ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ШАХТНЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ

журнал "Уголь" №6, 2001 г.

А. В. Бухмастов к. т. н., В. Н. Макаров к. т. н. ОАО “АМЗ” “ВЕНКОН”

            В современных условиях развивающихся рыночных отношений вопросы повышения качества выпускаемого горного оборудования приобретают все большую значимость. Во многом это обусловлено возрастающей конкурентной борьбой между отечественными и зарубежными производителями. Пожалуй в меньшей степени это пока коснулось заводов, выпускающих шахтные вентиляторы главного и местного проветривания. Однако, поводов для успокоения нет. Примером может послужить активное внедрение на рынке СНГ чешских, испанских, немецких производителей вентиляторов главного проветривания метрополитенов. Если по стоимостным показателям отечественные вентиляторостроители оказываются вне конкуренции, то в отношении других основных характеристик качества (показатели назначения, надежность и технологичность) положение неоднозначно. Достижения отечественной аэродинамики соответствуют мировому уровню, а в ряде случаев даже превосходят. Поэтому в части аэродинамических характеристик, определяющих показатели назначения (подача, давление, мощность, КПД), шахтные вентиляторы российского производства не уступают зарубежным.
            Шахтные вентиляционные установки относятся к энергоемкому оборудованию. Так, по статистическим данным более 10 % электроэнергии, потребляемой шахтами и рудниками, расходуется на обеспечение требуемых вентиляционных режимов. Именно поэтому аэродинамической нагруженности и экономической эффективности аэродинамических схем указанных вентиляторов уделялось и уделяется большое внимание. Так наиболее перспективной для осевых вентиляторов считается разработанная схема серии “М” сдвоенных аксиальных профилей, отличающаяся низкими инерционными характеристиками в соответствии с высокими показателями назначения. В настоящее время ведется разработка типоразмерного ряда шахтных вентиляторов блочно-модульной конструкции на базе вышеуказанных схем, обеспечивающего оптимальное покрытие поля вентиляционных режимов шахт России и стран СНГ.
            Наиболее заметным событием в области вентиляторостроения последнего времени является разработка параметрического ряда вентиляционных установок для отсоса метано-воздушной смеси из призабойного пространства шахт типа УВЦГ. Вентиляторы созданы на базе высоконагруженной аэродинамической схемы, разработанной Артемовским машзаводом совместно с НИИПП “ТУРМАШ”. Успешно эксплуатируются третий год на шахтах Кузбасса газоотсасывающие установки УВЦГ-7, УВЦГ-15. В настоящее время на шахтах “Кировская” и “Заречная” подготовлены к приемочным испытаниям опытные образцы установки УВЦГ-9. Без преувеличения можно сказать, что это машина третьего тысячелетия: об ее энергетической нагруженности говорит хотя бы тот факт, что окружная скорость рабочего колеса превышает 150 м/с, что более чем на 40 % превышает соответствующий параметр выпускаемых до настоящего времени вентиляторов. Машина защищена рядом патентов и способна существенно повысить безопасность ведения горных работ и их производительность.
            Доминирующим показателем технологичности шахтных вентиляторов является их удельная материалоемкость. Исследованиями одного из авторов данной статьи установлено, что достижения отечественного вентиляторостроения в этом направлении обеспечены главным образом за счет улучшения аэродинамических качеств, т.е. путем совершенствования аэродинамических схем. Зарубежные аналоги имеют существенно меньшие значения удельной материалоемкости главным образом ввиду использования более высоких скоростей вращения ротора. Возможность обеспечения значительных частот вращения обусловлена в основном за счет использования более прочных материалов и высококачественных подшипниковых опор. Необходимо отметить, что удельная материалоемкость хотя и косвенным образом, но достаточно тесно связана с показателями надежности. Объясняется это тем, что массовые характеристики, как основные составляющие показателя технологичности вентилятора, определяют величину возникающих динамических нагрузок и существенным образом влияют на долговечность конструкций. В немалой степени от массы деталей и узлов вентиляторов зависят и показатели их ремонтопригодности.
            В последние годы на Артемовском машиностроительном заводе с целью повышения надежности выпускаемых вентиляторов проведены исследовательские и проектные работы по совершенствованию конструкции подшипниковых узлов. На ряде вентиляторов главного проветривания, выпускаемые Минским и Вологодским ГПЗ подшипники качения 4 и 5 степеней точности заменены на аналогичные 6 степени, получаемые путем селективной сборки. На уже упоминавшихся вентиляторах ВЦГ-9, а также на ВОМД-24 и ВОМД-24А начали применяться шведские подшипники фирмы SKF. С 1997 г. динамическая балансировка роторов осуществляется с использованием виброизмерительной аппаратуры фирмы “ДИАМЕХ”. При этом роторы крупных вентиляторов балансируются в собственных подшипниках, а рабочие колеса вентиляторов местного проветривания – на оправках. Эти и другие мероприятия послужили основанием для получения заводом в мае 2000 г. сертификата одобрения Ллойд Регистра на основные виды выпускаемых заводом вентиляторов главного проветривания шахт и метрополитенов.