Пути снижения простоев технологического транспорта

А.И.Госман, к.т.н., Lincoln GmbH

В на­сто­я­щее вре­мя при раз­ра­бот­ке ме­с­то­рож­де­ний по­лез­ных ис­ко­па­е­мых при­ме­ня­ет­ся мощ­ное и до­ро­го­сто­я­щее гор­ное и стро­и­тель­ное обо­ру­до­ва­ние. Спе­ци­а­ли­с­та­ми гор­но­до­бы­ва­ю­щих пред­при­я­тий и уче­ны­ми по­сто­ян­но про­во­дит­ся боль­шая ра­бо­та по вне­д­ре­нию пе­ре­до­вых ме­то­дов, поз­во­ля­ю­щих до ми­ни­му­ма со­кра­тить вре­мя про­сто­ев тех­ни­ки. В ана­ли­зе «вну­т­рен­них про­сто­ев» спе­ци­а­ли­с­ты АК «АЛ­РО­СА» сде­ла­ли не­боль­шую ссыл­ку на про­чие про­стои-ре­монт, ТО и ожи­да­ние ре­мон­та (Вну­т­рен­ние про­стои тех­но­ло­ги­че­с­ко­го ав­то­транс­пор­та на ка­рь­е­ре «Удач­ный» и пу­ти их сни­же­ния. «Гор­ный жур­нал». №7, 2000). Про­ве­де­ние бо­лее де­таль­но­го ана­ли­за этих «про­чих про­сто­ев» по­ка­зы­ва­ет, что эти про­стои и за­тра­ты по их сни­же­нию со­став­ля­ют до­воль­но ве­со­мую до­лю в об­щей ве­ли­чи­не вну­т­рен­них про­сто­ев тех­но­ло­ги­че­с­ко­го транс­пор­та. Из­ве­ст­но, что до­ля этих про­сто­ев в раз­лич­ных ка­рь­е­рах име­ет свои кон­кре­тные ве­ли­чи­ны и оп­ре­де­ля­ет­ся уров­нем ос­на­щён­но­с­ти и тех­ни­че­с­ким со­сто­я­ни­ем тех­но­ло­ги­че­с­ко­го транс­пор­та. При­ни­мая во вни­ма­ние вы­со­кую сто­и­мость по­след­не­го и ес­те­ст­вен­ное же­ла­ние экс­плу­а­та­ци­он­ни­ков сни­зить его не­про­из­во­ди­тель­ные про­стои, ав­то­ры счи­та­ют це­ле­со­об­раз­ным пред­ло­жить спе­ци­а­ли­с­там ГО­Ков рас­смо­т­реть один из эф­фек­тив­ных спо­со­бов сни­же­ния этих про­сто­ев. Сущ­ность пред­ла­га­е­мо­го ре­ше­ния со­сто­ит в ис­поль­зо­ва­нии ав­то­ма­ти­че­с­кой си­с­те­мы смаз­ки (АСС) для сма­зы­ва­ния тру­щих­ся пар, ко­то­рая поз­во­ля­ет осу­ще­ств­лять смаз­ку лю­бых тру­щих­ся пар во вре­мя ра­бо­ты ав­то­са­мо­с­ва­ла и экс­ка­ва­то­ра. Воз­мож­ность си­с­те­ма­ти­че­с­кой (бо­лее ча­с­той, чем при руч­ной) по­да­чи смаз­ки в па­ры тре­ния в не­боль­ших объ­ё­мах, без вы­во­да ма­шин из экс­плу­а­та­ции, поз­во­ля­ет умень­шить ме­ха­ни­че­с­кие по­те­ри в тру­щих­ся па­рах, со­кра­тить до ми­ни­му­ма вре­мя про­стоя на про­ве­де­ние ТО, сни­зить рас­ход смаз­ки и по­вы­сить ко­эф­фи­ци­ент го­тов­но­с­ти ма­ши­ны к ра­бо­те. Кро­ме то­го, при­ме­не­ние АСС поз­во­ля­ет ис­клю­чить вли­я­ние че­ло­ве­че­с­ко­го фак­то­ра (ква­ли­фи­ка­ция, на­дёж­ность, дис­цип­ли­ни­ро­ва­ность и так да­лее) на про­цесс про­ве­де­ния сма­зоч­ных ра­бот. АСС, в со­от­вет­ст­вии с кар­той смаз­ки, про­во­дит сма­зоч­ные ра­бо­ты во вре­мя по­груз­ки или транс­пор­ти­ров­ки гор­ной мас­сы прак­ти­че­с­ки без уча­с­тия об­слу­жи­ва­ю­ще­го пер­со­на­ла, по за­дан­ной про­грам­ме.

