ВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ О РЕСУРСЕ ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ ХЕМОТРОННЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ ИНФОРМАЦИИ

МОСКВА

1978

.Министерство угольной промышленности СССР

Академия наук СССР

Ордена Трудового Красного Знамени Институт горного дела им. А. А. Скочинского

Сектор    Утверждена

хемотронноЛ техники    начальником

Энергомеханического управления Минуглепрома СССР В. Г. СИДОРОВИЧЕА\ 22 декабря 1977 г.

ВРЕМЕННАЯ МЕТОДИКА СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ О РЕСУРСЕ ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ ХЕМОТРОННЫМИ КОНЦЕНТРАТОРАМИ ИНФОРМАЦИИ

Москва

1978

3.17* Уровень доверительной вероятности J3 , согласно ГОСТ 17510-72, выбирается равным 0,8; 0,9; 0,95 или 0,99. Для серийных изделий значениеуэ следует выбирать в пределах 0,80-0,95.

3.18.    При сочетании поэлементной и комплексной проверки ресурса очистных комбайнов, выполняемой путем одновременных или последовательных испытаний деталей, сборочных единиц и комбайнов в целом, точность оценок следует выбирать наибольшей для деталей, меньшей для сборочных единиц и еще меньшей для комбайна в целом.

Выбранная точность оценок ресурса при прочих равных условиях оказывает решающее влияние на число объектов, требуемых для наблюдений. С повышением требуемой точности оценок необходимое число изделий резко возрастает.

3.19.    Если закон распределения до проведения наблюдений предполагается известным, то выбор минимального числа объектов наблюдений производят с помощью номограмм 1-8, приведенных в приложении 2 (по данным HATH).

3.20.    При неизвестном виде закона распределения для определения минимального числа объектов наблюдений используют непара-метрический метод, рекомендуемый ГОСТом 17510-72 (п.4.6-4.6.4).

3.21.    Если по результатам наблюдений получен коэффициент вариации меньший или равный заданному, то наблюдения прекращаются. Если же коэффициент вариации больше заданного, то точность недостаточна и необходимо провести дополнительные наблюдения.

3.22.    Данные об эксплуатационной нагруженности очистных комбайнов получают с помощью концентраторов информации. Показания регистраторов снимают один раз в неделю и заносят в "Журнал регистрации показаний концентраторов информации" (приложение 3;.

3.23.    Запись показаний концентраторов информации ведут регулярно на протяжении всего периода наблюдений.

4. MET0JWKA ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

4.Х. Всю необходимую информацию, содержащуюся в используемых источниках, следует перенести в формы-накопители, приведенные в приложении 4.

4.2. Формы-накопители составляются отдельно для новых очистных комбайнов и комбайнов, бывших в капитальном ремонте.

10

4.3* Эквивалентное время работы сборочных единиц £ определяют с помощью множественного регрессионного анализа по данным формы 3, Это время работы является функцией эксплуатационной на-груженности.

4.4.    Обработку статистической информации рекомендуется производить на ЭЦВМ.

4.5.    Метода обработки статистических данных для оценки показателей надежности с использованием ЭЦВМ изложены в "Методике статнстичеокой обработки информации о надежности технических изделий на ЭЦВМ" (М., изд. стандартов, 1974).

4.6.    Укрупненная блок-схема алгоритма обработки статистических выборок представлена на рис. 2.

Рис. 2. Блок-схема алгоритма

4.7. Показатели наработки сборочных единиц очистных комбайнов и характеристики законов распределения заносят в форму 4 приложения 4.

II

4.8. По полученным данным о ресурсах (наработках) деталей (сборочных единиц), заменяемых как в плановом порядке, так и при устранении отказов, устанавливаются фактические ресурсы (наработки) одноименных деталей (сборочных единиц), необходимые дня последующей корректировки периодичности работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту с применением нарядов-рапортов.

Приложение I

КОНЦЕНТРАТОР ИНФОРМАЦИИ КИН-1

Разработанный ИГД им. А.Л.Скочинского хемотрошшй концентратор информации КИН-1 предназначен для контроля продолжительности работы горной машины на установленных уровнях нагрузки, т.е. выполнения функции обработки и сохранения информации об эксплуатационной нагруженности горной машиш.

