Модернизация и ремонт дробильного оборудования. Мысли как инженер

«Представьте себе дробилку. Все её комплектующие занесены в каталоги — в стандартном исполнении, под конкретными номерами.

Но если пообщаться с механиком, который контролирует процесс её работы, то он обязательно расскажет о том, как можно оптимизировать работу оборудования. Скажем, если с одной стороны футеровочный элемент истирается быстрее, значит, есть потребность усилить эту плиту в конкретном месте. Конечно, не все производители будут этим заниматься, но такие небольшие, казалось бы, усовершенствования — это возможность повысить эффективность работы техники, сократить простои и так далее», — рассуждают специалисты компании «Армет Рус».

В основе подобных комментариев — то, что принято называть инженерным мышлением. Когда специалисты, полагаюсь на свой практический опыт, могут применить творческий технический подход к решению задачи. С участниками горного рынка мы поговорили о том, как такой подход может отразиться на работе конкретной единицы оборудования или целого производства.

Работа для конструкторского отдела

В компании Element говорят, что предприятие, специализирующееся на восстановительных ремонтах горной техники, и представить нельзя без конструкторского отдела — разве что такие услуги предоставляются на субподряде, но это уже частные случаи.

«Производитель запчастей управляет всем жизненным циклом изделий и гарантирует стабильное качество деталей. В такой компании есть производственный отдел с конструкторами и технологами, а также специалисты по управлению продуктами, которые делают каталог для других пользователей», — объясняет директор по производству компании Element Сергей Колесников.

Почему же вообще может возникнуть такая потребность — доработка запчастей и комплектующих горной техники, то есть работа для тех самых инженеров-конструкторов? Общий ответ — нет пределов совершенству: то, что сделал один человек, другой может и улучшить.

Если же без лирики, то специалисты Element выделили две возможные причины — в зависимости от того, по чьей инициативе случаются доработки.

Первая история — это запрос от заказчика. Скажем, владелец техники стремится повысить эффективность работы оборудования или улучшить дизайн детали по результатам эксплуатации. Бывает, что необходимость внесения изменений продиктована внешними факторами: логистикой, системой организации ТОиР и т. д.

Альтернативный сюжет — решение самой компании-производителя.

«Element анализирует статистику наработок деталей, консультируется с собственными сервисными инженерами или начинает работать с новыми материалами, применяя обновлённые технологии их обработки», — рассказывает Сергей Колесников, уточняя, что такого рода работам обязательно предшествует проверка техтребований, экономики и требований к безопасности.

Добавим и ещё один фронт работ для инженеров-конструкторов — ситуацию весьма вероятную в производственных условиях, особенно в нашей стране. Допустим, речь идёт об оборудовании, которое больше не выпускают: модель сняли с производства или компания-производитель вообще приказала долго жить. В этом случае в ход идёт технология реверс-инжиниринга (подробнее об этом явлении мы писали в № 3, 2019).

«Для решения подобной задачи нам нужен доступ к оборудованию и позициям, требующим замены. При помощи 3D-сканирования и последующей обработки 3D-модели наши специалисты восстанавливают геометрию любой детали, независимо от степени её износа. Учитывая состояние части и условия её работы, дополнительно могут применяться расчёты методами конечных элементов или конечных разностей. Для их выполнения Element использует специальное программное обеспечение CAE (Computer-aided engineering).

Более простой вариант — ремонт детали или запчасти, если текущее состояние элемента позволяет его выполнить. В этом случае применяются методы восстановления геометрии поверхностей с необходимыми физико-механическими свойствами материала», — рассказал Сергей Колесников.

От теории к практике

Мы попросили Element поделиться несколькими кейсами — из практики. Историй оказалось предостаточно. Например, проект по модернизации мельничной футеровки из высокохромистого белого чугуна.

«На основании опыта эксплуатации конструкторы Element предложили изменить профили лифтеров для увеличения наработки. Технолог-металлург рекомендовал дополнительно легировать сплав — используемый металл после термообработки не обеспечил бы заданной твёрдости в центре массива увеличенной детали. Стоимость изделия выросла незначительно (всего на 1,4%), но наработка повысилась существенно», — описал процесс и результат директор по развитию группы компаний Element Марат Абдурахимов.

