Обоснование показателей надежности тоннелепроходческих комплексов для проведения эскалаторных тоннелей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Панкратенко, Никита Александрович

• Панкратенко, Никита Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Панкратенко, Никита Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ....................................................................................................2

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................4

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.....................................................................................................8

1.1 Перспективы применения ТПК при строительстве эскалаторных тоннелей..............................................................................................8

1.2 Методы исследования надежности горных машин................................13

1.3. Показатели надежности горных машин..................................................19

Выводы по главе и постановка задач исследования.....................................29

2. ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ И РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ........................................................................................................31

2.1 Методика первичного сбора данных о надежности ТПК при строительстве эскалаторного тоннеля...................................................................31

2.2 Установление и анализ показателей безотказности ТПК.......................40

2.3 Установление и анализ показателей ремонтопригодности ТПК............47

Выводы по главе................................................................................................59

3. ОБОСНОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ УДЕЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ.........................................................................................................60

3.1. Анализ значений коэффициента готовности..........................................60

3.2 Обоснование, установление и анализ коэффициента доли продолжительности устранения отказов.................................................................65

3.3 Установление и анализ количества отказов и среднего времени восстановления при возведении одного кольца......................................69

Выводы по главе...............................................................................................83

4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПО УСТАНОВЛЕНИЮ И АНАЛИЗУ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТПК И

РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ЕЕ ПОВЫШЕНИЮ........................................................84

4.1 Анализ надежности ТПК с использованием ABC - анализа................84

4.2 Разработка методики установления и анализа показателей надежности ТПК.......................................................................................................92

4.3 Разработка рекомендаций по повышению надежности ТПК

для строительства эскалаторных тоннелей............................................................95

Выводы по главе.............................................................................................101

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................................................................102

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.....................................104

ПРИЛОЖЕНИЕ 1............................................................................................112

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование показателей надежности тоннелепроходческих комплексов для проведения эскалаторных тоннелей»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Строительство метрополитена в крупных городах любой страны мира всегда было и сейчас остается весьма актуальной задачей для улучшения городской инфраструктуры транспорта. В комплексе подземных выработок метрополитена наиболее сложными с точки зрения технологии строительства являются наклонные выработки (эскалаторные тоннели).

Строительство эскалаторных тоннелей до недавнего времени было весьма трудоемким процессом, так как еще до начала проходки требовалось, как правило, применять специальные способы подготовки породного массива. Чаще всего в качестве специальных способов применяют искусственное замораживание грунтов, которое длится примерно 5-6 месяцев. Кроме того, осложняло процесс строительства и то, что в выработках с углом наклона 30 град достаточно трудно механизировать основные и вспомогательные операции проходческого цикла. В результате этого скорость проходки таких тоннелей не превышает 5-7 м/мес, а стоимость их строительства остается высокой.

Применение тоннелепроходческого комплекса (ТПК) при строительстве эскалаторных тоннелей станции московского метрополитена «Марьина роща» в 2010 и 2011 гг. позволило отказаться от специальных способов проходки и практически полностью механизировать все трудоемкие процессы, связанные с разработкой породы в забое и выдачей ее на поверхность, а также с возведением крепи. Таким образом, значительно сократились трудоемкость и сроки строительства эскалаторных тоннелей.

Анализ результатов работы тоннелепроходческого комплекса при проходке наклонных выработок на станции метро «Марьина роща» показал, что имеются значительные резервы повышения производительности работ при строительстве таких тоннелей, в первую очередь за счет улучшения показателей надежности ТПК.

При эксплуатации сложных горно-проходческих комплексов важной проблемой является установление показателей надежности и их ранжирование. Использование информации о надежности машины позволяет более эффективно организовать ее эксплуатацию и, что не менее важно, точнее прогнозировать сроки строительства туннеля. Надежность ТПК при строительстве как эскалаторных, так и горизонтальных тоннелей ранее не исследовалась. Опыт исследования надежности горных машин, в т.ч. машин для проведения выработок, непосредственно использовать нельзя вследствие специфики конструкции и режима эксплуатации ТПК.

Как показал опыт применения ТПК при строительстве эскалаторных тоннелей, для повышения эффективности их эксплуатации в первую очередь необходимо обосновать показатели надежности, что является актуальной научной задачей.

Целью работы является повышение эффективности и прогнозирования сроков строительств эскалаторных тоннелей за счет использования обоснованных показателей надежности тоннелепроходческих комплексов.

Идея работы заключается в обоснование статистически устойчивых показателей надежности, отнесенных к проходческому циклу.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- использование для анализа и повышения надежности ТПК предложенного показателя «коэффициент удельного времени восстановления за проходческий цикл», характеризующего долю времени восстановления от общего времени продолжительности работ и восстановления за проходческий цикл ТПК, и отнесенных к проходческому циклу средней наработки на отказ, среднего времени восстановления, параметра потока отказов, коэффициента готовности;

- модель надежности ТПК и установленная зависимость вероятности отказа от величины наработки;

-установленный закон распределения времени восстановления и полученные зависимости вероятности восстановления от ее продолжительности.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются корректным использованием математического анализа, теорий вероятностей, математической статистики и надежности, а также результатами установления показателей надежности, полученных с доверительной вероятностью 0.9 и погрешностью не более 10%.