Концентратор КИИ-1 (рис. I) состоит из трех блоков: датчика нагрузки, анализатора и регистратора. Датчик нагрузки содержит два соосно размещенных тороидального трансформатора, один из которых является преобразователем ток-напряжение, а второй используется для питания анализатора. Через датчик нагрузки проходит фаза силового кабеля, питающего электродвигатель горной машины. Электрический сигнал,напряжение которого является линейной функцией тока двигателя, поступает со вторичной обмотки преобразователя ток-напряжение на вход анализатора.

Второй блок представляет собой дифференциальный амплитудный анализатор, выполненный на интегральных микросхемах и содержащий четыре канала по числу установленных уровней нагрузки горной машины. На крышке корпуса анализатора укреплен разъем для установки регистратора.

На лицевой стороне регистратора (рис. 2) расположено четыре шкалы с ртутными электрохимическими интеграторами, выполняющими функции накопления и сохранения информации о продолжительности работы горной машины с установленными уровнями нагрузки.

Каждый концентратор КИН-1 должен комплектоваться двумя регистраторами.

Концентратор КИН-I регистрирует следующие величины времени работы комбайна: шкала I - с уровнем нагрузки по току до 0,8 от номинальной, шкала II - с уровнем нагрузки по току 0,8-1,2 от номинальной, шкала Ш - с уровнем нагрузки по току 1,2-1,6 от номинальной, шкала 1У - с уровнем нагрузки по току более 1,6 от номинальной. При этом диапазон измерения находится в пределах 5-150 ч.

Концентратор КИН-I обеспечивает контроль продолжительности работы горных машин при номинальных мощностях электродвигателей от 75 до 160 *Вт.

13

Pic. I. Концентрвтop ни}орлацил КИН-I

so
/	ЯР5	■	1
2	ЬиМмЬшЫ
S	ТГТЧ'ТГЩ		§	>
4	<? 50 '<* 'А			с
ч__	КИН-1	J		L
	fUUUUUll	г
'		1

Pic. 2. Регистратор

Техническая характеристика

Допустимая относительная погрешность регистрации времени работы машины о установленными уровнями нагрузки, не более, %............ НО

Диапазон рабочих температур, °С ....... -5+60

Основные размеры, мм:

датчика нагрузки ............. 110x80x54

анализатора ....... 140x140x100

регистратора ............... 110x92x30

Масса, кг:

датчика нагрузки ............. 0,8

анализатора .......... 0,7

регистратора......... 0,2

Хемотроыные концентраторы информации КИН-1 монтируются внутри станции MCB-I (рис. 3). Датчик нагрузки укрепляется на жиле кабеля, проходящей от контактора к трансформатору тока.

15

Методика регламентирует организацию сбора и обработки статистических данных о ресурсе очистных комбайнов череэ их эксплуатационную нагруженность с помощью хемотронных концентраторов Еяфорг.'лцин.

Методика разработана под общим научным руководством чл.-корр. АН СССР А. В. До Кукина кадд.техн.ндук Н.м.Ийшрьяном, инх. А.Й.Лепихошм, канд.техн.наук В.Ш.Френкелем (ИГД имени А.А.Скочинского), гл. Механиком Энергомехшшческого управления Е.В.Денисенхо (Минуглепром СССР), канд.техн.наук А.Е.Та-раоенко, инк. В.П.Батурой (донУШ).

Методика предназначена для работников энергомехаяичеоких служб производственных объединений Минуглепрсма СССР.

© Институт горного дела им. А. А. Скочинского (ИГД им. А. А. Скочинского), 1978

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение конструктивной сложности, металлоемкости и энерговооруженности горношахтного оборудования влечет за собой усложнение и рост объемов работ по техническому обслуживанию и ремонту машин, рост потерь добычи угля в забое на единицу времени проотоев оборудования. Поэтому важнейшей проблемой эксплуатации забойных машин становится установление научно обоснованных сроков их технического обслуживания.

