Влияние условий Севера на эксплуатацию машин и механизмов

Для 10 раздела курсовика ГД

Эксплуатация карьерного автотранспорта в условиях Севера

Влияние условий Севера на эксплуатацию машин и механизмов

На территории Крайнего Севера и приравненных к нему райо­нов расположена значительная часть горнодобывающих предпри­ятий с открытым способом добычи полезных ископаемых, на кото­рых используют карьерный автотранспорт.

Горнотранспортное оборудование эксплуатируется на карьерах Крайнего Севера в суровых природно-климатических условиях, где продолжительность зимнего периода превышает 200 суток, а в высоких широтах — 300 суток. Для этих районов характерны резкие колебания давле­ния воздуха, сильные ветры, мощный снеговой покров в течение 8—9 месяцев. Резкие перепады температуры в течение суток (на 25—30³С), высокая относительная влажность воздуха и возника­ющие в связи с этим сильные туманы при температурах ниже —40°С, интенсивное образование изморози, характерное для мно­гих районов с холодным климатом, также затрудняют эксплуата­цию техники. На работу землеройных и транспортных машин в значительной мере влияют грунтовые условия. Для районов Севе­ра¹ характерна большая глубина сезонного промерзания грунтов (до 3 м) или вечная мерзлота. Климатические условия влияют как на ра­ботоспособность и надежность машин, так и на производительность труда обслуживающего персонала.

При низких температурах значительно ухудшаются надежность и производительность экскаваторов и автосамосвалов в результате увеличения теплоотдачи двигателей, хладоломкости металла, ох­лаждения агрегатов и узлов. Повышенная влажность воздуха влияет на работу электрооборудования, пневмосистем и гидросистем. Влага, конденсируясь в топливных баках и трубопроводах, приво­дит к появлению ледяных пробок.

С понижением температуры резко ухудшаются условия запуска двигателей, затрудняется работа топливной аппаратуры из-за загустевания и парафинизации дизельного топлива. Увеличение вяз­кости моторных масел вызывает повышенный износ деталей шатунно-поршневой группы. Пуск холодного двигателя способствует аварийному износу вкладышей коленчатого вала. За счет поступ­ления в цилиндры двигателя холодного воздуха увеличивается на­полнение цилиндров, возрастает избыток воздуха, ухудшается сме­сеобразование и затрудняется самовоспламенение рабочей смеси. Понижение температуры охлаждающей жидкости и масла увели­чивает износ двигателя в 2—2,5 раза.

Особенно возрастает число отказов работы гидросистем. Нор­мальная работа гидравлической аппаратуры обеспечивается при температуре рабочей жидкости не ниже 20°С, при которой вяз кость рабочей жидкости (масла) находится в допустимых преде­лах. При повышении вязкости нарушается работа золотников и другой управляющей аппаратуры, снижается подача насосов, за­паздывает срабатывание предохранительных клапанов, может произойти заедание золотников, ведущее к аварии машины.

На работу гидросистем зимой сильно влияет потеря эластично­сти и хладоломкость резиновых изделий — уплотнений и шлангов. Поэтому следует очищать штоки гидроцилиндров от льда и грязи, закрывать их брезентовыми шлангами, включать рабочие органы после прогрева масла, в гидросистеме.

Шины обычного исполнения (при температуре ниже —50°С) в случае наезда автомобиля на камень или неровность дороги могут полностью разрушиться. После стоянки автомобиля при таких низ­ких температурах на обледенелой дороге и в начале его движения из шины в ряде случаев вырываются куски протектора. Высокая степень абразивности карьерных дорог снижает срок службы шин в 2—3 раза.

У машин, специально предназначенных для работы в северных условиях, манжеты, сальники, уплотнительные кольца и другие резинотехнические изделия должны изготавливаться из морозо­стойкой резины, работоспособность которой обеспечивается до тем­пературы —60°С.

Основная причина отказов пневматических систем зимой — за­мерзание конденсата, образование вследствие этого ледяных про­бок в трубопроводах, примерзание золотников и штоков. Для иск­лючения этих явлений необходимо в сильные морозы 2—3 раза в смену спускать конденсат и масло из ресиверов и охладителя. Места, где обнаружены ледяные пробки, следует подогревать бес­пламенным способом.