Эф­фек­тив­ность при­ме­не­ния АСС на тех­но­ло­ги­че­с­ком транс­пор­те под­тверж­да­ет­ся опы­том экс­плу­а­та­ции ав­то­са­мо­с­ва­лов ти­па «Комatsu» и «Caterpillar», ко­то­рые в ос­нов­ном обо­ру­до­ва­ны по­доб­ны­ми си­с­те­ма­ми смаз­ки. Та­ким об­ра­зом, ос­на­ще­ние АСС оте­че­ст­вен­ных тех­но­ло­ги­че­с­ких ма­шин ана­ло­гич­но­го на­зна­че­ния сде­ла­ет их, при учё­те бо­лее низ­ких цен, бо­лее на­дёж­ны­ми и впол­не кон­ку­ренто­спо­соб­ны­ми как на вну­т­рен­нем рын­ке, так и на внеш­нем.

Эф­фек­тив­ность при­ме­не­ния АСС мо­жет быть под­тверж­де­на так­же про­стым эко­но­ми­че­с­ким обос­но­ва­н­ием.

Ос­нов­ны­ми фак­то­ра­ми эко­но­ми­че­с­кой эф­фек­тив­но­с­ти яв­ля­ют­ся:

•     эко­но­мия энер­го­ре­сур­сов;
•     эко­но­мия сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов;
•     со­кра­ще­ние не­про­из­во­ди­тель­ных про­сто­ев.

Эко­но­мия энер­го­ре­сур­сов обес­пе­чи­ва­ет­ся за счёт сни­же­ния ме­ха­ни­че­с­ких по­терь, ко­то­рые свя­зан­ны с ра­бо­той ма­шин в ус­ло­ви­ях ог­ра­ни­чен­но­го со­дер­жа­ния смаз­ки в тру­щих­ся па­рах при руч­ной её по­да­че.

Ана­лиз вы­пол­нен на ос­но­ва­нии уп­ро­щён­ной те­о­ре­ти­че­с­кой за­ви­си­мо­с­ти ко­эф­фи­ци­ен­та по­лез­но­го дей­ст­вия (h) от ко­эф­фи­ци­ен­та тре­ния (m) и чис­ла тру­щих­ся пар (n):

    (1)

где 1 > h > 0, 0.15 > m > 0.05.

Как вид­но из вы­ра­же­ния (1) сте­пень вли­я­ния m на h зна­чи­тель­но воз­ра­с­та­ет с уве­ли­че­ни­ем чис­ла тру­щих­ся пар (n).

