Рекомендации по внедрению методики оценки текущего состояния коронок зубьев ковшей экскаваторов в систему технического обслуживания и ремонта

Исполнительное оборудование экскаваторов, работающих в сложных горно-геологических условиях, подвержено интенсивному изнашиванию, что значительно сказывается на производительности их работы, приводит к увеличению времени простоя и может служить причиной возникновения аварийных случаев. Общепринятой на большинстве предприятий системой проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТОиР) является система планово-предупредительных ремонтов (ППР), не предполагающая оценку текущего состояния элементов исполнительного оборудования, таких как коронки зубьев ковшей экскаваторов, что приводит к снижению эффективности работы машин. Многие производители техники переходят на системы, основанные на оценке текущего состояния машины и принятии решений о ТОиР на основе результатов технического диагностирования, демонстрирующие более высокую эффективность, чем система ППР. Для увеличения эффективности системы ППР на месторождениях со сложными горно-геологическими условиями была разработана методика оценки текущего состояния исполнительного оборудования экскаваторов, в основе которой лежит диагностирование состояния коронок зубьев ковша по результатам мониторинга твердости и показателя дефектности поверхностного слоя. Также приведены рекомендации по внедрению предложенной методики в схемы ТОиР, что позволит увеличить эффективность работы экскаваторов в условиях эндогенного горения угольных пластов.

Громыка Д. С., Гоголинский К. В. Рекомендации по внедрению методики оценки текущего состояния коронок зубьев ковшей экскаваторов в систему технического обслуживания и ремонта // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 8. – С. 94–111. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_8_0_94.

Громыка Дмитрий Сергеевич¹ — аспирант, e-mail: poloronta@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-1976-150X,
Гоголинский Кирилл Валерьевич¹ — д-р техн. наук, доцент, e-mail: nanoscan@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-4908-0657,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Громыка Д.С., e-mail: poloronta@yandex.ru.

1. Болобов В. И., Ахмеров Э. В., Ракитин И. В. Влияние вида горной породы на закономерности изнашивания коронки зуба ковша экскаватора // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 189—204. DOI: 10.25018/0236_1493_ 2022_62_0_189.

2. Курганов В. М., Грязнов М. В., Колобанов С. В. Оценка надежности функционирования экскаваторно-автомобильных комплексов в карьере // Записки Горного института. — 2020. — Т. 241. — С. 10—21. DOI: 10.31897/PMI.2020.1.10.

3. Баранникова И. В., Мажибрада И. Прогнозирование отказов одноковшовых экскаваторов на основе методов искусственного интеллекта // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № 1. — С. 37—46.

4. Соколовский А. В., Лапаев В. Н., Темникова М. С., Гордеев А. И. Технологические особенности ликвидации разреза «Коркинский» // Уголь. — 2018. — № 3. — С. 91—95. DOI: 10.18796/0041-5790-2018-3-91-95.

5. Pashkevich M. A., Danilov A. S., Matveeva V. A. Remote sensing of chemical anomalies in the atmosphere in influence zone of Korkino open pit coal mine // Eurasian Mining. 2021, vol. 1, no. 35, pp. 79—83. DOI: 79 10.17580/em.2021.01.16.

6. Nagornov D. O., Kremcheev E. A., Kremcheeva D. A. Research of the condition of regional parts of massif at longwall mining of prone to spontaneous ignition coal seams // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019, vol. 10, no. 1, pp. 876—883.

7. Artem’ev A. A., Antonov A. A., Sokolov G. N., Lysak V. I. Test procedure of cladded alloys for resistance against high temperature abrasive wear // Journal of Friction and Wear. 2017, vol. 38, no. 3, pp. 225—230. DOI: 10.3103/S1068366617030035.

8. Сахабудинов Р. В., Чукарин А. В. Применение метода вихревых токов для контроля напряженно-деформированного состояния элементов конструкций машиностроения при диагностике // Известия ЮФУ. Технические науки. — 2008. — № 2(79). — С. 25—30.

9. Пряхин Е. И., Трошина Е. А. Деградация после термического и химического воздействия матричных кодов, сформированных с помощью лазеров на изделиях из латуни и алюминиевого сплава // Цветные металлы. — 2022. — № 7. — С. 87—91. DOI: 10.17580/ tsm.2022.07.10.

10. Le Chang, Xin Li, Jian-Bin Wen, Bin-Bin Zhou, Xiao-Hua He, Guo-Dong Zhang, Fei Xue, Yan-Fen Zhao, Chang-Yu Zhou Thermal-mechanical fatigue behaviour and life prediction of P92 steel, including average temperature and dwell effects // Journal of Materials Research and Technology. 2019, vol. 9, no. 1, pp. 819—837. DOI: 10.1016/j.jmrt.2019.11.022.