Научное значение работы заключается в разработке математической модели надежности ТПК для строительства эскалаторных тоннелей, позволяющей установить зависимость вероятности отказа от величины наработки, в обосновании и установлении показателей надежности с учетом специфики его эксплуатации, что является дальнейшим развитием теории надежности горных машин.

Практическое значение работы состоит в разработке методики установления и анализа показателей надежности тоннелепроходческих комплексов, позволяющей повысить надежность и эффективность эксплуатации ТПК.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Разработанная методика «Установления и анализа показателей

надежности тоннелепроходческих комплексов» принята в ОАО

____ ___ ——

«МОСМЕТРОСТРОИ» для использования при эксплуатации ТПК.

Научная новизна и личный вклад автора диссертационной работы состоит в следующем:

- обоснованы показатели для анализа надежности, отличающиеся тем, что отнесены к проходческому циклу работы ТПК.

-установлены зависимости вероятности восстановления от ее

продолжительности и закон распределения времени восстановления

- установлена зависимость вероятности отказа от величины наработки,

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и получили одобрение:

- на научных симпозиумах: «Неделя горняка-2011», «Неделя горняка-2012» «Неделя горняка-2013» (г. Москва, МГГУ);

- на международной научной конференции «Геомеханика. Механика подземных сооружений» (г. Тула, ТулГУ, 2012 г);

- на 17-ой международной экологической конференции студентов и молодых ученых « Горное дело и окружающая среда. Инновационные и высокие технологии XXI века» (г. Москва, МГГУ, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 работы в журналах, входящих в перечень рецензируемых изданий, утвержденных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений, списка использованных источников информации из 93 наименований и включает 46 рисунков и 20 таблиц.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Перспективы применения ТПК при строительстве эскалаторных тоннелей.

Для строительства перегонных тоннелей метрополитенов, а также других сооружений подземного строительства в условиях города, в грунтах, требующих крепления выработки, давно и широко применяют проходческие щиты (ПЩ) и тоннелепроходческие комплексы (ТПК).

Впервые проходческий щит был использован в 1828 году [44] при строительстве тоннеля метрополитена под р. Темза в Лондоне. Щит имел прямоугольную форму сечения, крепление осуществлялось с помощью кирпичной кладки.

Придания щитам цилиндрической формы и использование чугунных тюбингов для крепления в 1869 г. послужило для дальнейшего расширения использования щитов.

В СССР ПЩ впервые использовались с 1934 г. при строительстве Московского ^метрополитена, и уже в 1936 г. работало 30 перегонных и 12 станционных ПЩ [66].

Совершенствование конструкции ПЩ шло по пути создания исполнительных органов для разработки грунта, механизации процессов крепления, погрузки и транспортировки породы [46].

В настоящее время в ТПК предусмотрено выполнение следующих основных операций: разрушение забоя, выдача породы, передвижка щита щитовыми домкратами и возведение обделки.

Так как ПЩ и ТПК используются в различных условиях и для решения разнообразных задач, имеется большое количество конструкционных и технологических решений. Существуют различные классификации и классификационные признаки механизированных ПЩ [55, 76 , 82].

Рассмотрим основные классификационные признаки:

1. По области применения.

- неустойчивые грунты:

естественной влажности, водонасыщенные,

- мягкие грунты;

- скальные грунты:

слабые и средней крепости, крепкие.

2. По способу разработки забоя:

- сплошная,

- избирательная.

3. По способу крепления забоя:

- специальными устройствами:

выдвижной козырек, прижимные поворотные плиты, горизонтальные площадки.

- посредством исполнительного органа.

4. По типу исполнительного органа:

- по характеру работы:

непрерывного действия, циклического действия.

- по конструктивному исполнению:

роторный

а) дисковый

б) лучевой планетарный, качающийся, фрезерный (стреловой), экскаваторный.

5. По типу погрузочного органа:

- по характеру работы:

непрерывного действия, периодического действия,

- по конструкции:

совмещенные с исполнительным органом, не совмещенные с исполнительным органом.

6. По типу возводимой обделки:

- сборная;

- монолитно-прессованная бетонная.

7. По виду опирания при передвижке:

- на торец обделки;

- на распорное кольцо.

С самого начала использования щитовой проходки большое внимание уделялось проведению выработок в сложных условиях [16]..

Одним из направлений было создание щитов, способных работать под гидростатическим давлением [17, 85,].

В первых конструкциях уравновешивание гидростатического давления осуществлялось созданием избыточного давления в камере сжатым воздухом.

Впервые использование такой конструкции была осуществлена в щите Грэтхеда в 1886 г. в Лондоне.