В свою оче­редь АСС поз­во­ля­ет обес­пе­чить до­ста­точ­ное со­дер­жа­ние смаз­ки в уз­лах тре­ния в те­че­ние все­го пе­ри­о­да её экс­плу­а­та­ции, что спо­соб­ст­ву­ет сни­же­нию ме­ха­ни­че­с­ких по­терь на тре­ние. По­след­нее ко­ли­че­ст­вен­но мо­жет оце­ни­вать­ся ве­ли­чи­ной m. В от­ли­чие от АСС при руч­ной смаз­ке по­да­ча сма­зы­ва­ю­ще­го ве­ще­ст­ва в па­ру тре­ния про­ис­хо­дит, как пра­ви­ло, при не­ра­бо­чей ма­ши­не. Со­глас­но кон­ст­рук­тив­ным осо­бен­но­с­тям каж­дая па­ра тре­ния во вре­мя ра­бо­ты из­на­ши­ва­ет­ся и при не­ра­бо­чем со­сто­я­нии в па­ре тре­ния (об­раз­но вал-втул­ка) об­ра­зу­ет­ся до­ста­точ­но боль­шой за­зор, ко­то­рый при руч­ной смаз­ке за­пол­ня­ет­ся в пер­вую оче­редь. Сма­зы­ва­ние при этом про­дол­жа­ет­ся до тех пор, по­ка не по­явит­ся све­жая смаз­ка, ко­то­рая в мо­мент на­ча­ла ра­бо­ты уз­ла сра­зу же вы­дав­ли­ва­ет­ся на­ру­жу и уже ни­ка­кой поль­зы тру­щей­ся па­ре не при­но­сит. Это при­во­дит к по­те­ре сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов и, как по­ка­зы­ва­ет опыт, эти по­те­ри со­став­ля­ют до 30% от по­сту­па­ю­щей смаз­ки. В то же вре­мя бы­ло ус­та­нов­лен­но, что при обыч­ном спо­со­бе смаз­ки прак­ти­че­с­ки уже по вре­ме­ни со­от­вет­сву­ю­ще­му ЅА (см. рис. 1) на­блю­да­ет­ся зо­на по­лу­су­хо­го тре­ния с при­су­щим это­му ин­тен­сив­ным из­но­сом па­ры тре­ния (на гра­фи­ке эта зо­на рас­по­ло­же­на ни­же крас­ной ли­нии). При ав­то­ма­ти­че­с­кой же смаз­ке в па­ру тре­ния сма­зы­ва­ю­щее ве­ще­ст­во по­сту­па­ет во вре­мя дви­же­ния ма­ши­ны ма­лы­ми пор­ци­я­ми и не вы­дав­ли­ва­ет­ся на­ру­жу, что тем са­мым про­ти­во­дей­ст­ву­ет об­ра­зо­ва­нию зо­ны по­лу­су­хо­го тре­ния. При­бли­жён­ные рас­чё­ты по­ка­зы­ва­ют, что при­ме­не­ние АСС за счёт ука­зан­ных вы­ше пре­иму­ществ, поз­во­ля­ет сни­зить m бо­лее чем на 25%.

    (2)

где h1 и h2 – к.п.д. при руч­ной и ав­то­ма­ти­че­с­кой смаз­ке.

Рас­чёт по­ка­зы­ва­ет, что уже при n=4, Э со­ста­вит по­ряд­ка 16%. Зная энер­го­за­т­ра­ты на ра­бо­ту ме­ха­низ­ма за оп­ре­де­лён­ный пе­ри­од его экс­плу­а­та­ции при руч­ной смаз­ке и сто­и­мость энер­го­ре­сур­сов, лег­ко оп­ре­де­лить эко­но­ми­че­с­кий эф­фект от их сбе­ре­же­ния, ко­то­рый со­ста­вит по­ряд­ка 30% и оп­ре­де­ля­ет­ся их сто­и­мо­с­тью и рас­хо­дом при руч­ной смаз­ке.

Эко­но­мия от со­кра­ще­ния не­про­из­во­ди­тель­ных про­сто­ев оп­ре­де­ля­ет­ся зна­чи­тель­ным со­кра­ще­ни­ем вре­ме­ни ТО при смаз­ке от­дель­ных уз­лов ма­ши­ны и мо­жет быть рас­счи­та­на как упу­щен­ная при­быль от её экс­плу­а­та­ции в ус­ло­ви­ях при­ме­не­ния руч­ной смаз­ки. В ка­че­ст­ве на­гляд­но­го при­ме­ра мож­но при­ве­с­ти тот факт, что в те­че­нии го­да ав­то­мо­биль Бе­лАЗ про­ста­и­ва­ет в сред­нем при про­ве­де­нии толь­ко сма­зоч­ных ра­бот при­мер­но 36–40 ча­сов.

Срок оку­па­е­мо­с­ти фи­нан­со­вых вло­же­ний в АСС (Ток) рас­счи­ты­ва­ет­ся ис­хо­дя из об­щих рас­хо­дов на за­куп­ку и мон­таж АСС (К), а так­же об­ще­го го­до­во­го эко­но­ми­че­с­ко­го эф­фек­та, рас­счи­тан­но­го по трём вы­ше­ука­зан­ным фак­то­рам (Эго) по фор­му­ле:

    (3)

или с учё­том при­ве­де­ния ка­пи­та­ла к пер­во­му го­ду экс­плу­а­та­ции:

    (4)

где Е — при­ня­тая эф­фек­тив­ность ка­пи­та­ло­вло­же­ния (ко­эф­фи­ци­ент при­ве­де­ния).

