриално предприятие зависи до голяма степен от състоянието на машинния парк. Това състояние се определя, както от интензивността и характера на обновяването и техническото му преоборудване, така и от качеството на техническата експлоатация на машините и оборудването. Основният проблем при кариерно-минното оборудване, е в осигуряването на висока технологичност при ремонтите. За поддържането на техническото състояние на машините на нужното ниво се използват различни системи за поддържка-техническо обслужване.

Системи за техническа поддръжка

Най-простата но и най-разходната, не изискваща специално оборудване за контрол на технологичните параметри, а също каквото и да е друго техническо обслужване по време на експлоатационния период, е реактивната система за поддръжка-РСП. При нея ремонтът или замяната на оборудването се извършва в случай на повреда-обикновено внезапно. Стойността на ремонта в зависимост от аварията е понякога до 10 пъти по скъп от планирания. По високо ниво на техническа поддръжка в сравнение с РСП е системата на планово-предупредителния ремонт-ППР. С извършването му се намаляват експлоатационните разходи с 30%. Идеята на ППР е ремонтиране или замяна на оборудване преди възникване на повреда с дадена вероятност. 

В сегашно време ППР е основният вид на техническа поддръжка. В него се включва извършването на следните дейности. Поддръжка-сменна, денонощна, месечна, сезонна. Планови ремонти-текущи, средни и капитални. Настройване и ревизии-полугодишни и годишни. Плановите ремонти се провеждат в установените в системата на ППР срокове и имат диференциран обем-Т1, Т2, Т3,... К, в съответствие със структурата на ремонтния цикъл, разработена за съответния тип оборудване. Списъкът на ремонтните работи за всеки планов ремонт не е известен. Той се определя от резултатите на огледите на оборудването по време на техническата поддръжка. Опитът е показал, че разглобяването на оборудването проведено в съответствие с наредбите на ППР, съкращава реалния междуремонтен период средно с 15-30%. Причината за това, е че в реални условия не съществува силна взаимовръзка между експлоатационния срок и техническото състояние на оборудването. Изключение има при ерозийно износване и разрушаване на детайли, линейно свързани с експлоатационния срок. Така неефективността на системата ППР се дължи на факта, че инспекциите и ремонтите често се извършват, без да се отчита реалната необходимост от тяхното изпълнение, само въз основа на предварително подготвени календарни планове. В същото време е малко вероятно подобните ефекти на ремонта винаги да повлияят положително на техническото състояние на оборудването. Много примери могат да се дадат, когато след такива въздействия ресурсът на машината е значително намален. В сегашно време най-големите и успешни компании в света-Toyota, Ford, Motorola, Bosch, Siemens, Harley-Davidson, Texas Instruments, Kodak и други, приеха и приложиха японската система „Total Productive Maintenance“-TPM-поддръжка на оборудването. Тя позволява да се гарантира най-високата му ефективност през целия жизнен цикъл, с участието на целия персонал на предприятието. 

Същността на системата TPM, е хармонизиране на четирите фактора на производствената система-технология, хора, материали и оборудване, за постигане на максимално възможен резултат. А именно, Productivity-производителност, Quality-качество, Cost-себестойност, Delivery-срок на доставка, Safety-безопасност на работните места и околната среда, Moral-инициативи на персонала, минимално използване на човешки, материални и финансови ресурси. 

Много чуждестранни експерти в областта на техническата поддръжка смятат, че днес, в конкурентната среда, TPM за някои компании е пътят към успеха от пълен срив свързан с експлоатационните разходи поради повреди на оборудването. Други експерти смятат, че изграждането на система за управление на качеството на базата на TPM може да бъде по-ефективна от конвенционалните системи за управление на качеството, базирани на стандартите от серията ISO 9000. В условията на нашата индустрия, използваща остаряло и износено оборудване, вземайки в предвид ниския процент на обновяване оборудването, препоръчително е подобряване на състоянието му чрез приложение на системата TPM. Резултатите от въвеждането на TPM в някои европейски предприятия, цитирани в техническата литература, заслужават внимание и са впечатляващи.