Также с использованием сжатого воздуха был щит Галлингера, использовавшийся в 1933 г. при строительстве тоннеля под Дунаем.

В дальнейшем развитие щитовой проходки для подобных условий пошло по линии создания герметических щитов с гидравлической пригрузочной камерой для уравновешивания гидростатического давления в забое (Россия, Япония. Англия) и щитов с призабойной кессонной камерой (Франция, США, ФРГ, Россия), исключающей возможность нахождения людей в зоне повышенного давления сжатого воздуха. [42, 54, 88-93]

В водонасыщенных, неустойчивых грунтах применяются ТПК с

грунтопригрузом, поэтому при строительстве эскалаторных тоннелей в

10

Москве и был использован такой ТПК.

Рассмотрим более подробно принципиальную конструкцию ТПК с грунтопригрузом (рисунок 1.1) [14].

Грунт, отделенный от забоя исполнительным органом 1, через отверстия в нем поступает в камеру 2, где смешивается со специальной пластической массой и выдается шнековым транспортером 5. Проходческие домкраты 4 передают усилие на грунт через стенку 3, тем самым препятствуя неконтролируемому перемещению грунта из забоя в камеру. Крепление тюбингами 7 осуществляется с использованием блокоукладчика (эректора) 6.

Строительство эскалаторных тоннелей достаточно сложная и трудоемкая инженерная задача.

В условиях плотной застройки подземный способ зачастую более приемлем и эффективен, чем открытый.

При традиционном подземном способе вначале необходимо в течении около 6 мес. проводить заморозку грунта, скорость проходки, составляет примерно 6 м/мес. Одна из причин невысокой скорости проходки существующими методами - наклон проводимой выработки (30 град), в связи, с чем затруднено применение типовых средств механизации.

Впервые в мире в 2010 г. для строительства наклонного эскалаторного тоннеля № 1 вестибюля станции метрополитена «Марьина роща» в г. Москве [86] был применен ТПК. Его схема представлена на рисунке 1.2, а вид на рисунке 1.3

Этот же ТПК "Lovât" [87] был использован при строительстве наклонного эскалаторного тоннеля № 2 этой же станции в 2011 г.

Применение ТПК позволило сократить сроки строительства в несколько раз по сравнению с традиционным способом с использованием предварительной заморозки грунта.

S 6

Рисунок 1.1 Проходческий щит с грунтопригрузом

Рисунок 1.2 Схема ТПК "Lovât" для эскалаторных тоннелей.

Рисунок 1.3 Вид ТПК "Lovât" для эскалаторных тоннелей.

К недостаткам можно отнести то, что кроме трудоемких процессов монтажа и демонтажа ТПК необходим еще большой объем подготовительных работ

Кроме обустройства строительной площадки и перекладки коммуникаций, что потребовалось бы при любом способе проходки, были произведены следующие работы: сооружение ограждения стартового котлована из 178 буросекущих свай, сооружение 76 свай пригруза для обеспечения старта ТПК, разработка 5672 м3 грунта стартового котлована с креплением котлована, устройство ложа для монтажа ТПК (5672 м3).

Несмотря на большой объем подготовительных работ, а также трудоемкости и продолжительности монтажа и демонтажа, использование ТПК оказалось эффективным.

Следует сказать, что использование ТПК для строительства наклонных эскалаторных тоннелей метрополитенов перспективно, т.к. позволяет осуществить большую скорость проходки с меньшей трудоемкостью, без предварительной заморозки грунта.

Сравнение скоростей проходки ТПК для эскалаторных тоннелей с ТПК для перегонных тоннелей, показало, что весьма актуальным вопросом, требующим первоочередного решения, является повышение надежности, что значительно бы позволило увеличить скорость проходки.

Анализ литературных источников показал, что исследования надежности ТПК для эскалаторных тоннелей не проводилось

Соответственно задача по анализу надежности ТПК является новой и актуальной в связи с тем, что надежность ТПК ранее не исследовалась.

1.2. Методы исследования надежности горных машин.

Одним из самых важных показателей горных машин является их надежность. Надежность во многом определяет эффективность, безопасность, качество эксплуатации машин [65].

13

Согласно ГОСТ 27.002-89 [29] Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность является комплексным свойством, которое может включать все или ряд таких свойств как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Условия применения объекта и его назначение определяют, какие свойства включаются в понятие «надежность» Обзор и критический анализ исследований надежности ТПК, показал, что объемные исследования фактически отсутствуют, что напоминает ситуацию, сложившуюся в 60-х годах, при начале работ по исследованию надежности отдельных забойных машин. За прошедшие годы появилось большое количество работ посвященных надежности горных машин авторов Гетопанова В.Н., Галкина В.И, Гимелынейна Л.Я., Дмитриева В.Г., Кантовича Л.И., Морозова В.И., Мостакова В.А., Островского М.С, Подэрни Р.Ю., Радкевича Я.М., Рахутина Г.С., Рахутина М.Г., Хазановича Г.Ш., Шадрина А.И., Черных В.Г., а также многих других.