При эксплуатации экскаваторов и дизель-электрических авто­самосвалов в условиях Крайнего Севера чаще происходит отказы электрооборудования. Одна из причин этого — заиндевение и пос­ледующее обледенение коллекторов, контактных колец и подвиж­ных контактов пускателей и контроллеров, заклинивание щеток в щеткодержателях, наблюдающиеся при повышенной влажности воздуха. При понижении температуры обмоток электрических ма­шин снижается их сопротивление.

При попадании снега и влаги внутрь шкафов с пускорегулирующей аппаратурой может возникнуть короткое замыкание. Поэто­му при подготовке электрооборудования к зимней эксплуатации необходимо герметизировать шкафы управления, защищать элект­родвигатели от попадания снега и влаги, чаще осматривать коллек­торы и щетки для удаления с них льда и инея, протирать коллек­торы спиртом, проверять перемещение щеток в щеткодержателях.

В холодное время ухудшается работа аккумуляторных батарей. Понижение температуры электролита на 1°С уменьшает емкость батареи на 1—2%. При —30°С аккумуляторы практически не принимают зарядку. В то же время продолжительность включения электростартера и потребление тока зимой увеличиваются, что ускоряет разряд батарей. При разряде в порах пластин образуем вода, что снижает плотность электролита и повышает температуру его застывания примерно до —10°С. Застывание электролита вызывает разрушение аккумуляторных батарей — выпадает активная масса пластин и разрываются банки. Зимой можно разряжать батареи не более чем на 25% номинальной емкости. Для нормальной работы батарей их утепляют или обогревают. Кроме того, на зимний период повышают плотность электролита.

Повышенная жесткость грунтовых дорог в зимнее время в сочетании с низкими температурами приводит к увеличению поломок рам автомобилей, увеличивает нагрузку на детали подвески.

При работе на глубоких карьерах Севера из-за повышенно расхода топлива и менее полного сгорания его вследствие низких температур воздуха автомобили выделяют больше токсичных газов. При отсутствии ветра и морозах в таком карьере образуете плотное облако газов. В связи с этим для работы в глубоких карьерах Севера целесообразно использовать автосамосвалы, снабженные нейтрализаторами выхлопных газов.

Суровые климатические условия влияют не только на надежность и работоспособность машин, но и на производительность труда машинистов экскаваторов и бульдозеров, водителей автосамосвалов, персонала ремонтных рабочих. Чтобы частично нейтрализовать вредное воздействие сурового климата, необходимо рационально планировать режим труда и отдыха водителей, улучшено оборудование тех автосамосвалов, которые не приспособлены работе в северных условиях.

Большое количество осадков и частые туманы затрудняют оперативное управление движением автосамосвалов при помощи световой сигнализации (табло) на дорогах карьера. В связи с эти целесообразно оборудовать автосамосвалы и экскаваторы радиосвязью, с помощью которой диспетчер карьера будет давать указания водителям и машинистам, а они, в свою очередь, в случае необходимости вызывать аварийную техническую помощь. Наиболее эффективны в условиях Севера автоматизированные системы оперативного управления работой экскаваторно-автомобильного комплекса.

Эффективность эксплуатации карьерного автотранспорта в условиях Севера во многом зависит от состояния автомобильных дорог. Дороги характеризуются большим числом съездов, значительными уклонами и большой протяженностью кривых, составляюще-30—35% от общей их протяженности. Это усложняет условия движения автосамосвалов, особенно при плохой видимости и гололеде. Для безопасного движения автосамосвалов на дорогах Севера предельно допустимые уклоны 7—8%. Особое значение имеет своевременная очистка дорог от снега, перемещение его в сторону борта карьера и вывоз в специальные отвалы. Весной после от­таивания снега поверхность дорог резко ухудшается.

Для безопасности движения автосамосвалов на кривых малых радиусов дороги в этих местах должны иметь уширения проезжей части.

Видимость на дорогах должны обеспечивать специальное осве­щение, противотуманные фары автосамосвалов. Поскольку в пургу и метель водителям трудно определять положение дороги, распо­ложение бровки уступа и т. п., дороги наряду с вешками и дорож­ными знаками со светоотражающей поверхностью необходимо обо­рудовать специальной сигнализацией, хорошо заметной в плохую погоду (сигнальные мигающие фонари, буи с проблесковыми ог­нями).