Или — вроде бы мелочь — гайка крепления подвижной футеровки конусной дробилки. При монтажных работах для подъёмных операций в неё вкручивается рым-болт. На оригинальной части резьбовое отверстие для рым-болта глухое — обычно в процессе эксплуатации оно забивается породой, которую трудно вычистить. Специалисты Element сделали отверстие для рым-болта сквозным, и проблема исчезла. Небольшая модернизация сократила время бесполезной работы, повысив культуру производства. Уже позже, рассказал Марат Абдурахимов, представители компании увидели похожее решение у других производителей оборудования.

Ещё один клиент Element хотел снизить затраты на изнашиваемые части для насоса перекачки пульпы. В стандартном исполнении оборудование рассчитано на широкий диапазон давлений и производительности, а у конкретного заказчика насос работал на позиции с низким давлением. Конструкторы убрали часть рёбер усиления, вес которых составлял 15% массы корпуса — для работы на низком давлении их функция была избыточна. Производство стало дешевле, а надёжность узла осталась прежней.

«В последнее время Element получил множество запросов от заказчиков на модернизацию конусных дробилок — клиентам интересны наши футеровки с повышенной наработкой, сейчас они выходят в линейке THOR. Специалисты Element разработали новые сплавы, протестировали несколько вариантов, по результатам испытаний выбрали лучшие материалы и сделали опытные партии футеровок. Для проверки получившихся образцов мы привлекли российские и зарубежные аккредитованные исследовательские лаборатории», — поделился г-н Абдурахимов.

Готовы к экспериментам

Ещё одну показательную историю рассказали в «Армет Рус», специалисты которого решали задачу, возникшую перед крупным производителем нерудных материалов — Кемеровским каменным карьером. Стремясь нарастить свои производственные мощности, предприятие приобрело роторную дробильную установку Metso. Этот лейбл сам по себе уже считается знаком качества — кто бы мог подумать, что такой технике понадобятся какие-либо усовершенствования. Но износ ударных бил на ротор превышал гарантийные показатели в чуть ли не в 10 раз. Стоимость оригинального комплекта составляет порядка 1,2 млн рублей, так что оптимизация получилась сомнительной. Руководство карьера вынуждено было искать других производителей бил, однако проверку на прочность никто не проходил.

Компания «Армет Рус» пошла сложным путём: специалисты предложили изготовить била из своего материала и по собственной технологии. Эксперимент удался: ходимость бил составила 100000 тонн, а стоимость изначально была меньше. Била — это, конечно, «расходники», но дело ведь ещё и в периодичности технического обслуживания: чем реже идёт замена, тем меньше простой.

Правда, как оказалось, праздновать победу было рановато: однажды алгоритм дробления дал сбой и «расходники» начали выходить из строя. Разработчики снова взялись за дело: экспериментировали с конструкцией, составом чугуна, процессом термообработки.

На помощь пришли учёные — специалисты Белорусского национального технического университета. Инженерные изыскания привели разработчиков к полному пересмотру технологии, замене формовки и состава сырья для бил. Работа эта продолжается: литьё чугуна имеет свои технологические нюансы, однако эксперты признают, что именно этот материал лучше всего выдерживает истирание абразивными породами. И в процессе литья специалисты внимательно следят за заполнением металлом формы, за расположением изделия в ней, за процессом остывания и моментом сжатия.

Конечно же, всё это дополнительные сложности. Производители говорят, что их интерес здесь не только финансовый, но и именно инженерный. По словам директора «Армет Рус» Евгения Горина, используемая на карьере роторная дробилка считается одной из самых больших в линейке компании-производителя, и в России таких как минимум три. Поэтому решить такую техническую головоломку, как создание прочных износостойких бил, стало делом принципа.

Это как посмотреть

Рассказывая о работе конструкторского отдела на разных предприятиях, специалисты обычно разграничивают таких участников рынка, как эксперты по ремонту оборудования и поставщики комплектующих. Для последних обычно актуальнее работа специалиста техподдержки.