Особености на техническата поддръжка

Една прогресивна система за техническа поддръжка и ремонт, каквато е TPM, се основава на сервизна стратегия за действителното състояние на оборудването. Настоящото ниво на научно-техническо развитие дава възможност за оценка и наблюдение на промените в техническот състояние на оборудването, без то да се разглобява. Това позволява да се прилагат превантивни и необходими в момента мерки за въздействие, като се избягват сериозните последици, свързани с повреди в оборудването.

Фактът, че вибрационните сигнали носят голямо количество информация за техническото състояние на машината, е основа за използване на резултатите от редовни измервания и анализ на механични вибрации, като показател за състоянието на технологичното оборудване и индикатор за необходимостта от поддръжка. Освен това, тъй като неизправностите се откриват в ранните етапи на тяхното развитие, въздействията, необходими за поддържане на добро техническо състояние, в много случаи са много прости и евтини. Това означава, че правилно е реализиран и организиран процеса на редовно измерване и анализ на параметрите на вибрациите. Следователно, отваря се възможността за преминаване към индивидуална поддръжка на машината въз основа на прогнозиране на нейния експлоатационен ресурс, т. е. дава се възможност за осъществяване на активен контрол на техническото състояние на машините. Основата на този подход е системата за наблюдение на вибрациите-вибромониторинг-периодичен контрол на вибрациите, включващ компютър с подходящ софтуер, който позволява да се следи състоянието на машината, нейните компоненти и механизми по време на работа. Главното действащо лице в тази система е механикът, който добре познава своето оборудване и всичките му „проблемни точки“. Той е отговорен за неговата работоспособност. В резултат на вибромониторинга се анализират тенденциозните характеристики на промените в параметрите на вибрационния сигнал, въз основа на които се взема решение за необходимостта от предприемане на определени мерки за ремонтно-възстановителни действия.

Използването на системата за вибромониторинг позволява следното. Рязко намаляване на вероятността от аварии. Предотвратяване на внезапни повреди на оборудването. Елиминиране на необходимостта от демонтаж, разглобяване и отваряне на оборудването, за да се провери техническото му състояние. Увеличаване на икономическите резултати на предприятията чрез намаляване на загубите от продукция и разходите за ремонт и резервни части. 

Своевременно предприемане на ефективни мерки за увеличаване на ресурса на лимитиращите възли-например, смяна на смазки или въвеждане на добавки, прилагане на технологии за модифициране на физико-механичните свойства на контактните повърхности. Преминаване от календарно-планирана поддръжка към прогнозна поддръжка. Повишаване на динамичното качество на машините, намаляване на техния шум и вибрации.

В същото време разходите, свързани с внедряването на система за вибромониторинг, са сравнително малки и се изплащат, обикновено в рамките на 6-7 месеца. Предпоставка за постигане на горните предимства е правилната организация на системата за поддръжка и ремонт на предприятието, основана на активно наблюдение и прогнозиране на техническото състояние на оборудването. Много е важно да има обучен персонал в технологията на вибрационния мониторинг за състоянието на машините, добре разбиращ целите и задачите на своята дейност.

Тежките условия на работа на минното оборудване причиняват интензивно износване на работните повърхности на части от основните му компоненти и механизми. Големите размери, значителната металоемкост и сложността на конструкциите на минните машини, високата им цена, включително и приложение на специални износоустойчиви стомани, водят до необходимостта от максимално използване на работния ресурс на всеки детайл. В тази връзка въпросите за развитието и усъвършенстването на технологичните процеси на машинен ремонт, основани на използването на съвременни ефективни технологични методи за възстановяване и втвърдяване на работните повърхности на детайли за минната промишленост, са изключително актуални. Разходите за разработване и внедряване на нови технологии са оправдани, както от техническа гледна точка, така и от икономическа.

