В настоящее время на угольных разрезах Кузбасса эксплуатируется большое количество экскаваторов, отработавших нормативный срок службы. В процессе эксплуатации неизбежно возникают поломки и повреждения элементов оборудования.
По результатам хронометражных наблюдений на предприятиях ЗАО «Русский уголь» установлено, что приблизительно 40% рабочего времени (или от Кисп) экскаваторы ЭКГ работают с нарушением паспорта оборудования, т.е работают с превышением угла рабочей площадки. Разработка данным способом экономически выгодна, но короткое время (отставание вскрышных работ от добычных)
Анализ справок внутрисменных простоев за 2004-2006 гг. на предприятиях ОАО «УК Кузбассразрезуголь» установлено, что по причине аварийных отказов и поломок опорно-поворотного устройства оборудование простаивает большое количество времени. Среднее время восстановления в 2006 году составило приблизительно 48 часов. Также ремонт требует значительных материальных затрат на восстановление и монтажные операции (подъём машины стоит 90 тыс. рублей).
За многолетний опыт проведения экспертного обследования оборудования ОАО «УК Кузбассразрезуголь» отработавшего нормативы, установлено, что контроль элементов опорно-поворотного устройства, в частности, центральной цапфы проводится редко, по причине сложности контроля, недостатка времени на техническое обслуживание. В настоящее время в нормативной документации на неразрушающий контроль металлоконструкций отсутствует методика контроля металлоконструкции центральной цапфы различными методами, а также подходы по оценке технического состояния перед установкой т.е. нет входного контроля.
Анализ литературных источников также установил, что немногие учёные занимались проблемами опорно-поворотных устройств экскаваторов ЭКГ. В нормативной документации завода-изготовителя отсутствует параметр «глубина черпания ниже уровня установки», что также актуально для определения технологических параметров ЭКГ.
Цель работы: на основании обоснованных типов технического состояния разработать методику оценки технического состояния элементов ОПУ (центральной цапфы) на всех стадиях эксплуатации экскаватора, т.е. перед установкой (входной контроль), собственно при эксплуатации (ультразвуковой контроль), а также рассчитать долговечность или остаточный ресурс до замены (ремонта) (расчёт межремонтного периода). Применение разработанной методики позволит с учётом внешних факторов, таких как отгрузка горной взорванной массы) при условии установки на площадке с превышением допустимого угла наклона (20) круглогодично т.е. при воздействии низких температур на горную массы (смерзаемость) и на конструктивные материалы ОПУ (трещиностойкость). Также является необходимостью применение методов тензометрии для определения уровней фактических нагрузок возникающих в металлоконструкциях. Подтверждение полученных результатов проводит с помощью конечно-элементного моделирования (методом конечных элементов) центральной цапфы. Как выход работы можно рассчитать оптимальные размеры элементов опорно-поворотного устройства.