В ряде отраслей народного хозяйства периодичность технического обслуживания .устанавливается либо непосредственно по выявленным критериям предельного состояния машины (например, по степени износа базовых деталей,привелоиной величине люфтов, степени загрязнения масла), либо косвенно по принятым показателям наработки машины на отказ, достаточно точно, характеризующим ее предельное состояние (например, по моточасам работы, тонно-километрам пробега, потребленной электроэнергии).

Специфические тяжелые режимы работы горной техники, обусловленные нестационарным динамическим характером нагрузок, взрывоопасностью, запыленностью и агрессивностью окружающей среды и другими неблагоприятными факторами, вызывают дополнительные трудности при решении рассматриваемой проблемы.

Принятый и действующий в настоящее время принцип определения межремонтных периодов по объему добычи и календарным срокам следует пересмотреть, так как он не отражает фактического состояния машин. Анализ статистических данных показывает, что однотипные машины при одной и той же степени износа зачастую отличаются на порядок по объему добытого угля и времени работы. Очевидно, что преждевременная выдача в ремонт еще способных к производительной безаварийной работе дорогостоящих забойных машин также экономически невыгодна, как и продолжение эксплуатации выработавших свой ресурс машин. В последнем случае машина работает с понижен-

3

ной производительностью, а лава вынуждена простаивать из-за частых неполадок машины.

Тщательный анализ литературных источников, а также комплеко научно-исследовательских и экспериментальных работ по статистической динамике горных машин убедительно показывает, что хотя накопление усталостных повреждений и износ деталей машин происходит по весьма сложным и в ряде случаев неустановленным еще законам, в целом контроль за отработкой ресурса очистных комбайнов следует вести по фактическим нагрузочным графикам.

С этой целью ИГД им. А.А.Скочинского разрабатывается новый класс контрольно-измерительной и анализирующей аппаратуры - хе-мотронные концентраторы информации, которые должны обеспечить получение информации о режимах работы и эксплуатационной нагруженное ти горных машин, в частности в виде нагрузочных графиков.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Настоящая методика регламентирует организацию сбора и обработки статистических данных о ресурсе серийных очистных комбайнов по эксплуатационной нагруженности.

1.2.    Ресурс комбайна в целом определяется ресурсом его сборочных единиц и деталей.

1.3.    Методику рекомендуется применять также при испытаниях на надежность опытных образцов очистных комбайнов в условиях эксплуатации.

1.4.    Целью настоящей методики является:

определение фактических значений ресурсов очистных комбайнов по эксплуатационной нагруженности;

сравнение полученных фактических значений ресурсов очистных комбайнов с принятыми нормативными показателями по критерию наименьшего коэффициента вариации.

1.5.    Первичный учет, проводимый тахтами по формам технической и учетно-контрольной документации, установленным директивными документами Минуглепрома СССР, используется в сиотеме сбора и обработки информации о ресурсе очистных комбайнов.

1.6.    Объектом наблюдения являются очистные комбайны.

1.7.    Для сравнения очистных комбайнов по ресурсу принята общая единица наработки - эквивалентное время работы.

1.8.    Эквивалентное время работы Т определяется по формуле

2.2.3.    Расход запасных частей при устранена отказов, состав и периодичность работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту получают из нарядов-рапортов (формы Jfr Ш6.23,£ Ш6.24 и » т.25).

2.2.4.    При сборе информации о ресурсах (наработках) деталей и сборочных единиц очистных комбайнов составляется перечень деталей, устранение отказов которых в условиях эксплуатации невозможно (ПТЭ, ПБ и т.д.) и наработка на отказ которых в этом случае является наработкой на отказ соответствующей сборочной единицы.

2.2.5.    При проведении плановых работ в лавах по техническому обслуживанию и текущему ремонту должны фиксироваться фактические наработки (ресурсы) деталей и сборочных единиц, заменяемых в плановом порядке в соответствии с нарядами-рапортами.

2.2.6.    Данные об эквивалентном времени работы получают о помощью установленных в магнитных станциях MCB-I концентраторов информации. Техническая характеристика изготовленного экспериментальным заводом ИГД им. А.А.Скочинского концентратора информации КИН-1, а также указания по монтажу его в станциях управления MCB-I содержатся в приложении I.