Спецификата на работа на минните машини, естеството на експлоатационните натоварвания и количественото износване на повърхностите показват, че в повечето случаи за възстановяване и заякчаване на детайл, е по-предпочитано и целесъобразнода се използват методи за газотермична метализация на функционални покрития. Тази метализация в сравнение с наваряването и заваряването има следните значителни предимства. Липсата на топлинно въздействие върху обработената повърхност по време на процеса на разпрашаване-пулверизация, което елиминира деформацията на възстановените и втвърдени части. Широка гама от разпрашаващи материали-чисти метали, метални сплави, минерална- и металокерамика, полимерни материали. Възможност за образуване на покрития с дебелина от 0,2 до няколко милиметра, както и възможност за многократно възстановяване и втвърдяване на един и същ детайл след пълно изработване на покритието.

Една от най-новите разработки в областта на газотермичната метализация е създаването на оборудване за високоскоростна газопламъчна метализация с кислородно гориво-High Velocity Oxygen Fue-HVOF-spraying и високоскоростна въздушно-горивна метализация-High Velocity Air Fuel-HVAF-spraying. Целта е постигане в непрекъснат процес на качество на покритие, сравнимо с детонационното разпрашаване. Този метод се основава на използване на свръхзвуковата скорост на полет на разпрашени частици-в диапазона от 500-900m/s, което позволява образуването на доста плътни покрития с порьозност до 0,1% и адхезия към субстрата от поне 80MPa. В допълнение, поради незначителната грапавост на метализираната повърхност, механична обработка след нанасяне на покритието, практически не се изисква или има малък обем. Пълната роботизация на процеса на метализация позволява да се възстановяват детайли от всяка конфигурация и размери, което е особено важно за големите части от минното оборудване. Създаването на високоскоростно метализиране направи възможно висококачествено възстановяване на части от хидравлични системи, използвани в минното дело-ротори на винтови и центробежни помпи, компресорни пръти, корпуси, валове, бутала на помпи и др. Освен това, адхезионната якост на твърдосплавните покрития на системата от вофрамов карбид-кобалд-хром, със стоманената основа надвишава 80 MPa. Възстановяването и заякчаването на хидравличните компоненти по метода на газотермична метализация позволява да се получи по-твърдо покритие-микротвърдост 900-1200HV с висока корозионна устойчивост и адхезия 2 пъти по-висока, отколкото при галванично покритие. Въвеждането на газотермичната метализация в производството и ремонта на елементи от минното оборудване допринася за значителни икономии на скъпи конструкционни материали, по-специално легирани стомани, тъй като всички необходими експлоатационни характеристики на повърхностния слой се осигуряват от покритие, нанесено в тънък слой върху работната повърхност на детайла.

Огромен интерес за поддръжката и ремонта на минните машини представлява използването на нетрадиционна триботехнология за възстановяване без поддръжка на съединени възли и агрегати на машини, съоръжения, в нормален режим на работа. Използват се прогресивни смазочни материали или така наречените ремонтно-възстановителни състави. Към днешна дата, благодарение на добавките образуващи мултимолекулна структура, и повишените температури-слабите съединения на желязото, минералните и синтетичните масла достигат най-високо си качество. От съвременните трибологични препарати за ремонт и възстановяване, добри резултати в експлоатацията показват геомодификаторите от минерални смеси от серпентинната група(магнезиево-железни хидросиликати), и суспензиите от нанодиаманти.

Една от перспективните области при ремонтно възстановяване на износени повърхности на детайли от минното оборудване, е използването на композитни материали на неметална основа. Технологиите за ремонт при използване на полимерни състави не изискват скъпи инструменти и оборудване, като в много случаи са алтернатива на заваряването, запояването и наваряването..

Рационалното използване на физикохимичните свойства на полимерните композитни материали може значително да намали сложността и цената на ремонтите, и да намали разхода на материали за тяхното изпълнение. Особено ефективно е използването на нови технологии за ремонт на тръбопроводи, помпи и друго оборудване, използвано в минната промишленост.