11. Grzesik W. Tool wear and damage / Advanced machining processes of metallic materials: Theory, modelling and applications. Chapter 12. Amsterdam, Elsevier, 2017, pp. 215—239.

12. Побегайло П. А., Крицкий Д. Ю., Гильманшина Т. Р. Износ элементов карьерных экскаваторов: анализ современного состояния проблемы // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2. — С. 64—74. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-20-64-74.

13. Якупов Д. Р., Иванова П. В., Иванов С. Л. Физическое моделирование сопротивления перемещению грузов по поверхности торфяного месторождения на стенде // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 5-1. — С. 117—129. DOI: 10. 25018/0236_1493_2021_51_0_117.

14. Дашко Р. Э., Власов Д. Ю., Пушина З. В., Утенкова Т. Г., Иванов С. Л. Многокомпонентный состав сапропелей как основа для совершенствования техники и технологии их дегидратации // Russian Journal of Earth Sciences. — 2023. — Т. 23. — № 2. — С. 1—13. DOI: 10.2205/2023ES000840.

15. Лебедев Д. И., Федоров М. В., Голиков Н. И., Тихонов Р. П., Винокуров Г. Г. Натурные испытания служебных характеристик наплавленной коронки рыхлителя бульдозера Komatsu D375A // Наука и образование. — 2016. — № 2. — С. 81—87.

16. Иванов С. Л., Иванова П. В., Кувшинкин С. Ю. Оценка наработки карьерных экскаваторов перспективного модельного ряда в реальных условиях эксплуатации // Записки Горного института. — 2020. — Т. 242. — С. 228—233. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.228.

17. Молдован Д. В., Чернобай В. И., Соколов С. Т., Баженова А. В. Конструктивные решения запирания продуктов взрыва во взрывной полости // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-2. — С. 5—17. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_5.

18. Герике Б. Л., Абрамов И. Л., Герике П. Б. Стратегия технического обслуживания горных машин по фактическому состоянию на основе методов вибродиагностики и неразрушающего контроля // Вестник КузГТУ. — 2008. — № 1 (65). — С. 11—14.

19. Юрченко В. В., Абильдин Д. Р., Сулейменов Н. Х. Системы обеспечения работоспособности карьерных экскаваторов // Научно-практические исследования. — 2020. — № 5-2 (28). — С. 216—224.

20. Hao Q., Xue Y., Shen W., Jones B., Zhu J. A decision support system for integrating corrective maintenance, preventive maintenance and condition-based maintenance / Proceedings of 2010 Construction Research Congress: Innovation for Reshaping Construction Practice. 2010, pp. 470—479. DOI: 10.1061/41109(373)47.

21. Грабский А. А., Сергеев В. Ю., Грабская Е. П. Обоснование выбора стратегии технического обслуживания и ремонтов карьерных экскаваторов // Уголь. — 2021. — № 2. — С. 14—17. DOI: 10.18796/0041-5790-2021-2-14-17.

22. Дрыгин М. Ю., Курышкин Н. П. Оценка уровня организации и эффективности применения системы планово-предупредительных ремонтов для экскаваторного парка Кузбасса // Горное оборудование и электромеханика. — 2020. — № 4. — С. 16—25.

23. Шибанов Д. А., Иванов С. Л., Емельянов А. А., Пумпур Е. В. Оценка показателей работоспособности карьерных экскаваторов в реальных условиях эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 10. — С. 86—94. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-86-94.

24. Никитин К. В., Артамошкин В. Н., Стеблин И. А. Мониторинг технического состояния экскаваторного парка на разрезах Кузбасса // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. — 2015. — № 11(1). — С. 188—192.

25. Сафрончук К. А., Князькина В. И., Иванов С. Л. Организация технического обслуживания и текущего ремонта горных машин в полевых условиях при помощи мобильных самоходных мастерских // Актуальные проблемы повышения эффективности и безопасности эксплуатации горно-шахтного и нефтепромыслового оборудования. — 2019. — Т. 1. — С. 82—86.

26. Shibanov D. A., Ivanov S. L., Safronchuk K. A., Knyazkina V. I. Adapting standard maintenance approaches for mining excavators to actual operating condition // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020, vol. 966, no. 1, article 0120138. DOI: 10.1088/ 1757-899X/966/1/012138.

27. Черняев И. О. О необходимости и механизме формирования систем технической эксплуатации автотранспортных средств на основе непрерывного контроля их технического состояния // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. — 2019. — № 57. — С. 167—172. DOI: 10.24411/2078-1318-2019-14167.

28. Liu Q., Ma L., Wang N., Chen A., Jiang Q. A condition-based maintenance model considering multiple maintenance effects on the dependent failure processes // Reliability Engineering and System Safety. 2022, vol. 220, article 108267. DOI: 10.1016/j.ress.2021.108267.

