Повышение ресурса рабочих колес центробежных насосов шахтного водоотлива

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-143-146

Читать на русскоя языкеВ.В. Зотов , В.У. Мнацаканян, М.М. Базлин, В.С. Лакшинский, Е.В. Дятлова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №2 / 2024 стр. 143-146

Резюме: В статье рассмотрены основные причины отказов центробежных насосов, используемых в установках шахтного водоотлива. Проанализированы факторы, вызывающие интенсивный износ рабочих колес насосов типа ЦНС-33-66…330, а также способы повышения их работоспособности, из которых наиболее перспективным и эффективным признан метод холодного газодинамического напыления (ХГН) функциональных покрытий, при помощи которого представляется возможным улучшать состояние поверхностного слоя и устранять поверхностные дефекты исходных заготовок рабочих колес, оказывающие существенное влияние на работоспособность деталей. Отмечены основные направления работ в исследуемой области, приведены практические рекомендации по использованию метода холодного газодинамического напыления как при производстве насосов, так и в процессе их восстановительного ремонта. Показано, что одним из перспективных направлений развития работ с использованием ХГН-процесса является создание на лопастях рабочих колес многослойных покрытий на основе композиций различных металлокерамических порошков, что позволит наряду с уплотняющей обработкой сообщать рабочим колесам комплекс необходимых функциональных характеристик для условий гидроабразивного изнашивания.

Ключевые слова: центробежные насосы, причины отказов, рабочее колесо, поверхностный слой, коррозия, износ, дефекты литья, холодное газодинамическое напыление

Для цитирования: Зотов В.В., Мнацаканян В.У., Базлин М.М., Лакшинский В.С., Дятлова Е.В. Повышение ресурса рабочих колес центробежных насосов шахтного водоотлива. Горная промышленность. 2024;(2):143–146. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-2-143-146


Информация о статье

Поступила в редакцию: 01.03.2024

Поступила после рецензирования: 23.03.2024

Принята к публикации: 30.03.2024


Информация об авторах

Зотов Василий Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры горного оборудования, транспорта и машиностроения, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-8575-2970, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Мнацаканян Виктория Умедовна – доктор технических наук, профессор кафедры горного оборудования, транспорта и машиностроения, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-9276-7599; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Базлин Максим Михайлович – аспирант кафедры горного оборудования, транспорта и машиностроения, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0002-1136-5868; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Лакшинский Виктор Сергеевич – аспирант кафедры горного оборудования, транспорта и машиностроения, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0004-6839-0022; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Дятлова Екатерина Валерьевна – студент кафедры горного оборудования, транспорта и машиностроения, Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», г. Москва, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.


Список литературы

1. Долганов А.В., Тимухин С.А. Гидроабразивный износ насосов рудничного водоотлива. М.: Академия Естествознания; 2016. 180 с.

2. Паламарчук Т.Н. Обоснование бескавитационных режимных параметров насосного оборудования водоотливных комплексов угольных шахт: дис. … канд. техн. наук. Тула; 2019. 205 с.

3. Долганов А.В. Гидроабразивный износ и экономичность водоотливных установок шахт и рудников. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(S9):3–8. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-3-8 Dolganov A.V. Hydroabrasive wear and profitability of water-drainage installations in mines and ore mines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(S9):3–8. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-3-8

4. Бондаренко С.И., Демьянец К.А. Исследование гидроабразивной износостойкости серых и высокопрочных чугунов, микролегированных оловом и сурьмой. Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2008;(42):90–93. Bondarenko S.I., Demyanets K.A. Hydroabrasive wear resistance investigation of gray and high-strength cast irons microalloyed with SB and SN. Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University. 2008;(42):90–93. (In Russ.)

5. Долганов А.В. Повышение энергоэффективности при эксплуатации комплексов шахтного водоотлива. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019;(S9):16–23. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-16-23 Dolganov A.V. Energy efficiency improvement during operation of mine waterlets. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2019;(S9):16–23. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-5-9-16-23

6. Попов В.М. Рудничные водоотливные установки. 2-е изд. М.: Недра; 1983. 304 с.

7. Попов В.М. Шахтные насосы (теория, расчет и эксплуатация). М.: Недра; 1993. 224 с.

8. Попов В.М., Лебедев П.Ф. Анализ сложных гидравлических схем рудничного водоотлива. М.: Недра; 1978.

9. Долганов А.В. Влияние износа элементов проточной части шахтных насосов ЦНС(К) 300-360 на режимы их работы. Известия Уральского государственного горного университета. 2012;(27-28):110–113. Dolganov A.V. Effect of wear of elements of flow parts of mine pumps CNS (K) 300-360 on conditions of their operation. Izvestiya of the Ural State Mining University. 2012;(27-28):110–113. (In Russ.)

