Введение

При отработке карьеров автомобильный транспорт был и остается основным видом транспорта, обеспечивающим ведение горных работ. Техническое состояние каждого самосвала является фактором, определяющим эффективность его работы и соответственно эффективность работы и экономические показатели предприятия в целом.

Согласно требованиям п.5 статьи 7 Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 N 116-ФЗ (ред. от 04.03.2013) технические устройства, применяемые на опасном производственном объекте, в процессе эксплуатации подлежат экспертизе промышленной безопасности в порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти в области промышленной безопасности, если иная форма оценки соответствия таких технических устройств обязательным требованиям к ним не установлена техническими регламентами.

Специалистами в области Промышленной безопасности в рамках экспертизы промышленной безопасности (далее – ЭПБ) опасных производственных объектов (далее – ОПО) в период с 2008 г. по 2014 г. были обследованы карьерные самосвалы с истекшим нормативным сроком эксплуатации. В объеме ЭПБ проводилось техническое диагностирование самосвалов с применение методов неразрушающего контроля. Техническое диагностирование самосвалов производилось ежегодно, что позволило отслеживать динамику и повторяемость дефектов.

Особое внимание уделялось состоянию рам самосвалов, как к наиболее ответственным элементам конструкции самосвала.

Рама является основной несущей конструкцией самосвала. Состояние рамы во многом определяет общее техническое состояние автомобиля. Рамы современных карьерных автосамосвалов представляют собой высоконагруженные несущие конструкции, к которым предъявляются повышенные требования надежности. Систематически возникающие случаи трещинообразования могут привести к разрушениям рам и имеют своим следствием значительные материальные потери как из-за снижения объемов транспортирования полезного ископаемого, так и из-за большой стоимости ремонта крупногабаритных узлов и конструкций. Таким образом, рамы карьерных автосамосвалов необходимо рассматривать как конструкции повышенной ответственности, методы диагностики которых следует совершенствовать для обеспечения надежности и повышения эффективности эксплуатации машин в целом, исключения тяжелых повреждений и разрушений.

В связи с этим актуальным является анализ и систематизация повреждений рам карьерных самосвалов, эксплуатируемых на предприятиях горнодобывающей промышленности для своевременного выявления возникающих в них дефектов и проведения последующего ремонта.

В данной статье проанализированы результаты технического диагностирования карьерных самосвалов, эксплуатируемых на открытых горных работах, которое проводили специалисты в объеме ЭПБ, и обозначены на схемах рам самосвалов зоны появления наиболее часто встречающихся дефектов.

Данная работа может быть полезна при проведении обследования рам карьерных самосвалов.

За период с 2008 по 2014 г.г. ЭПБ прошли более 35 карьерных самосвалов следующих моделей:

• самосвалы EUCLID R170 производства фирмы Euclid- Hitachi Heavy Ecuipment inc, Япония 1998÷2001 г.в.;
• самосвалы Caterpillar 785С производства фирмы Caterpillar, США 2002÷2007 г.в.;
• самосвалы БелАЗ 75131 производства ПО «БелАЗ», Беларусь 2004÷2007 г.в.

Краткая техническая характеристика карьерных самосвалов, прошедших ЭПБ приведена в таблице 1.

Таблица 1 – Техническая характеристика карьерных самосвалов

Условия эксплуатации карьерных самосвалов приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Условия эксплуатации карьерных самосвалов

Обнаруженные в ходе проведения ЭПБ самосвалов дефекты рам анализировались и систематизировались, что позволило определить участки рам самосвалов с наиболее часто повторяющимися дефектами.

Результаты представлены в таблицах 3 – 8 и на рисунках 1 – 3.

Таблица 3 – Распределение дефектов металлоконструкции рамы самосвалов EUCLID R170

Таблица 4 – Характерные дефекты рамы карьерного самосвала EUCLID R170

Рисунок 1. Рама автосамосвала Юклид Р-170. Зоны металлоконструкции с наиболее часто повторяющимися дефектами

Таблица 5 – Распределение дефектов металлоконструкции рамы самосвалов Caterpillar 785С

Таблица 6 – Характерные дефекты рамы карьерного самосвала Caterpillar 785С

Рисунок 2. Рама автосамосвала Caterpillar 785. Зоны металлоконструкции с наиболее часто повторяющимися дефектами

Таблица 7 – Распределение дефектов металлоконструкции рамы самосвалов БелАЗ 75131 ОАО «Карельский окатыш»

Таблица 8 – Характерные дефекты рамы карьерного самосвала БелАЗ 75131

Рисунок 3. Рама автосамосвала БелАЗ 75131. Зоны металлоконструкции с наиболее часто повторяющимися дефектами

Выводы

В результате анализа характерных дефектов, выявленных в процессе технического диагностирования рам карьерных самосвалов, можно сделать следующие выводы.