Рас­чёт по фор­му­ле (4) мо­жет вы­пол­нять­ся ите­ра­ци­он­ным ме­то­дом.

По прин­ци­пу ра­бо­ты, мон­та­жу и на­ст­рой­ке ав­то­ма­ти­че­с­кая си­с­те­ма смаз­ки очень про­ста. Она со­сто­ит из на­со­са с встро­ен­ным бло­ком уп­рав­ле­ния, рас­пре­де­ли­те­лей смаз­ки, тру­бо­про­во­дов и со­еди­ни­тель­ных эле­мен­тов (рис. 2). Всё это обо­ру­до­ва­ние лег­ко мон­ти­ру­ет­ся на лю­бом ви­де тех­но­ло­ги­че­с­ко­го транс­пор­та. Мон­таж обо­ру­до­ва­ния про­ис­хо­дит без при­ме­не­ния пай­ки и свар­ки. Пу­тём не­слож­ной на­ст­рой­ки на­со­са на за­дан­ный ре­жим ра­бо­ты (вре­мя ра­бо­ты на­со­са и вре­мя па­у­зы) все под­клю­чен­ные к ней па­ры тре­ния обес­пе­чи­ва­ют­ся за­дан­ным ко­ли­че­ст­вом сма­зы­ва­ю­ще­го ве­ще­ст­ва. Как уже от­ме­ча­лось вы­ше, сма­зы­ва­ние всех тру­щих­ся пар про­ис­хо­дит толь­ко во вре­мя ра­бо­ты, что поз­во­ля­ет, по срав­не­нию с руч­ной смаз­кой, ис­клю­чить воз­ник­но­ве­ние «зо­ны по­лу­су­хо­го тре­ния», сни­зить рас­ход сма­зы­ва­ю­ще­го ве­ще­ст­ва и со­кра­тить вре­мя «про­чих про­сто­ев».

При­ме­не­ние АСС поз­во­лит со­кра­тить вре­мя про­стоя как са­мо­сва­ла, так и экс­ка­ва­то­ра и тем са­мым ока­жет оп­ре­де­лён­ную по­мощь при ре­ше­нии ком­плек­са ор­га­ни­за­ци­он­но-тех­ни­че­с­ких ме­ро­при­я­тий по по­вы­ше­нию со­гла­со­ван­но­с­ти и эф­фек­тив­но­с­ти ра­бо­ты тех­но­ло­ги­че­с­ко­го транс­пор­та (рис. 3).

В хо­де сов­ме­ст­ной ра­бо­ты фир­мы «Lincoln» и ПО «Бе­лАЗ» бы­ли раз­ра­бо­та­ны и ус­пеш­но при­ме­ня­ют­ся ав­то­ма­ти­че­с­кие си­с­те­мы смаз­ки на боль­шей ча­с­ти за­вод­ской про­дук­ции. При­ве­ден­ная ни­же прин­ци­пи­аль­ная схе­ма АСС на ав­то­са­мо­с­ва­ле Бе­лАЗ 7513 по­ка­зы­ва­ет, что при по­мо­щи рас­пре­де­ли­те­лей смаз­ки ти­па SSV на­сос обес­пе­чи­ва­ет 28 пар тре­ния сма­зоч­ным ве­ще­ст­вом. Со­глас­но кар­те смаз­ки ав­то­мо­би­ля на­сос вклю­ча­ет­ся в ра­бо­ту каж­дый час на 8 ми­нут. От­ли­чи­тель­ной осо­бен­но­с­тью на­со­са яв­ля­ет­ся то, что ин­фор­ма­ция о по­след­нем вклю­че­нии на­со­са в ра­бо­ту или вре­ме­ни па­у­зы хра­нит­ся в па­мя­ти бло­ка уп­рав­ле­ния в те­че­нии 5 су­ток по­сле от­клю­че­ния пи­та­ния. По ис­те­че­нии это­го вре­ме­ни тре­бу­ет­ся по­втор­ная на­ст­рой­ка на­со­са на за­дан­ный ре­жим ра­бо­ты.