29. Cocconcelli M., Capelli L., Molano J. C. C., Borghi D. Development of a methodology for condition-based maintenance in a large-scale application field // Machines. 2018, vol. 6, no. 2, article 17. DOI: 10.3390/machines6020017.

30. Ильин М. А., Ильин П. А., Жирный А. В. Обоснование математической модели зависимости между диагностическим и структурным параметром метода диагностирования технического состояния шестеренного насоса силовых гидроприводов на основе теплового излучения // Известия международной академии аграрного образования. — 2018. — № 41(1). — С. 23—26.

31. Хабардин В. Н. Определение сроков технического обслуживания машины по результатам оценки и прогнозирования качества масла в двигателе // Актуальные вопросы аграрной науки. — 2021. — № 39. — С. 25—32.

32. Варнаков Д. В., Дидманидзе О. Н. Теоретические основы концепции технического сервиса машин по фактическому состоянию на основе оценки их параметрической надежности // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. — 2017. — № 2(57). — С. 67—71.

33. Черноиванов В. И., Денисов В. А., Катаев Ю. В., Соломашкин А. А. Новая стратегия технического обслуживания и ремонта машин // Техника и оборудование для села. — 2021. — № 9(291). — С. 33—36. DOI: 10.33267/2072-9642-2021-9-33-36.

34. Трухачев В. И., Дидманидзе О. Н., Девянин С. Н., Пуляев Н. Н. Оценка технического состояния машины по данным ее системы управления / Сборник трудов конференции «Чтения академика В.Н. Болтинского». — М., 2021. — С. 10—19.

35. Редреев Г. В., Болтовский С. Н. Использование диагностической информации для повышения эффективности эксплуатации зерноуборочных комбайнов // Вестник Омского государственного аграрного университета. — 2018. — № 4(32). — С. 85—92.

36. Сергеев В. Ю. Оценка эффективности внедрения системы фирменного сервисного обслуживания горного оборудования как долгосрочного инвестиционного проекта // Горная промышленность. — 2010. — № 1(89). — С. 34—37.

37. Syasko V., Nikazov A. Research and development of metrological assurance elements for Leeb hardness measurements // Inventions. 2021, vol. 6. DOI: 10.3390/inventions604 0086.

38. Umanskii A., Gogolinskii K., Syasko V., Golev A. Modification of the Leeb impact device for measuring hardness by the dynamic instrumented indentation method // Inventions. 2022, vol. 7, no. 1, article 0029. DOI: 10.3390/inventions7010029.

39. Сучков Г. М., Хомяк Ю. В. Повышение возможностей вихретокового контроля поверхности непрерывно-литых слябов из ферромагнитных сталей // Дефектоскопия. — 2013. — № 1. — С. 78—83.

40. Чистякова А. В., Орлов В. А., Чухин В. А. Диагностика технического состояния металлических трубопроводов // Природообустройство. — 2016. — № 2. — С. 48—54.

41. Попов Д. А., Патюков С. С. Особенности условий эксплуатации рабочих органов строительно-дорожных машин и факторы, влияющие на их ресурс // Воронежский научно-технический вестник. — 2015. — № 1(11). — С. 85—94.

42. Звонарев И. Е., Иванов С. Л., Шишлянников Д. И., Фокин А. С. Исследования поверхностной твердости металла в областях повышенного износа и разрушения деталей горных машин // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. — 2014. — № 11. — С. 67—76.

43. Gonchar A. V., Klyushnikov V. A., Mishakin V. V., Anosov M. S. Ultrasonic and eddycurrent fatigue monitoring of austenitic steel welded joints // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2021, vol. 57, no. 7, pp. 570—578. DOI: 10.1134/S1061830921090126.

44. Потапов А. И. Сясько В. А. Неразрушающие методы и средства контроля толщины покрытий и изделий: научное, методическое и справочное пособие. — СПб., 2009. — 904 с.

45. Gromyka D. S., Gogolinskiy K. V. Method of State and Residual Resource Assessment of Excavator Bucket Tooth Caps // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022, vol. 58, no. 5. pp. 381—390. DOI: 10.1134/S1061830922050035.

46. Gogolinskii K. V., Syasko V. A., Umanskii A. S., Nikazov A. A., Bobkova T. I. Mechanical properties measurements with portable hardness testers: advantages, limitations, prospects // Journal of Physics Conference Series. 2019, vol. 1384, no. 1, article 012012. DOI: 10.1088/1742-6596/1384/1/012012.

47. Вихретоковый дефектоскоп: [Электронный ресурс] // Константа URL: con stanta.ru/catalog/vikhretokovye_defektoskopy_preobrazovateli_kontrolnye_obraztsy (дата обращения: 24.12.2021).

48. Михайлов А. В., Казаков Ю. А., Гарифуллин Д. Р., Короткова О. Ю., Агагена А. Анализ структуры мобильного комплекса для добычи органогенного сырья карьерным способом // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6-1. — С. 317—330. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_317.