УДК 622.6 Рудничный (шахтный) транспорт. Доставка по лаве, откатка по штрекам, подъем по стволам. Транспорт на поверхности
УДК 656.07 Управление транспортными предприятиями
Проведен сравнительный анализ параметров эффективности обкаточно-тормозного и бестормозного способов нагружения двигателя карьерных АТС. Установлено, что после проведения капитального ремонта для исследуемой модели двигателя карьерного автомобильного транспорта необходимо проводить его обкатку бестормозным способом нагружения. После проведения бестормозной обкатки ресурс двигателя увеличивается по сравнению с двигателями, не прошедшими обкатку или прошедшими обкатку только на холостом ходу.
КАРЬЕРНЫЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ, АВТОСАМОСВАЛ, ДВИГАТЕЛЬ, ОБКАТКА ДВИГАТЕЛЯ, СПОСОБЫ НАГРУЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ.
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
Карьерный автомобильный транспорт эксплуатируется в сложных нагрузочных режимах и природных условиях. К двигателям карьерных автосамосвалов предъявляются высокие требования по обеспечению надежности [1]. Для перевозки полезных ископаемых, железорудного сырья и вскрышных пород требуется обеспечение эффективности безотказной работы карьерных самосвалов. Поэтому необходимо вести контроль за техническим состоянием карьерных автомобилей и предотвращать возникновение сложных ремонтов, сопровождающихся длительными простоями транспорта в ремонте, т.к. это влечет значительные материальные и временные потери в производственном процессе горно-обогатительных комбинатов [2].
Эксплуатация карьерных автомобилей сопровождается частыми отказами и неисправностями двигателя из-за увеличенного нагрузочного режима, разных условий эксплуатации, углубления самих карьеров, уменьшения рабочих площадок, частого маневрирования, запыленности и загазованности вследствие работы горного оборудования и взрывных работ и т.д. [3]. Для восстановления работоспособного состояния двигателя проводят планово-предупредительный, текущий и капитальный ремонты. После проведения капительного ремонта двигателей карьерного автомобильного транспорта необходимо проводить его обкатку [4]. Обкатка двигателя большегрузной техники проводится для притирания поверхностей деталей. Необходимость в обкаточных испытаниях подтверждается занятием правильного положения движущихся деталей с равномерным распределением нагрузки относительно друг друга. Это позволит принять деталям нужную форму и уменьшит действующие силы на них.
В процессе работы двигателя происходит стирание микроскопических неровностей и шероховатости на поверхностях деталей вследствие действия высоких температур и сил трения [5, 6]. Попадание мельчайших частиц металла в масло снижают работоспособность двигателя и могут привести к его полному отказу. Проведение обкатки двигателя после ремонта позволяет обеспечить притирку стенок цилиндров и поршневых колец, микрорельеф поверхности которых принимает более обтекаемую форму. В том числе следует учесть, что обкатка позволяет снизить нагрузку на карьерный автомобиль в целом и обеспечить его работоспособность и долговечность [7].
2 Материалы и методы
Обкатку можно произвести несколькими способами обкаточно-тормозным, бестормозным и при помощи буксировки [8]. Обкаточно-тормозной способ нагружения требует применение стенда определенной мощности в зависимости от технических характеристик самого двигателя.
Бестормозной способ нагружения предполагает применение устройства для бестормозной обкатки, позволяющего ограничивать подачу топлива в цилиндры двигателя. В качестве нагрузки на испытуемый двигатель служит собственное сопротивление в сочетании с выключением части цилиндров.
Обкатка при помощи буксировки подразумевает обкатку неработающего двигателя автомобиля, сцепленного с помощью буксировочного троса с буксировщиком. От вращения колес нагрузка передается на узлы и детали автомобиля. В результате передачи усилия происходит притирка сопрягаемых поверхностей [9].
Наибольшее применение для обкатки карьерного автомобильного транспорта находит обкаточно-тормозной и бестормозной способы нагружения.
3 Результаты исследований
Эффективность обкатки двигателя с помощью стенда и бестормозной обкаткой определяется путем сравнительного анализа параметров рассматриваемых способов нагружения. Режимы обкаточно-тормозного и бестормозного способов нагружения отличаются между собой по стадиям, частоте вращения коленчатого вала и прилагаемым нагрузкам. Для определения эффективного способа обкатки рассматривались двигатели MTU DD16V4000 карьерного самосвала БЕЛАЗ-75309, которые подвергались капитальному ремонту по причине возникновения неисправностей гильзо-поршневой группы.
Карьерные самосвалы БЕЛАЗ-75309, грузоподъемностью 220 тонн, предназначены для перевозки горной массы в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров, на открытых разработках месторождений полезных ископаемых по технологическим дорогам в различных климатических условиях эксплуатации [10]. Данные автосамосвалы используются для перевозки железорудного сырья от временного пункта хранения до перегрузочной площадки, т.е. до места загрузки железнодорожных составов [11].
К параметрам обкаточно-тормозного и бестормозного способов нагружения относят максимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, мин-1, степень приработки двигателей, равномерность и устойчивость работы цилиндров, мин-1, уплотняющую способность гильзо-поршневой группы, %, крутящий момент для проворачивания коленчатого вала двигателя в сборе перед процессом его обкатки и после, Нм.