При­ни­мая во вни­ма­ние то, что ме­тал­ло­ём­кость экс­ка­ва­то­ров на­мно­го вы­ше чем у са­мо­сва­лов, и экс­ка­ва­тор по­сто­ян­но на­хо­дит­ся вда­ли от ре­монт­ных ма­с­тер­ских и пунк­тов тех­ни­че­с­ко­го об­слу­жи­ва­ния, на­ми, сов­ме­ст­но с АО «УРАЛ­МАШ», при раз­ра­бот­ке АСС для экс­ка­ва­то­ров ЭКГ-5А и ЭКГ-20 бы­ла раз­ра­бо­та­на прин­ци­пи­аль­но но­вая си­с­те­ма смаз­ки, поз­во­ля­ю­щая все труд­но­до­с­туп­ные и тру­до­ём­кие точ­ки тре­ния сма­зы­вать во вре­мя ра­бо­ты. До­ста­точ­ный объ­ём ём­ко­с­тей пред­ла­га­е­мых стан­ций для этих ма­шин поз­во­ля­ет обес­пе­чи­вать па­ры тре­ния смаз­кой в те­че­нии трёх ме­ся­цев без до­за­прав­ки. Кро­ме то­го, пред­ла­га­е­мые си­с­те­мы смаз­ки мо­гут так­же ус­пеш­но при­ме­нять­ся и для смаз­ки сталь­ных ка­на­тов, что поз­во­лит в 2–3 ра­за уве­ли­чить их срок слу­жы.

Од­ним из су­ще­ст­вен­ных по­ка­за­те­лей АСС яв­ля­ет­ся так­же и то, что при­ме­не­ние их воз­мож­но на лю­бом гор­но­шахт­ном обо­ру­до­ва­нии.

Ос­нов­ны­ми пре­иму­ще­ст­ва­ми пред­ла­га­е­мых АСС яв­ля­ет­ся то, что они уже адап­ти­ро­ван­ны на ав­то­мо­би­лях «Бе­лАЗ» и по­ка­за­ли свою ра­бо­то­спо­соб­ность при тем­пе­ра­ту­рах –48°C. При срав­не­нии тех­ни­че­с­ких па­ра­ме­т­ров си­с­те­мы смаз­ки «Lincoln» с име­ю­щи­ми­ся си­с­те­ма­ми, мож­но ска­зать, что эле­к­т­ри­че­с­кий при­вод на­со­са ти­па Р-203 с встро­ен­ным бло­ком уп­рав­ле­ния бо­лее на­дё­жен, бо­лее ком­пак­тен и бо­лее прост в об­слу­жи­ва­нии и на­ст­рой­ке, чем на­со­сы с воз­душ­ным при­во­дом, при­ме­ня­е­мые на ав­то­мо­би­лях ти­па «Комatsu» и «Caterpillar».

В за­клю­че­ние нам бы хо­те­лось ещё раз под­черк­нуть ос­нов­ные по­ка­за­те­ли пре­иму­ще­ст­ва при­ме­не­ния ав­то­ма­ти­че­с­ких си­с­тем смаз­ки:

•    на­дёж­но обес­пе­чи­ва­ет смаз­кой тру­щи­е­ся па­ры со­глас­но по­треб­но­с­ти;
•     ис­клю­ча­ет воз­мож­ность по­па­да­ния за­гряз­не­ний в па­ру тре­ния;
•     со­кра­ща­ет вре­мя на про­ве­де­ние ТО;
•     со­кра­ща­ет рас­ход за­пас­ных ча­с­тей и ГСМ;
•     по­вы­ша­ет го­тов­ность ма­ши­ны к ра­бо­те;
•     об­лег­ча­ет и уп­ро­ща­ет труд опе­ра­то­ра;
•     обес­пе­чи­ва­ет эко­но­мию энер­го­ре­сур­сов.   

Журнал "Горная Промышленность" №3 2001