2.2.7.    Для получения достоверных, объективных и полных сведений о наработке на отказ сборочных единиц необходимо комплексное использование указанных источников и методов получения информации.

3. ПЛАНИРОВАНИЕ НАБЛЮДЕНИЙ

3.1.    Планирование наблюдений должно включать в себя выбор номенклатуры объектов наблюдений, условий проведения наблюдения, определение необходимого количества объектов и объема наблюдений.

3.2.    Наблюдения рекомендуется проводить по плану {Л/, /в, г), предусмотренному ГОСТом 17510-72.

3.3.    Наблюдения проводятся над А/ однотипными объектами (например, сборочными единицами очистных комбайнов^. Наблюдения начинаются с момента ввода очистного комбайна в работу и до его выдачи в капитальный ремонт. При наблюдениях фиксируются моменты установки и отказов каждой сборочной единицы.

6

рассеивание ресурсов капитально отремонтированных сборочных единиц обычно значительно превышает рассеивание ресурсов таких хе сборочных единиц до первого капитального ремонта;

коэффициент вариации ресурсов зависит от эксплуатационной нагруженности, поэтому в случае облегченных режимов эксплуатации следует задаваться большим коэффициентом вариации.

3.8. При отсутствии аналогов предварительный выбор величины коэффициента ^ можно произвести по данным Научно-исследовательского автотракторного института - HATH (табл. 2).

Таблица 2

Вид разрушения Коэффициент вариации ресурсов Износ 0.3 Усталость при изгибе и кручении Контактная усталость: 0.4 подшипники качения 0.7 прочив детали 0.5 Комплексное разрушение (сочетание износа, усталости, коррозии) 0,3-0,4

3.9.    Наличие информации о законе распределения позволяет сократить число изделий, необходимое для определения ресурса о заданной степенью достоверности.

3.10.    Закон распределения отказов сборочных единиц до проведения наблюдений выбирается исходи из физики отказов, особенностей условий эксплуатации, опыта технического обслуживания гор-ношахтного оборудования, т.е. на основании априорной информации, аналогий и логических соображений.

3.11.    Нормальный закон распределения о функцией плотности вероятности

/

имеет место, когда сочетается большое число факторов, мало зависящих друг от друга, и когда ни один из факторов, вызывающих процесс разрушения, не является определяющим. В тех случаях.

8

когда целью является оценка среднего ресурса , а коэффициент вариации 1?^ 0,5, обычно используют нормальное распределение. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров нормального распределения изложены в ГОСТе 11.004-74.

3.12. Логари^мически-нормальный закон распределения (усеченный для t ^ 0). с плотностью распределения

-вд,//

имеет место, если повреждения возникают в результате усталости или износа и коэффициент вариации при этом приблизительно равен I.

3.13.    Распределение Вейбулла применяется к исследованиям усталостной прочности в так называемой модели "слабого звена". Плотность распределения имеет вид

^а при ^

где гг - параметры закона распределения.

При планировании наблюдений распределение Вейбулла принимают при оценке наработки на отказ (ресурса) силового электрооборудования. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров распределения Вейбулла приведены в ГОСТе 11007-75.

3.14.    С изменением свойств объектов наблюдения (обусловленным, например, изменением технологии изготовления либо ремонтом) может измениться как вид распределения, так и его параметры. Поэтому, располагая (на основании данных предшествующих наблюдений) сведениями о закономерностях распределения ресурсов, следует проанализировать возможность использования этих данных применительно к конкретному случаю.

3.15.    Точность оценки показателей ресурса характеризуется уровнем доверительной вероятности уз и относительной погрешностью S. Основой выбора точности оценок являются соображения о технико-экономических последствиях ошибки в оценке ресурса и реальных возможностях организации испытаний.

3.16.    Величину средней относительной погрешности S' выбирают, руководствуясь ГОСТом 17510-72. Для горношахтного оборудования принимают обычно^ 0,1-0,2.

9