Failure risks of mine excavator associated with its maintenance and repair

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-97-102

Читать на русскоя языкеA.E. Salimov, D.A. Shibanov, S.L. Ivanov
Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russian Federation
Russian Mining Industry №2 / 2024 стр. 97-102

Abstract: High quality and timely maintenance and repair (M&R) of mine electric excavators is crucial to minimizing the risks of failures. The article analyzes the significance of factors the influence the failure rate, including such factors as ergatic, technical, climatic, organizational and technological. The analysis showed the greatest criticality of ergatic, technical and climatic factors, with ergatic being the most important of them. The failure rating of mine excavators by the following systems is presented: working attachments, lifting gear, pressure mechanism, traveling gear, hydraulic system, rotation gear and electrical equipment. The most critical are the working attachments, lifting gear and pressure mechanisms, which make up 72%. The principles to design the concept of conscientious maintenance and repair practice (CM&R) are shown. The Fine-Kinney principle is applied in numerical estimation of the failure risks of mine excavators. Digitalization of target operations for electric crawler-mounted power shovels is proposed and a list of coded types of operations is presented for efficient accounting of the maintenance and repair works. The proposed coding system allows systematization of the MRO processes, providing control and their analysis during the whole operation period.

Keywords: mine excavator, maintenance and repair, MRO, ergative factor, Conscientious Maintenance and Repair, CM&R, conscientious maintenance, coding of routine maintenance operations

For citation: Salimov A.E., Shibanov D.A., Ivanov S.L. Failure risks of mine excavator associated with its maintenance and repair. Russian Mining Industry. 2024;(2):97–102. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-97-102

Article info

Received: 17.02.2024

Revised: 04.03.2024

Accepted: 11.03.2024

Information about the authors

Abbos Erkin ugli Salimov – postgraduate student, Department of Mechanical Engineering, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russian Federation

Daniil A. Shibanov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russian Federation

Sergey L. Ivanov – Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Mechanical Engineering, Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University, St. Petersburg, Russian Federation; https://orcid.org/0000-0002-7014-2464; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

References

1. Курганов В.М., Грязнов М.В., Колобанов С.В. Оценка надежности функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов в карьере. Записки Горного института. 2020;241:10–21. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.1.10 Kurganov V.M., Gryaznov M.V., Kolobanov S.V. Assessment of operational reliability of quarry excavator-dump truck complexes. Journal of Mining Institute. 2020;241:10–21. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.1.10

2. Абдельвахаб Агагена, Михайлов А.В. Влияние железорудной пыли на изнашивание поверхности штоков гидроцилиндров карьерного экскаватора. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(11-1):5–23. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_111_0_5 Abdelwahab Agaguena, Mikhailov A.V. Iron ore dust influence on the wear surface of quarry excavator hydraulic cylinder rods. Mining Informational and Analytical Bulletin. (In Russ.) 2023;(11-1):5–23. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_111_0_5

3. Iakupov D., Motyakov N., Ivanova P., Ivanov S. Working parts of means of minerals excavation. AIP Conference Proceedings. 2022;2456(1):030012. https://doi.org/10.1063/5.0074835

4. Кулецкий В.Н., Жунда С.В., Довженок А.С., Галкин А.В., Полещук М.Н. Методика повышения качества трудовых процессов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(S42):3–36. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-9-42-3-36 Kuletsky V.N., Zhunda S.V., Dovzhenok A.S., Galkin A.V., Poleshchuk M.N. Methodology to improve the quality of labour processes. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2018;(S42):3–36. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-9-42-3-36

5. Попов Д.В., Беклемешев В.А., Хажиев В.А. Совершенствование контроля энергомеханической службы за условиями и режимами эксплуатации экскаваторов в ООО «Восточно-Бейский разрез». Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015;(S1-2):113–121. Popov D.V., Beklemeshev V.A., Khazhiev V.A. Improvement of power-and-mechanic service control over operating conditions and regimes of excavators in Vostochno-Beisky open pit mine. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2015;(S1-2):113–121. (In Russ.)