Однако в компании «ТехКарьер», которая представляет именно этот сегмент рынка, свой конструктор есть. Как рассказал соучредитель и финансовый директор предприятия Антон Третьяков, этот специалист проверяет соответствие доставленных на склад комплектующих заявленным требованиям, а также периодически работает с чертежами. В данном случае тот самый творческий подход, открывающий возможность усовершенствований, и правда ограничен и где-то даже губителен: комплектующие для ДСО непременно должны соответствовать заявленным характеристикам.

Это с одной стороны. С другой же всегда существует возможность выбора из представленного многообразия.

«Конечно, конусная дробилка — она и в Африке конусная дробилка. И есть компании-производители, лидеры этого сегмента. Но даже работая с их продукцией, можно использовать тонкие настройки, которые позволят повысить эффективность процесса дробления. И здесь задача для технолога уже такая: ничего от себя не придумывая, найти наилучший вариант. Будет ли это двустадийное дробление или трёхстадийное, как будет организована работа грохота, какое это будет оборудование. Может быть, имеет смысл поставить дополнительные единицы техники — и существенно повысится общий результат. Такой подход даже не всегда требует финансовых вложений, тут скорее нужно то самое инженерное мышление», — рассуждает Антон Третьяков.

Реализовать такой подход может и поставщик оборудования, и его владелец. В последнем случае и эффективность производства растёт, и оборудование выхаживает рекордные сроки. Говоря об этом, Антон Викторович опирается на опыт своего партнёра Романа Ремешевского, владельца карьера ПГС в Смоленской области.

Г-н Ремешевский много лет работает с дробильно-сортировочной техникой различных производителей, прекрасно ориентируется в конструкциях и на своих объектах уже отладил её работу чуть ли не до идеала.

«Недавно мы с Романом приехали на предприятие, которое рассматривало нас в качестве поставщиков оборудования, чтобы провести технологическую экспертизу действующего импортного ДСК. Роман осмотрелся и увидел некоторые возможности оптимизации производства. Советы касались уменьшения размеров питания с одновременным изменением эксцентриситета втулки и камеры дробления (установки других конусов) — за счёт подобных настроек предполагалось увеличить производительность, одновременно уменьшив отсев и улучшив характеристики продукта.

К счастью, руководство карьера прислушалось к нашему мнению.

Мы буквально на днях получили отзыв. Мы поставили требуемую втулку, и после её установки на конусную дробилку кубовидность щебня улучшилась, существенно увеличилась производительность и уменьшилось количество отсева. Следующим этапом планируется замена камеры дробления и изменение настроек машины для повышения энергоэффективности. Иногда в результате применения всех этих мер удаётся добиться улучшения характеристик ДСК в 1,5–2 раза», — рассказывает Антон Третьяков.

Сегодня г-н Ремешевский совместно со специалистами «ТехКарьер» намерен обратить свой опыт в создание собственного производства профильного оборудования (подробнее об этих планах вы можете прочитать в рубрике «Компания номера»).

ЭКCПЕРТ

«Необходимость доработать или модернизировать детали или комплектующие возникает во время обработки каждого десятого запроса, поступившего в Element. Есть ещё и сугубо индивидуальные продукты — мельничная футеровка, футеровки для питателей, бункеров и приёмников.

Когда мы модернизируем позиции под индивидуальные потребности и нужды заказчика, дополнительные издержки окупаются увеличившейся эффективностью работы оборудования и решёнными проблемами на производстве клиента. Это позволяет извлечь дополнительную прибыль или улучшить условия труда.

Если реализованное решение в будущем пойдёт в серию, для заказчика-инициатора в итоге не будет никакого подорожания.
Все входящие запросы на доработку и модернизацию мы взвешено обдумываем и обязательно проводим их инвестиционную оценку. Полученные результаты Element согласует с заказчиками — бывает, что запрашиваемая модернизация нерентабельна ни для клиента, ни для нас».

Текст: Анна Кучумова