Повышение ресурса грунтовых насосов снижением интенсивности гидроабразивного изнашивания их элементов в системах гидротранспорта хвостов обогащения

• Автор: Заверткин, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ИЗУЧЕННОСТИ И СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ГИДРОТРАНСПОРТА НА ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ
1.1. Надежность гидротранспортных систем горно-обогатительных предприятий. Литературный обзор и анализ гидроабразивного изнашивания элементов грунтовых насосов
1.2.Анализ работы грунтовых насосов при гидравлическом транспортировании хвостов обогащения

1.3. Отказ в системах гидротранспорта хвостов обогащения

1.4. Выводы по результатам анализа, цель и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАВИСИМОСТИ РЕСУРСА ГРУНТОВЫХ НАСОСОВ ОТ ГИДРОАБРАЗИВНОГО ИЗНОСА ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Зависимость интенсивности гидроабразивного износа от кинематических характеристик потока гидросмеси
2.2. Зависимость гидроабразивного износа рабочего колеса грунтовых насосов от параметров пульпы

2.2.1. Планирование экспериментов и анализ экспериментальных результатов

2.2.2. Рабочий ресурс грунтового насоса и интенсивность гидроабразивного износа рабочего колеса
2.3. Комплексная оценка качества гидротранспортных систем горно-обогатительных комбинатов
2.4. Исследование влияния гидроабразивного износа элементов грунтового насоса на параметры его вибрации и рабочий ресурс
2.4.1. Анализ гидроабразивного износа элементов грунтового насоса в реальных условиях эксплуатации
2.4.2. Влияние числа лопаток на вибрацию насоса при работе на чистой жидкости
2.5. Теоретическая оценка величины вибрации грунтового насоса при работе на абразивных пульпах

2.5.1. Суммарная величина прогиба приводного вала грунтового насоса и допустимая потеря массы рабочего колеса
2.5.2. Анализ параметров вибрации и рабочий ресурс грунтового насоса
2.5.3. Структурная схема вибрационной модели грунтового насоса
2.6. Выводы по результатам теоретического исследования
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГИДРОАБРАЗИВНОГО ИЗНОСА РАБОЧЕГО КОЛЕСА ГРУНТОВОГО НАСОСА НА ПАРАМЕТРЫ ВИБРАЦИИ И РАБОЧИЙ РЕСУРС
3.1. Обработка экспериментальных данных по гидроабразивному износу рабочего колеса грунтового насоса
3.2. Экспериментальное определение зависимости ресурса грунтового насоса от параметров вибрации
3.3. Экспериментальные исследования вибрационных характеристик фунтовых насосов в лабораторных условиях
3.4. Зависимость износостойкости деталей грунтовых насосов от физикомеханических свойств твердых частиц хвостов обогащения руды
3.5. Выводы по результатам экспериментальных исследований зависимости ресурса от гидроабразивного износа фунтовых насосов
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ВИБРАЦИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ И ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВЫХ НАСОСОВ В СИСТЕМАХ ГИДРОТРАНСПОРТА РУДНЫХ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ
4.1. Системы АСУТП гидротранспортных систем на предприятиях горной промышленности
4.2. Разработка основных принципов автоматизированной системы диагностирования технического состояния фунтовых насосов
4.3. Экспериментальные исследования автоматизированного измерительного
комплекса для мониторинга КПД насосных афегатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Гидравлический транспорт на предприятиях горно-обогатительной промышленности России является важным звеном технологического процесса добычи и переработки минерального сырья. Гидравлический транспорт минерального сырья оправдал себя в качестве экономичного и эффективного внутрифабричного и магистрального способа транспортирования, а эксплуатируемые в настоящее время гидротранспортные системы являются конкурентоспособными в сравнении с другими способами транспортирования.
Вместе с тем, как показывает анализ работы гидротранспортных систем на горных предприятиях, эффективность использования этого вида транспорта не соответствует его техническим возможностям: высока трудоемкость работ при эксплуатации оборудования, высок гидроабразивный износ грунтовых насосов и трубопроводов, низок рабочий ресурс насосов, высоки металлоемкость и энергоемкость гидротранспортных систем. Так удельный расход электроэнергии на 1 м3 при гидравлическом транспортировании составляет: гравия - 4,9-6,6 кВт-ч; песка -3,2-3,6; хвостов обогащения - 21,4 кВт-ч; угля - 24,2-25,5 кВт-ч. Срок службы трубопроводов при транспортировании крупно-фракционного материала не превышает 6-8 месяцев, мелкофракционного материала - не более года, а удельный расход труб составляет 0,5-1,5 кг/м3. Ежегодная потребность в трубопроводах в горной промышленности составляет 2,5 — 3,5 млн. погонных метров.
Одной из причин недостаточной эффективности гидравлического транспорта является гидроабразивный износ грунтовых насосов и трубопроводов. Исследованием вопроса гидроабразивного износа и надежности гидротранспортнох'о оборудования при перекачке хвостов обогащения занимались Т.Ш. Гочиташвшга, В.ЕШокровская, А.И. Борохович, Т.Д. Иванова, Л.В. Гамбарьян, С.П. Турчанинов и др.
В настоящее время проблеме повышения надежности этого вида оборудования уделяется повышенное внимание в связи с необходимостью поддерживать и развивать производство насосного оборудования в Российской Федерации. Ресурс современных отечественных грунтовых насосов в разы меньше ресурсов насосов ведущих стран-производителей. Одной из главных

Фактические результаты по значениям величин коэффициентов (показателей степени) должны быть получены после обработки экспериментальных результатов методом наименьших квадратов. Для дальнейшего исследования степенной многочлен (2.6) представим в виде линейной зависимости. Для этого прологарифмируем данную функцию и получим следующее линейное уравнение:
ln Е, = а0 + а, 1пооц + a2lnDpK + а31п60; (2.7)
введем обозначения для функции отклика и независимых параметров:
Ins = у, 1пшц = х,; lnDpK = х2; 1п50 = х3 (2.8) В итоге получим линейное уравнение
у = а0 +ОЦХ, +а2х2 +а3х3 (2.9)
Воспользуемся методом планирования экспериментов [1, 2, 3, 4].
План эксперимента по уравнению (2.9) задается матрицей вида 2к, где 2 — число уровней варьирования факторов, к = 3 - число факторов. В итоге количество необходимых и достаточных опытов будет равно N = 23 = 8.
В этом случае план эксперимента может быть представлен следующей матрицей (табл. 2.1), в которой представлены элементы, влияющие на функцию оптика, в данном случае на величину интенсивности гидроабразивного износа. Знак «+» показывает значение параметра на верхнем уровне, знак «-» на нижнем уровне. На данную матрицу накладывается условия рандомизации, т.е. эксперименты должны проводиться в любой последовательности и в условиях повторяемости результатов. Поэтому для получения достоверных данных следует производить повторные замеры в заданной точке плана по 3-4 раза. Для исключения влияния системных ошибок необходимо проводить опыты в случайной последовательности.