Оцениваемый параметр способов нагружения «частота вращения коленчатого вала», мин-1, определяется при работе одной половины цилиндров двигателя. Частота вращения коленчатого вала определяется по показаниям диагностического прибора, подключаемого к ЭБУ ДВС. Погрешность измерения частоты вращения коленчатого вала определена особенностью устройства задающего реперного диска коленчатого вала, с которого происходит считывание сигналов датчиком коленвала [12]. Реперный диск коленчатого вала имеет 64 зубца. Таким образом, относительная погрешность, при измерении положения реперного диска относительно датчика коленвала, определяется по формуле, %:
1. Лубенская, О. А. Оценка аварийности и производственного травматизма при разработке полезных ископаемых открытым способом / Лубенская О. А., Климова Е. В., Храмцов Б. А., Ростовцева А. А. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2013. № 1. С. 140-144.
2. Новиков, А. Н. Разработка научно-методических подходов для повышения эффективности карьерного транспорта / А. Н. Новиков, И. А. Новиков, Н. А. Загородний, А. С. Семыкина // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2020. - Т. 17. - № 6 (76). С. 690-703.
3. Бачинский, В. И. Использование элементов экономико-математического модерирования в управлении производственными затратами горно-обогатительных предприятий / Бачинский В. И., Кузминская Е. И. // Экономика и управление: анализ тенденций и перспектив развития. - 2013. - № 6. - С. 197-201.
4. Гавришев, С. Е. Организационно-технологические методы повышения надежности и эффективности работы карьеров : монография. - Магнитогорск : МГТУ, 2002. - 231 с.
5. Дрыгин, М. Ю. Диагностика состояния тяжелой горной техники при планово-предупредительных ремонтах / М. Ю. Дрыгин, Н. П. Курышкин // Динамика систем, механизмов и машин. 2017. - Т. 5. - № 2. - С. 115-122.
6. Лепетюха С. В., Якушев А. С. Состояние и перспективы развития технологического автотранспорта Лебединского ГОКа. Горный журнал. 2007. - № 7. - С. 25-27.
7. Нестеренко А. В. Ремонтная служба комбината / А. В. Нестеренко, С. А. Разгулов, Е. Ю. Берестнев, А. А. Никулин // Горный журнал. - 2017. - № 5. - С. 42-45.
8. Новиков, А. Н. Разработка научно-методических подходов для повышения эффективности карьерного транспорта / А. Н. Новиков, И. А. Новиков, Н. А. Загородний, А. С. Семыкина // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. 2020. Т. 17. - № 6 - (76). С. 690-703.
9. Насковец, А. М. Современное развитие карьерного транспорта производства ОАО "БЕЛАЗ" / А. М. Насковец, П. А. Пархомчик, А. Н. Егоров, С. А. Шишко, В.И. Моисеенко // Актуальные вопросы машиноведения. 2018. -Т. 7. - С. 8-11.
10. Тариков, Д. Ш. Анализ производственной деятельности горнодобывающего предприятия и разработка методики оптимизации транспортно-грузового комплекса / Д. Ш. Тариков, С. Н. Корнилов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования - Магнитогорск : Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2012. - Т. 1. - С.96-99.
11. Рахмангулов, А. Н. Управление развитием горнодобывающего предприятия. Информационные модели и методы : монография / А. Н. Рахмангулов, С. Е. Гавришев, М. В. Грязнов [и др.]. - Магнитогорск : МГТУ, 2002. - 245 с.
12. Яковлев, В. Л. Методы исследований карьерного транспорта : из XX в XXI век / В. Л. Яковлев, В. Ф. Столяров, А. В. Глебов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2006. № 1. С. 115-123.
13. Яковлев, В. Л. Новый взгляд на карьерный автомобильный транспорт / В. Л. Яковлев, П. И. Тарасов, А. Г. Журавлев, В. О. Фурин, А. Г. Ворошилов, А. П. Тарасов, Е. В. Фефелов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2006. - № 6. - С. 97-107.
14. Семыкина, А. С. Совершенствование транспортной системы горно-обогатительных комбинатов / А. С. Семыкина, Н. А. Загородний // Автомобильная промышленность. 2019. -№ 6. С. 31-34.
15. Тимченко, А. И. Совершенствование процесса бесстендовой бестормозной приработки автомобильных двигателей после капитального ремонта / А. И. Тимченко, Д. И. Тимченко, А. И. Назаров, Е. А. Давидянц // Вiсник СевНТУ. 2012. - № 134. - С. 168-171.
16. Корчагин, В. А. Определение оптимальной стратегии ремонтного обслуживания двигателя ЯМЗ-240Н / В. А. Корчагин, В. С. Шатерников, М. В. Шатерников // Автотранспортное предприятие. - 2014. - № 10. - С. 35-39.
17. Шатерников, В. С. Совершенствование организации ремонтного обслуживания агрегатов карьерных большегрузных самосвалов / В. С. Шатерников, Н. А. Загородний, М. В. Шатерников // Автомобильная промышленность. 2014. - № 4. - С. 22-24.
18. Семыкина, А. С. Замена изношенных элементов восстановленными на карьерных АТС / А. С. Семыкина, Н. А. Загородний, А. Н. Новиков // Автомобильная промышленность. 2022. - № 2. -С. 31-34.
19. Шатерников, В. С. Результаты экспериментального исследования и эффективности бестормозной обкатки двигателей ЯМЗ-240Н / В. С. Шатерников, Н. А. Загородний, М. В. Шатерников //Автотранспортное предприятие. 2013. - № 12. - С. 33-36.
20. Семыкина, А. С. Обкатка двигателей карьерных АТС / А. С. Семыкина, Н. А. Загородний // Автомобильная промышленность. 2022. - № 12. - С. 34-36.