10. Рыбак Я., Хайрутдинов М.М., Конгар-Сюрюн Ч.Б., Тюляева Ю.С. Ресурсосберегающие технологии освоения месторождений полезных ископаемых. Устойчивое развитие горных территорий. 2021;13(3):406–415. https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-3-406-415 Rybak Ya., Khayrutdinov M.M., Kongar-Syuryun Ch.B., Tyulyayeva Yu.S. Resource-saving technologies for development of mineral deposits. Sustainable Development of Mountain Territories. 2021;13(3):406–415. (In Russ.) https://doi.org/10.21177/1998-4502-2021-13-3-406-415

11. Šavar M., Kozmar H., Sutlović I. Improving centrifugal pump efficiency by impeller trimming. Desalination. 2009;249(2):654–659. https://doi.org/10.1016/j.desal.2008.11.018

12. Pei J., Wang W., Yuan S., Zhang J. Optimization on the impeller of a low-specific-speed centrifugal pump for hydraulic performance improvement. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016;29(5):992–1002. https://doi.org/10.3901/CJME.2016.0519.069

13. Shojaeefard M.H., Tahani M., Khalkhali A., Ehghaghi M.B., Fallah H., Beglari M. A parametric study for improving the centrifugal pump impeller for use in viscous fluid pumping. Heat and Mass Transfer. 2013;49(2):197–206. https://doi.org/10.1007/s00231-012-1074-y

14. Рахутин М.Г., Занг К.К., Кривенко А.Е., Чан В.Х. Оценка влияния температуры рабочей жидкости на потери мощности карьерного гидравлического экскаватора. Записки Горного института. 2023;261:374–383. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16193 (дата обращения: 12.02.2024). Rakhutin M.G., Giang K.Q., Krivenko A.E., Tran V.H. Evaluation of the influence of the hydraulic fluid temperature on power loss of the mining hydraulic excavator. Journal of Mining Institute. 2023;261:374–383. Available at: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16193 (accessed: 12.02.2024).

15. Занг Куок Кхань, Кривенко А.Е., Пудов Е.Ю., Кузин Е.Г. Разработка модели оценки эффективности системы охлаждения рабочей жидкости гидравлического карьерного экскаватора. Горный журнал. 2021;(12):64–69. https://doi.org/10.17580/gzh.2021.12.12 Khanh G.Q., Krivenko A.E., Pudov E.Yu., Kuzin E.G. Performance evaluation model for power fluid cooling system of hydraulic excavators. Gornyi Zhurnal. 2021;(12):64–69. (In Russ.) https://doi.org/10.17580/gzh.2021.12.12

16. Khoreshok A., Kantovich L., Kuznetsov V., Preis E., Kuziev D. The results of cutting disks testing for rock destruction. E3S Web of Conferences. 2017;15:03004. https://doi.org/10.1051/E3SCONF/20171503004

17. Keropyan A.M., Kuziev D.A., Krivenko A.E. Process research of wheel-rail mining machines traction. In: Radionov A., Kravchenko O., Guzeev V., Rozhdestvenskiy Y. (eds) Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2019). Springer, Cham.; 2020, рр. 703–709. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063-1_75

18. Muzik J., Seidlova A., Kudelcikova M., Kongar-Syuryun C., Mihalik J. Flood hazard calculation by using a digital terrain model. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;906(1):012067. https://doi.org/10.1088/1755-1315/906/1/012067

19. Соловьев С.В., Кузиев Д.А. Исследование жесткостных параметров привода тягового механизма драглайна эш-10/70. Уголь. 2017;(1):37–38. Soloviev S.V., Kuziev D.A. Dragline ESH-10/70 linkage stiffness parameters study. Ugol’. 2017;(1):37–38. (In Russ.)

20. Keropyan A.M. Application of non-contact technologies for measuring roughness of interacting surfaces when monitoring friction coefficient. Materials Today: Proceedings. 2021;38(4):2004–2008. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.10.018

21. Севагин С.В., Вержанский А.П. Обеспечение требуемого качества изготовления штоков гидроцилиндров погрузочно-доставочных машин. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(5):35–44. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_5_0_35 Sevagin S.V., Verzhansky A.P. Quality control in manufacture of hydraulic cylinder rods for load-haul-dumpers. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(5):35–44. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_5_0_35

22. Алхимов А.П., Клинков С.В., Косарев В.Ф., Фомин В.М. Холодное газодинамическое напыление. Теория и практика. М.: Физматлит; 2010. 536 с.