При ремонта на конусните трошачки в минно-обогатителните предприятия, замяната на цинк с полимерна смес дава възможност за постигане на значителен икономически ефект при запълване на кухината между корпуса на конусната трошачка и неподвижната броня. Задно с икономията на цинк, възстановяването и модернизирането на конусните трошачки чрез заливане с полимерна смес, увеличава устойчивостта на бронята срещу ударни натоварвания. Причината е високата устойчивост на композитния полимерен материал към вибрации. Полимерните материали са ефективни главно в случаите, когато е изключено сухото триене. Поликарбидните покрития могат да се нанасят върху външната повърхност на агрегатите без спиране на производството. Технологията на разпрашаване на еластомери позволява да се защитят откритите повърхности с различни конфигурации, създавайки безпроблемен равномерен слой на високоякостно покритие. За да се предотврати износването на метали от изтриване в минната промишленост, се избират поликарбидни покрития със специфични свойства, като повишена твърдост, износоустойчивост комбинирана с висока удароустойчивост. Тези качества позволяват използването на поликарбамида като материал за защита срещу въздействието на абразивни материали, като руда, въглища, чакъл, пясък и др.

Важната задача за възстановяване на работните повърхности на големи по размер елементи на минното оборудване може да бъде решена чрез въвеждането на специализирани роботизирани технологични комплекси в минните предприятия. Такива комплекси позволяват например, да се възстанови точността на основните повърхности на масивни части от конусни трошачки чрез извършване на следните технологични операции. Завъртане на външни и вътрешни цилиндрични, конусни, крайни, оформени и сферични повърхности преди наваряване. Наваряване на метал върху износени основни повърхности на вала. Довършителна обработка по контура на нанесените повърхности. Довършване чрез шлайфане на възстановени основни повърхности от различни профили. Така се постига висока точност на размерите на реконструираните повърхности, като грапавостта е 6,3-3,2 микрометъра.

Резервни и износващи части на трошачно-пресевните инсталации

Необходимостта от резервни части възниква по време на експлоатацията на кариерно-минната техника. Тя се определя от надеждността на продукта, техническото ниво и работните условия. От голямо значение е познаването на функционалните параметри-механични, кинематични характеристики и натоварвания, на които е подложено оборудването по време на работа. Тази информация е в основата на проектирането и производството на износващи се части, които точно съответстват на оборудването и функционалното му предназначение. За оборудване с висока степен на използване, което включва трошачки, отклонението в параметрите дори на един компонент може да доведе до сериозни загуби. 

Прецизността на геометричните размери и контролът върху производството на износващи се части, са в основата на успешна експлоатация. За да се осигури оптимална надеждност и рентабилна експлоатация на трошачно-пресевните инсталации, препоръчително е в складовете на предприятията винаги да са в наличност следните резервни и износващи се части. Напречна втулка. Ексцентрична втулка. Втулка на долната част. Челна гайка. Отгряващи пръстени. Опорен лагер. Масло-уплътнителни пръстени. Прахо-уплътнителни пръстени. Бронирани конуси. Облицовъчни огнеупорни пръстени. Челюсти-плочи за натрошаване. Разглобяеми чукове.

Съхраняване на резервните части

През лятото, както и през зимния период, трябва да се избягва попадането на влага върху резервните части. Запазването на опаковката-защитен филм, както и специалната консервационна грес е задължително за да се избегне образуването на повърхностна корозия. Втулките например, ексцентричната втулка, ексцентрикът, главната втулка на вала, особено тези от бронз, трябва да се съхраняват в изправено положение, в противен случай може да се образува елипса. Задвижващият вал на трошачката също трябва да се държи изправен. Основните валове на трошачките трябва да се съхраняват в затворено отоплено помещение само в транспортната рамка с пълно запазване на опаковката в горната и долната част на вала. Маслените и уплътнителните пръстени, филтрите, също трябва да се съхраняват в топло помещение, избягвайте ниските температури и влагата.