В настоящее время карьерные автосамосвалы вырабатывают свой ресурс на 80÷90%. При этом автосамосвалы БелАЗ 75131, будучи сравнимыми с EUCLID R170 и Caterpillar 785С по грузоподъемности и производительности, несколько уступают им по надежности. Как показывают эксплуатационные наблюдения первые трещины на рамах самосвалов БелАЗ 75131 обычно наблюдаются после пробега 100÷200 тысяч километров в зависимости от условий эксплуатации. Трещины на рамах самосвалов Caterpillar 785С образовываются после 200÷300 тыс. км., а на рамах самосвалов EUCLID после 300÷400 тыс. км.

Количество дефектов рам карьерных самосвалов и их повторяемость закономерно уменьшаются с увеличением срока эксплуатации техники.

Зависимость количества и вида дефектов рамы самосвала от величины его наработки (пробега) показывает, что на образование дефектов имеет влияние не только наработка, а и ряд других факторов, таких как условия и жесткость эксплуатации, целесообразность и качество проведения ремонтов или замены узлов и агрегатов и др.

Каждый конкретный самосвал имеет свою динамику изменения технического состояния, что диктует необходимость индивидуального подхода к его ремонту в течение срока его службы с целью наибольшего продления этого срока.

Рекомендации

Для обеспечения длительной и безотказной работы несущих конструкций самосвалов необходимо соблюдать правила их эксплуатации. Не допускать перегруза самосвала, использовать дорожное полотно с характеристиками, согласно требований эксплуатационной документации. В процессе эксплуатации самосвала периодически проводить контроль технического состояния рамы.

Для получения качественного сварного соединения при ремонте важное значение имеет качество применяемых электродов и подготовка поверхностей к сварке.

Перед проверкой технического состояния рамы самосвал необходимо вымыть водой или паром под высоким давлением, установить на хорошо освещенную площадку. Это обеспечит осмотр и поиск повреждений. Многие трещины легко заметить на чистом металле, иногда можно прибегнуть к помощи красителя. Можно для поиска трещин воспользоваться методом незначительного прогрева (до 300⁰С) предполагаемого участка с помощью газовой гарелки. При этом трещина расширится. Данный метод позволит также определить, является ли предполагаемый дефект трещиной или небольшой царапиной. При осмотре следует обращать особое внимание на состояние кронштейнов и мест их приварки, поскольку они являются наиболее нагруженными и наиболее ответственными участками конструкции. Следует проверить состояние сварных швов. Трещины обычно появляются в местах, находящихся под действием растягивающих напряжений. Местонахождение таких участков показано на рис. 1-3. Трещины, как правило, увеличиваются, если самосвал продолжает оставаться в работе. Поэтому, наиболее предпочтительным является ремонт на начальных стадиях образования трещин. Если все же после обнаружения трещины самосвал не может быть поставлен на ремонт, следует применить метод «остановочного сверления», который состоит в следующем: определите конечные точки трещины и просверлите там отверстия. Это уменьшит величину напряжения на концы трещины и временно остановит ее увеличение.

1. Проскуряков В.Б. Динамика и прочность рам и корпусов транспортных машин. Л.: Машиностроение, 1972. – 232 с.
2. Васильев М.В., Смирнов В.П., Кулешов А.А. Эксплуатация карьерного автотранспорта. – М.: Недра, 1979. – 280 с.
3. Характерные разрушения деталей машин и металлоконструкций (Рекомендации по ремонту и предотвращению разрушения) / Под ред. А.М.Ишкова. Якутск: ЯФ СО АН СССР, 1988. – 40 с.
4. Казарез А.А., Кулешов А.А. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией. М.: Недра, 1988. – 264 с.
5. Циперфин И.М. Автомобильный карьерный транспорт. М.: Недра, 1992. -196 с.
6. Зырянов И.В. Совершенствование технического обслуживания карьерных самосвалов грузоподъемностью 110 – 136 т / И.В. Зырянов, С.Ф. Пацианский // Горный журнал. – 1999. – №7. – С. 66-68.
7. Прочность, ресурс и безопасность машин и конструкций / Под ред. Н.А.Махутова, М.М.Гаденина. М.: ИМАШ РАН, 2000. – 528 с.
8. Карьерный автотранспорт: состояние и перспективы / П.Л. Мариев, А.А. Кулешов, А.Н. Егоров, И.В. Зырянов – Спб.: Наука, 2004. – 429 с.

Все статьи автора «e.stadnyuk»