Их работы были основаны на трудах Барлоу Р., Беляева Ю.К., Герцбаха И.Б, Гнеденко Б.В., Дружинина Г.В., Кокса Д.Р., Кугеля Р.В., Прошана Ф., Смита В.Л., Соловьева А.Д. и многих других ученых, работавших в области надежности.

Большинство работ посвящено математической теории надежности или увеличению надежности конкретных машин и их узлов. [6, 7, 34, 36, 38, 79, 80]. Также достаточно много работ, посвященных обоснованию использования или получению численных значений показателей надежности горных машин.. [13, 23, 24, 39, 51, 70]

Но отличия конструкций и условия применения ТПК от горно-шахтного оборудования делают невозможным использование в полной мере

результатов проведенных исследований.

14

Для оценки и анализа надежности ТПК требуется введение и обоснование показателей, которые бы учитывали его специфику.

Важной задачей при эксплуатации горных машин является определение численных значений показателей надежности (определение надежности). Существуют три основных метода определения надежности [27]:

экспериментальный - основанный на статистической обработке данных, получаемых при испытаниях или эксплуатации объекта в целом

расчетный - основанный на вычислении показателей надежности по справочным данным о надежности компонентов и комплектующих элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, по данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту оценки надежности

расчетно-экспериментальный - при котором показатели надежности всех или некоторых составных частей объекта определяют по результатам испытаний и (или) эксплуатации, а показатели надежности объекта в целом рассчитывают по математической модели.

Основные задачи определения надежности следующие [70]:

- сравнение однотипных элементов по их надежности;

- установление сравнительной степени надежности различных элементов машин для выявления элементов, повышение надежности которых необходимо в первую очередь;

- оценка надежности выполнения каждой из основных требуемых функций;

- расчет различных технико-экономических показателей (возможная производительность, расход на амортизацию, затраты времени и средств на профилактическое обслуживание);

- определение оптимального интервала профилактических замен элементов и необходимого количества запасных частей;

расчет и прогнозирование надежности при создании и

совершенствовании оборудования, выбор оптимальных путей ее повышения.

15

Исходя из [70] а также [40, 57, 61] надежность машины или комплекса оборудования определяется по похожим алгоритмам: изучается конструкция, назначение, функции, условия, режимы работы и факторы, определяющие их работоспособность; устанавливаются предельные состояния, характерные отказы. Отказы анализируются по соответствующим классификациям, выбираются «измерители» наработок, основные и дополнительные; определяется конкретное содержание информации, необходимой для оценки надежности и принятия решений по ее повышению, а также решаются вопросы, связанные с поступлением, обработкой и хранением информации о надежности.

Общая процедура анализа надежности [31] представлена на рисунке 1.4

Рисунок 1.4 Общая процедура анализа надежности

Общая процедура анализа надежности состоит из следующих задач в порядке их применения [30, 33, 52,]:

1. Определение исследуемого оборудования или машины (далее -системы), режимов и условий работы, функциональных связей.

2. Определение всех требований или целей надежности и работоспособности системы, а также характеристик и особенностей системы, режимов ее эксплуатации, условий окружающей среды и требований

обслуживания. Определение отказа системы, критериев отказов и условий, основанных на функциональной спецификации системы, ожидаемой продолжительности и условий эксплуатации (циклограмма и время выполнения задания).

В [31] указано, что при определении требований и целей надежности следует руководствоваться [32]

3. Анализ системы на основе методов надежности и соответствующих данных эффективности.

Различают качественный и количественный анализ системы на основе методов надежности.

К качественному анализу относят:

- анализ функциональной структуры системы;

- определение режимов неисправностей системы и компонентов, механизмов отказов, причин и последствий отказов;

- определение механизма деградации, который может привести к отказу;

- анализ путей отказа/неисправности;

- анализ ремонтопригодности с учетом времени, метода изоляции и метода восстановления;

- определение адекватности методов диагностики неисправностей;

- анализ возможностей предотвращения неисправностей;

- определение стратегий технического обслуживания и ремонта.

В свою очередь к количественному анализу относится:

- разработка моделей надежности и/или эксплуатационной готовности;

- определение необходимых числовых данных;

- определение числовых оценок показателей надежности;

4. Выбор метода анализа надежности.

Методы анализа надежности можно разделить на две основные группы:

- основные методы анализа надежности;

- общие технические методы, которые могут быть использованы как

вспомогательные при проведении анализа, а также при проектировании

17

надежности.

Ниже представлены методы, используемые для решения общих задач анализа надежности (основные методы):

- прогнозирование интенсивности отказов;

- анализ дерева неисправностей;

- анализ дерева событий;

- анализ структурной схемы надежности;

- марковский анализ;

- анализ сети Петри;

- анализ человеческого фактора;

- анализ прочности и напряжений;

- таблица истинности (анализ функциональной структуры);

- статистические методы надежности.