6. Вакулин Е.А., Заяц А.И., Беклемешев В.А., Ивашкевич В.А., Хажиев В.А., Байкин В.С. Оценка качества расследования и устранения причин отказов оборудования. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018;(S64):116–126. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-12-64-116-126 Vakulin E.A., Zayats A.I., Beklemeshev V.A., Ivashkevich V.A., Khazhiev V.A., Baikin V.S. Qualitative assessment of equipment failure cause finding and removal. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2018;(S64):116–126. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-12-64-116-126

7. Москвичев В.В., Ковалев М.А. Оценка показателей эксплуатационной надежности карьерных канатных экскаваторов. Транспортные системы и технологии. 2020;6(4):25–44. https://doi.org/10.17816/transsyst20206425-44 Moskvichev V.V., Kovalev M.A. Assessment of operational reliability indicators of pit rope-operated excavators. Transportation Systems and Technology. 2020;6(4):25–44. (In Russ.) https://doi.org/10.17816/transsyst20206425-44

8. Альшанская А.А., Доронин С.В., Тюменцев В.А. Экспертное оценивание факторов повышения надежности механического оборудования карьерных экскаваторов. Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. 2023;(19):155–160. https://doi.org/10.26160/2658-3305-2023-19-155-160 Alshanskaya A.A., Doronin S.V., Tyumencev V.A. Expert evaluation of the factors of increasing the reliability of the mechanical equipment of mining excavators. Transport, Mining and Construction Engineering: Science and Production. 2023;(19):155–160. (In Russ.) https://doi.org/10.26160/2658-3305-2023-19-155-160

9. Иванова П.В., Асонов С.А., Иванов С.Л., Кувшинкин С.Ю. Анализ структуры и надежности современного парка карьерных экскаваторов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(7):51–57. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2017/7/51_57_7_2017.pdf (дата обращения: 12.01.2024). Ivanova P.V., Asonov S.A., Ivanov S.L., Kuvshinkin S.Yu. Analysis of structure and reliability of modern fleet of mine shovels. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2017;(7):51–57. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2017/7/51_57_7_2017.pdf (accessed: 12.01.2024).

10. Великанов В.С. Прогнозирование нагруженности рабочего оборудования карьерного экскаватора по нечетко-логистической модели. Записки Горного института. 2020;241;29–36. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.1.29 Velikanov V.S. Mining excavator working equipment load forecasting according to a fuzzy-logistic model. Journal of Mining Institute. 2020;241;29–36. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.1.29

11. Великанов В.С., Мусонов О.С., Панфилова О.Р., Ильина Е.А., Дёрина Н.В. Инструменты предиктивной аналитики в минимизации отказов горнотранспортного оборудования. Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2021;19(4):5–15. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-4-5-15 Velikanov V.S., Musonov O.S., Panfilova O.R., Ilina E.A., Dyorina N.V. Predictive analytics tools in minimising mining equipment failures. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2021;19(4):5–15. (In Russ.) https://doi.org/10.18503/1995-2732-2021-19-4-5-15

12. Шибанов Д.А., Иванов С.Л., Шешукова Е.И., Недашковская Е.С. Эффективность функционирования карьерного экскаватора как эргатической системы. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(11-1):144–158. Режим доступа: https://giab-online.ru/files/Data/2023/11/2023_11-1_144-158.pdf (дата обращения: 12.01.2024). Shibanov D.A., Ivanov S.L., Sheshukova E.I., Nedashkovskaya E.S. Efficiency of operation of a quarry excavator as an ergatic system. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(11-1):144–158. (In Russ.) Available at: https://giab-online.ru/files/Data/2023/11/2023_11-1_144-158.pdf (accessed: 12.01.2024).

13. Ivanov S.L., Shishkin P. Influence of the material structure and properties on the wear resistance of gears with different geometries. Materials Science Forum. 2021;1022:136–141. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1022.136

14. Klevtsov V.A., Timofeev D.Y., Khalimonenko A.D. Improved design of manufacturing processes for mining machines: basing concepts. Russian Engineering Research. 2023;43(11):1367–1375 https://doi.org/10.3103/S1068798X23110151

15. Иванова П.В., Иванов С.Л., Кувшинкин С.Ю., Шибанов Д.А. Индекс жесткости погоды как интегральный показатель влияния погодных условий на работоспособность карьерных экскаваторов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(S38):359–365. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-12-38-359-368 Ivanova P.V., Ivanov S.L., Kuvshinkin S.Yu., Shibanov D.A. Index of weather hardness as an integral indicator of the effect of weather conditions on the performance of quarry excavators. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2017;(S38):359–365. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-12-38-359-368

16. Пумпур Е.В., Князькина В.И., Сафрончук К.А., Иванов С.Л. Оценка факторов влияния на выбор стратегии технического обслуживания экскаваторов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(S41):3–19. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-12-41-3-19 Pumpur E.V., Knyazkina V.I., Safronchuk K.A., Ivanov S.L. Assessment of the influence factors on the choice of the maintenance strategy for excavators. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(S41):3–19. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-12-41-3-19

17. Чуднова Г.А., Кислов А.С. Организация ремонтов и технического обслуживания оборудования. М.: 1С-Паблишинг; 2023. 342 с. Chudova G.A., Kislov A.S. Organisation of equipment repairs and maintenance. Moscow: 1C-Publishing; 2023, 342 p. (In Russ.).