К общим техническим методам относят:

- исследование ремонтопригодности;

- ограничение допустимых значений и выбор частей;

- анализ Парето;

- диаграмму причин и следствий;

- анализ отчета об отказах и систему корректирующих действий. Анализ источников посвященных надежности горных машин и

технологических машин в других отраслях промышленности позволил прийти к выводу о целесообразности использования для анализа надежности ТПК статистических методов надежности и метода АВС-анализа.

Статистические методы могут быть использованы для определения количественной оценки показателей надежности, включая:

- оценку и прогнозирование показателей безотказности продукции;

- оценку характеристик элементов в течение гарантийного срока эксплуатации;

- прогнозирование гарантийных затрат;

- оценку последствий предложенного изменения проекта;

18

- оценку выполнения требований технического регулирования и заказчика.

Для применения статистических методов необходимо собрать соответствующие данные, которые зависят от решаемой задачи и типа исследуемого элемента. Например, основными данными для невосстанавливаемых устройств поставленных на испытания, являются количество испытуемых элементов и количество не отказавших элементов, а также вероятность безотказной работы и наработки до отказа. Основные данные для восстанавливаемых элементов - наработки между отказами в процессе эксплуатации элемента.

Классические статистические методы надежности обычно состоят из следующих этапов:

идентификация модели надежности, которую необходимо использовать для решения задачи;

- идентификация данных, необходимых для определения параметров модели надежности;

- оценка параметров статистической модели на основе классических методов;

- определение оценок показателей на основе построенной модели;

Преимущества всех статистических методов заключаются в

возможности:

- объединения данных из различных источников;

модифицирования оценки показателей надежности по мере поступления новых данных.

1.3. Показатели надежности горных машин.

Важную роль играют количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта, которые называются показателями надежности.

Различают следующие показатели надежности:

- единичный, характеризующий одно из свойств, составляющих надежность объекта;

- комплексный, характеризующий несколько свойств;

- расчетный, значения, которого определяются расчетным методом;

- экспериментальный, определяемый по данным испытаний;

- эксплуатационный, определяемый по данным эксплуатации;

- экстраполированный, определяемый на основании результатов расчетов, испытаний и (или) эксплуатационных данных путем экстраполирования на другую продолжительность.

Выбор показателей надежности [70] важная и сложная задача. Это вызвано следующими обстоятельствами (факторами):

- многообразие задач количественной оценки надежности объектов;

- наличие большого количества показателей и возможных единиц наработки;

- специфика отдельных объектов и их систем с точки зрения оценки их надежности.

Следует отметить, что показатели надежности вводят по отношению к определенным режимам и условиям эксплуатации, установленным в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. [20]

Величина показателей зависит от выбранных единиц наработки, т.е продолжительности или объема выполненной работы.

Единицы наработки целесообразно выбирать исходя из цели исследования: для сравнения надежности, оценки влияния надежности на производительность и т.д.

Следует сказать, что выбору показателей надежности уделялось много внимания, начиная с первых шагов использования теории надежности при эксплуатации горных машин. В это время такая же проблема решалась и в других отраслях.

Несмотря на пристальное внимание, уделявшееся и уделяющееся данному вопросу, он так и не был, и в принципе не может быть окончательно решен.

Это вызвано большим разнообразием условий эксплуатации, видов и причин отказов, существующих показателей.

Особенно задача выбора показателей актуальна при вводе в эксплуатацию новой техники. При выборе показателей необходимо учитывать их наглядность, удобство и трудоемкость определения, а также стремится к тому, что бы их было минимальное количество.

При эксплуатации горных машин наибольший интерес представляют показатели безотказности, ремонтопригодности, а также комплексные показатели надежности. Рассмотрим их более подробно.

Весомую роль при исследовании надежности играют следующие показатели безотказности.

Вероятность безотказной работы — это вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Вероятность безотказной работы определяется в предположении, что в начальный момент времени (момент начала исчисления наработки) объект находился в работоспособном состоянии. Обозначим через t время или суммарную наработку объекта (в дальнейшем для краткости называем просто наработкой). Возникновение первого отказа - случайное событие, а наработка Г от начального момента до возникновения этого события - случайная величина. Вероятность безотказной работы P{t) объекта в интервале от 0 до t включительно определяют как

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панкратенко, Никита Александрович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Абгафоров В.А. Техническое обслуживание и ремонт погрузочно-разгрузочных машин / В.А. Абгафоров, В.Г. Сатановский, Л.Л.Матюшин. — М.: Транспорт, 1989. - 271 с.

2. Авдонькин Ф.В. Теоретические основы технической эксплуатации автомобилей / Ф.В. Авдонькин. - М. : Машиностроение, 1985. - 180 с.

3. Алексеева Т. В. Техническая диагностика гидравлических приводов / [Т. В. Алексеева и др.]. Под ред. Т. М. Башты. - М. : Машиностроение, 1989.-418 с.