18. Герике П.Б., Герике Б.Л., Шахманов В.Н. Выбор и обоснование критерия для диагностики несоосности валопроводов карьерных экскаваторов. Техника и технология горного дела. 2021;(3):50–60. https://doi.org/10.26730/2618-7434-2021-3-50-60 Gerike P.B., Gerike B.L., Shakhmanov V.N. Selection and justification of criterion for diagnostics misalignment of shaft lines of quarry excavators. Journal of Mining and Geotechnical Engineering. 2021;(3):50–60. (In Russ.) https://doi.org/10.26730/2618-7434-2021-3-50-60

19. Корогодин А.С., Иванов С.Л. Техническое обслуживание и ремонт цапф барабанной мельницы плавучего комплекса горного оборудования. Устойчивое развитие горных территорий. 2023;15(3):760–770. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-3-760-770 Korogodin A.S., Ivanov S.L. Maintenance and repair of drum mill trunnions of a floating mining equipment complex. Sustainable Development of Mountain Territories. 2023;15(3):760–770. (In Russ.) https://doi.org/10.21177/1998-4502-2023-15-3-760-770

20. Шкодин А. Обслуживание оборудования – как оптимизировать затраты. Электроника: наука, технология, бизнес. 2016;(8):116–124. Режим доступа: https://www.electronics.ru/journal/article/5694 (дата обращения: 12.01.2024). Shkodin A. Equipment maintenance: how to optimize costs. Electronics: Science, Technology, Business. 2016;(8):116–124. (In Russ.) Available at: https://www.electronics.ru/journal/article/5694 (accessed: 12.01.2024).

21. Асонов С.А., Иванова П.В., Иванов С.Л., Шишлянников Д.И. Принципы построения модели технического состояния трансмиссии горной машины при ее эксплуатации. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017;(3): 15–27. Asonov S.A., Ivanova P.V., Ivanov S.L., Shishlyannikov D.I. Principles of construction of models of the technical state of transmission of mining machine during its operation. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2017;(3):15–27.

22. Ivanov S., Knyazkina V., Myakotnykh A. Recording gear-type pump acoustic signals for assessing the hydraulic oil impurity level in a hydraulic excavator transmission. E3S Web of Conferences. 2021;326:00014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202132600014

23. Кац Б.А. Контроль процессов ТОиР: как добиться эффективности? Управление производством. 2009;(5-6):60–64. Режим доступа: https://itm.spb.ru/files/contr_proc_toir.pdf (дата обращения: 12.01.2024). Kats B.A. Controlling the MRO processes: how to achieve efficiency? Upravlenie Proizvodstvom. 2009;(5-6):60–64. (In Russ.) Available at: https://itm.spb.ru/files/contr_proc_toir.pdf (accessed: 12.01.2024).

24. Антоненко И.Н., Кац Б.А. Анализ рисков и электронный журнал дефектов. Молочная промышленность. 2013;(5):30–33. Antonenko I.N., Kats B.A. Analysis of risks and electronic defects register. Molochnaya promyshlennost. 2013;(5):30–33. (In Russ.)

25. Сычев Ю.А., Назарычев А.Н., Дяченок Г.В. Повышение безопасности труда водителей карьерных самосвалов путем снижения риска возникновения отказов функциональных узлов тягового электропривода в условиях эксплуатации. Безопасность труда в промышленности. 2023;(9):52–58. https://doi.org/10.24000/0409-2961-2023-9-52-58 Sychev Yu.A., Nazarychev A.N., Dyachenok G.V. Improving the labor safety of mining dump truck drivers by reducing the risk of failure of the functional units of the traction electric drive under operating conditions. Occupational Safety in Industry. 2023;(9):52–58. (In Russ.) https://doi.org/10.24000/0409-2961-2023-9-52-58

26. Dagsuyu C., Oturakci М., Kokangül A. A new approach to Fine-Kinney method and an implementation study. Alphanumeric Journal. 2015;3(2):83‒92. https://doi.org/10.17093/aj.2015.3.2.5000139953