4. Альбом типовых технологических карт по техническому обслуживанию и текущему ремонту очистного и проходческого оборудования шахт. М.: 1989.

5. Байхельт Ф. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход / Ф. Байхельт, П. Франкен; пер. с нем. - М. : Радио и связь, 1988. - 392 с.

6. Барзилович Е.Ю. Вопросы математической теории надежности / [Е.Ю. Барзилович и др.]. - М.: Наука, 1983, - 179 е..

7. Барлоу Р., Математическая теория надежности / Р. Барлоу, Ф. Прошан. - М.: Советское радио, 1969. - 488 с.

8. Барышев В.И. Повышение надежности и долговечности гидросистем тракторов и дорожно-строительных машин в эксплуатации / В.И. Барышев. - Челябинск. : Южно-Уральское книжное изд-во, 1973. -248 с.

9. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика / Т.М. Башта. -М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.

10. Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / [Т.М Башта и др.]; - М. : Машиностроение, 1982. - 423 с.

11. Беленков Ю.А. Надежность объемных гидроприводов и их элементов / [Ю.А. Беленков и др.]. - М.: Машиностроение, 1977. - 167с.

12. Берман В.М. Системы гидропривода выемочных и проходческих машин / В.М. Берман, В.Н. Берескунов, И.А. Цетнарский. - М. : Недра, 1982. - 224с.

13. Бескровный Н.Т. Экономика и оптимизация надежности и ремонта горношахтного оборудования / Н.Т. Бескровный. - М. : Недра, 1974. - 214 с.

14. Бреннер В.А. Щитовые проходческие комплексы / [В.А. Бреннер, А.Б. Жабин и др.]. - М.: Горная книга, 2009. - 447 с.

15. Букан Д., Научное управление запасами /Д. Букан, Э. Кенигсберг. -М.: Наука, 1967.-423 с.

16. Валиев, А. Г. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. : Справочное издание / А. Г. Валиев ; С. Н. Власов ; В. П. Самойлов . - ТА Инжининринг, 2003. - 70 с.

17. Валчев А.Г., Власов С.Н., Самойлов В.П. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. Справ, изд. - М.: «ТА Инжиниринг», 2003.-70 с.

18. Вентцель Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. - М. : Физматгиз, 1965. - 564 с.

19. Власов, С.Н. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов / С.Н. Власов, Л.В. Маковский, В.Е. Меркин. - М.: ТИМР, 1997. - 183 с.

20. Временное практическое руководство по нормированию, подтверждению и обеспечение надежности машиностроительной продукции. - М. : ВНИИНМАШ, 1986. - 137 с.

21. Галкин В.И., Шешко Е.Е Транспортные машины - М.: МГТУ, 2010.-588 с.

22. Герцбах И.Б. Модели профилактик (теоретические основы

планирования профилактических работ)/ И.Б. Герцбах. - М. : Советское

105

радио, 1969.-216 с.

23. Гетопанов В.Н. Проектирование и надежность средств комплексной механизации / В.Н. Гетопанов, В.М. Рачек. - М. : Недра, 1986. - 208 с.

24. Гимелыпейн Л.Я. Техническое обслуживание и ремонт подземного оборудования / Л.Я. Гимелыпейн. - М.: Недра, 1984. - 221 с.

25. Григорьев A.C. . Григорьев С.М., Ружицкий В.П., Кантович Л.И., Результаты исследования продавливающих установок для бестраншейной технологии строительства подземных инженерных коммуникаций. Горное оборудование и электромеханика. № 2, 2008. С. 2-7.

26. Гнеденко Б.В. Математические методы в теории надежности / Б.В. Гнеденко, Ю.К. Беляев, А.Д. Соловьев. - М. : Наука, 1965. - 524 с.

27. ГОСТ 27.310-95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. - Введ. 26.06.1996. - М. : Изд-во стандартов, 1996. - 16 с.

28. ГОСТ 24406-80. Система технического обслуживания и ремонта строительных машин. Одноковшовые экскаваторы и их составные части, сдаваемые в капитальный ремонт и выдаваемые из капитального ремонта. Технические требования. Введ. 01.01.1982. - М.: Изд-во стандартов, 1982. -18 с.

29. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. - Введ. 01.07.1990. -М.: Изд-во стандартов, 1990. -24 с

30. ГОСТ 27.003-90. Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности. - Введ. 29.12.1990. - М. : Изд-во стандартов, 1991. - 19 с.

31. ГОСТ Р 51901.5-2005 Менеджмент риска РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДОВ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ)

32. МЭК 60300-3-4:1996 Управление общей надежностью. Часть 3.

Руководство по применению. Раздел 4. Руководство по установлению

106

требований к общей надежности в технических условиях

33. Гридин А.Д. Основные пути повышения надежности горного оборудования / А.Д. Гридин // Горные машины и автоматика. - 1963. - № 9.-С. 15-18.

34. Гриневич Г.П. Надежность строительных машин / [Г.П. Гриневич и др.]. - М. : Стройиздат, 1983. - 296 с.

35. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных / Н. Джонсон, Ф.Лион. - М. : Мир, 1980. -612 с.

36. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем / Г.В. Дружинин. - М. : Энергоиздат, 1986. - 480 с.

37. Егоров П.В., Бобер Е.А. и др. Основы горного дела. - М. : МГГУ, 2006. - 408 с.

38. Ермолов Л.С. Основы надежности сельскохозяйственной техники / Л.С. Ермолов, В.М. Кряжнов, В.Е. Черкун. - М. : Колос, 1982. - 271 с.

39. Ихельзон Б.И. Некоторые вопросы обеспечения надежности и ремонтопригодности основных проходческих машин / Б.И. Ихельзон // Механизация проходки горных выработок. — 1986. - № 2. - С. 37 - 41.

40. Иыуду К.А. Оптимизация устройств автоматики по критерию надежности / К.А. Иыуду. - М. : 1966. - 143 с.

41. Картозия Б.А. Шахтное и подземное строительство: Учеб. для вузов - 2-е изд., перераб. и доп.: В 2 т. / Б.А. Картозия, Б.И. Федунец, М.Н. Шуплик и др. - М.: Изд-во Академии горных наук, 2001. - Т. I. - 607 с.

42. Кантович Л.И. Щитовая проходка подземных выработок // Уголь. -2000.- № 11.-С. 15-25

43. Кассандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений / О.Н. Кассандрова, В.В. Лебедев. - М: Наука, 1970.-104 с.

44. Киселев С.Н. Часовитин П.П. Тоннельные машины. - М.: Недра, 1996.-323 с

45. Кириллов Ю. И. Эксплуатация и ремонт объемного гидропривода / Ю.И. Кириллов, Ф.А. Каулин, А.И. Хмелевой. — М. : Агропромиздат, 1987.-80 с.

46. Клорикьян В.Х., Ходош В.А. Проходческие щиты и комплексы. -М., 1977.-326 с.

47. Кокс Д.Р. Теория восстановления / Д.Р. Кокс, B.JI. Смит. - М. : Советское радио, 1967. - 299 с.

48. Колегаев Р.Н. Определение оптимальной долговечности технических систем / Р.Н. Колегаев. - М. : Советское радио, 1967. - 113 с.

49. Комаров A.A. Надежность гидравлических систем / A.A. Комаров. - М. : Машиностроение, 1969. - 235 с.

50. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. - М. : Машиностроение, 1968. - 480 с.

51. Красников Ю.Д., Солод C.B., Хазанов Х.И. Повышение надежности горных выемочных машин / Ю.Д. Красников, C.B. Солод, Х.И. Хазанов. - М. : Недра, 1989. - 216 с.

52. Кугель Р.В. Испытания и надежность машин и их элементов. / Р.В. Кугель. - М. : Машиностроения, 1982. - 181 с.

53. Кугель Р.В. Старение машин и их элементов / Р.В. Кугель. - М. : Знание, 1984.-97 с.

53. Логистика. Под ред. Б. А. Аникина, Т. А. Родкиной. М: Проспект, 2010,— 406 С.

54. Лыхин П.А. Практика тоннелестроения в XX веке : научное издание/ П.А. Лыхин; Рос. акад. наук. -Пермь: Пресстайм, 2009. -326 с

55. Малевич H.A. Горнопроходческие машины и комплексы / H.A. Малевич. - М. : Недра, 1980. - 384 с.

56. Марутов В.А. Эксплуатация и ремонт гидроприводов горнорудных машин / В.А. Марутов, А.Н. Погорелый. - М. : Недра, 1976. -192 с.

57. Меламед Г.И. Надежность и долговечность станочных систем /

108

Г.И. Меламед, Ф.Е. Счастливенко. — Минск. : Беларусь, 1967. — 224 с.

58. Модели и методы логистики / Под ред. В. С. Лукинского. СПб.: Питер, 2003, - .386 с.

59. Надежность технических систем. Справочник / Ю.К.Беляев, В.А.Богатырев, В.В.Болотин и др. / Под ред. И.А.Ушакова - М.: Радио и связь, 1985. - 608 с.

60. Насонов И. Д. Технология строительства подземных сооружений ч. 1 - Строительство вертикальных выработок / И. Д. Насонов, В. А. Федюкин, M. Н. Шуплик. М., Недра 1983

61. Оптимальные задачи надежности / сб. переводов под ред. И.А.Ушакова. М.: Изд-во стандартов, 1968. - 120 с.

62. Островский М.С. Контроль за состоянием горных машин с использованием методов вибродиагностики / М.С. Островский, П.Ф. Бойко // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - № 10. - С. 112-115.

63. Островский М.С. Технология вибромониторинга технического состояния горных машин на этапе эксплуатации / М.С. Островский, Я.М. Радкевич, П.Ф. Бойко // Горное оборудование и электромеханика. — 2008. -№ 10.-С. 2-8.

64. Панкратенко Н. А. Исследование наработки между отказами и времени восстановления тоннелепроходческого комплекса. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2013. - № 2. - С. 138 - 144.

65. Половко A.M., Гуров C.B. Основы теории надежности. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 704 е.: ил.

66. Попов С.А. Мосты и тоннели. Под ред. С.А. Попова. Учебник для вузов ж-д транспорта М, «Транспорт», 1977, 526 с Авт. Попов С.А., Осипов В.О., Померанцев A.M., Бобриков Б.В.,Храпов В.

67. Пучкин А. Е. Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт гидроприводов металлургического оборудования А. Е. Пучкин. - М. : Металлургия, 1991. - 234 с.

68. Рахутин М. Г., Панкратенко Н. А. Обоснование номенклатуры показателей надежности тоннелепроходческого комплекса для проходки эскалаторного тоннеля // Горное оборудование и электромеханика. - 2012. -№9.-С. 45-47

69. Рахутин М. Г., Панкратенко Н. А. Использование АВС-анализа при исследовании надежности тоннелепроходческого комплекса для проходки эскалаторного тоннеля // Горный журнал известия вузов - 2013.

- № 1.-С. 40 -43

70. Рахутин Г.С. Вероятностные методы расчета надежности, профилактики и резерва горных машин / Г.С. Рахутин. - М. : Наука, 1970. -204 с.

71. Сарицын Т.А. Эксплуатация и надежность гидро и пневмопривода / Т.А. Сарицын. - М. : Машиностроение, 1990. - 248 с.

72. Селиванов А.И. Основы старения машин / А.И. Селиванов. - М. : Машиностроение, 1971.-408 с.

73. Финкелыытейн 3.JI. Применение и очистка рабочих жидкостей для горних машин / 3.JL Финкельштейн. - М. : Недра, 1986. - 232 с.

74. Харазов A.M. Техническая диагаостика гидроприводом машин / A.M. Харазов. - М : Машиностроение, 1979. - 112 с.

75. Хильчевский В.В. Надежность трубопроводной пневмогидроаппаратуры / В.В. Хильчевский. - М : Машиностроение, 1989.

- 208 с.

76. Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены/ Храпов В.Г.(ред.) и др: -М.: Транспорт, 1989. - 383 с.

77. Хьюбер JI. Робастность в статистике / JI. Хьюбер. - М. : Мир, 1984.

- 304 с.

78. Чекавский В.И. Организация эксплуатации и капитального ремонта горношахтного оборудования. / В.И. Чекавский. - М. : Недра, 1985.-207 с.

79. Шор, Я. Б. Прикладные вопросы теории надежности [Текст] / Я. Б.

110

Шор. - M. : Знание, 1986. - 201 с.

80. Шор Я.Б. Таблицы для анализа и контроля надежности / Я.Б. Шор, Ф.И. Кузьмин. - М. : Советское радио, 1968. - 320 с.

81. Эксплуатация дорожных машин. / Под ред. А.М Шейнина. - М. : Транспорт, 1992.-328 с.

82. Эткин С.М., Симоненко В.М. Сооружение подземных выработок проходческими щитами. - М.: Недра, 1980. - 304 с

83. EOQC Glossary. - Bern: EOQC. 1988. - 24 p.

84. International Electrotechnical Vocabulary. Chapter 191. Reliability, Maintainability and Quality of Service (draft). - Geneva: International Electrotechnical Commission, 1987. - 75 p.

85. Mechanised Shield Tunnelling/ Berrhard Madi; Martin Herrenknecht; Lothar Anheuser/ - Berlin: Ernst, Vertag fur Architektur und techn. Wiss., 1995, 421 s.

86. Официальный сайт ОАО «Мосметрострой» www.metrostrov.com.

87. Официальный сайт Caterpillar Tunneling Canada Corporation www.cattunnelboring.com(www.lovat.com).

88. Официальный сайт концерна Herrenknecht AG www.herrenknecht.com

89. Официальный сайт www.japan-tunnel.org.

90. Официальный сайт Kawasaki Heavy Industries, Ltd,, www.khi.co.jp

91. Официальный сайт Manufacturing & Engineering Hitachi Zosen Corporation, www.hitachizosen.co.ip

92. Официальный сайт mts Perforator GmbH www.mts-p.de

93. Официальный сайт The Robbins Company www.therobbinscompany.com.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Открытое акционерное общество МОСМЕТРОСТРОЙ

УТВЕРЖДАЮ:

^""Техническии директор

. .0ЛС^1кМОСМЕТРОСТРОЙ»

_ Л.Я. Зафт

/иЪ 2012 г,

МЕТОДИКА

УСТАНОВЛЕНИЕ И АНАЛИЗ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

Разработчики:

Панкратепко НА. Рахутнн. М.Г.

Москва 2012 г.

112

(7