Отложение оксидов железа, кремния, солей жесткости и пр. на теплообменных поверхностях при нагреве воды создают массу трудностей эксплуатационным службам – для восстановления теплотехнических показателей стандартного оборудования аппараты через 2-3 месяца приходится останавливать на чистку и ремонт, что часто бывает связано с демонтажем и монтажом порой многотонных теплообменников в ограниченных пространствах. В условиях активного отложения включений на ряде предприятий приходится иметь до 300 % запаса поверхности традиционных подогревателей, что резко увеличивает и без того высокие затраты на содержание традиционного теплообменного оборудования.

Известна простая и наглядная формула, описывающая интенсивность теплообмена в системе вода-стенка-вода:

где

– коэффициент теплоотдачи от воды 1 к стене,

– коэффициент теплоотдачи от воды 2 к стене,

– толщина металла стенки,м

• - коэффициент теплопроводности металла стенки,

– толщина слоя накипи на стенке,м

– коэффициент теплопроводности накипи и пр., на стенке,

Максимальные коэффициенты теплоотдачи от воды к стенке при вынужденном турбулентном движении в каналах находятся на уровне коэффициентов теплоотдачи от конденсирующегося водяного пара к стенке и достигают 15000 . Коэффициенты теплопроводности применяющихся металлов теплопередающей поверхности находятся в диапазоне 100-16 , где большая величина соответствует латуни, а меньшая – нержавеющей стали. Таким образом, максимальный коэффициент теплопередачи теплообменника на системе вода- металлическая стенка-вода может достигать (при толщине стенки канала =1 мм) =7000 в случае латунной стенки и =5100 для нержавеющей.

Приведенные результаты получены для системы без учета накипи на теплообменной поверхности. Коэффициент теплопроводности накипи на поверхности теплообменной поверхности не превышает 2 , таким образом при толщине накипи 0,1 мм с каждой стороны стенки, общий коэффициент теплопередачи составит для латуни = 4100 , а для нержавеющей стали = 3400 . Если толщина слоя накипи достигнет 0,5 мм с каждой стороны, коэффициенты теплопередачи будут выглядеть следующим образом: = 2500 , = 2250 . При дальнейшем возрастании слоя накипи “интенсивность” теплопередачи выравнивается для всех теплообменников с материалом стенки различной теплопроводности и зависит только от величины слоя накипи, например, для толщины накипи =1 мм, с каждой стороны стенки, коэффициенты теплопередачи аппаратов с латунными и нержавеющими стенками равны и не превышают К = 900 , т.е. ниже первоначальной интенсивности в 5-8 раз (1).

Методы борьбы с засорами труб

Одним из направлений в создании и усовершенствовании теплообменных аппаратов является проблема борьбы с коррозией, особенно актуальная в отношении кожухотрубных теплообменников, основным материалом для изготовления которых является углеродистая сталь. В настоящее время для борьбы с коррозией применяется газотермическое напыление трубных досок, труб пароперегревателей. Пластинчатые же теплообменники, изготовляемые, как правило, из нержавеющей стали, проблеме образования коррозии подвержены в меньшей степени.

Конструкции пластинчатых теплообменников продолжают совершенствоваться. Основной задачей при проектировании таких аппаратов, является максимально возможное уменьшение габаритов теплообменной системы (веса, размера) при одновременном увеличении ее эффективности. Наиболее перспективный путь решения этой проблемы – интенсификация теплообмена. Для достижения подобных результатов используются различные способы комбинации пластин при фиксировании расстояний между ними, а также скоростей движения жидкостей-теплоносителей. Однако при любой конструкции теплообменника со временем происходит засорение отложениями солей, уменьшающих сечения труб и снижающих теплопроводность стенок. Особенно важен этот фактор для пластинчатых теплообменников, оборудованных каналами с очень малым сечением. Термодинамические параметры таких теплообменников снижаются даже при минимальных слоях накипи. Инновационные разработки не обошли стороной и эту проблему. Одними из вариантов борьбы с солевыми отложениями являются химические методы, где для растворения отложений в теплообменник подаются специальные составы. Но этот способ малоэффективен в отношении кремниевых отложений. Наиболее популярным в настоящее время инновационным способом защиты труб и каналов теплообменников от солевых отложений является ультразвуковой способ, уменьшающий скорость образования накипи. Впрочем, в пластинчатых теплообменниках, ввиду высокой турбулентности потоков теплоносителей, обеспечивающейся благодаря специальной обработке пластин теплообменника, их рифлением, отложение накипи и так происходит чрезвычайно медленно.

Одним из правил и норм эксплуатации теплообменников является проведение регулярной очистки теплообменников. Под очисткой теплообменников обычно подразумевается удаление с внутренних поверхностей накипи и налета, а также устранение скопившихся отложений(5).

Налет, оседающий на внутренних стенках теплообменника, может стать причиной ухудшения теплопроводности системы, что приведет к существенному снижению эффективности и увеличению расходов на поддержание заданных температурных параметров(2). Кроме этого, скапливающиеся в нижней части теплообменника отложения затрудняют циркуляцию теплоносителя, что опять же приводит к понижению эффективности и возможному выходу из строя системы. Регулярная очистка теплообменника является единственной достаточной мерой, способной исключить дополнительные расходы, капитальный ремонт или замену теплообменника.

Разборная механическая очистка и безразборная гидрохимическая очистка теплообменников

Сегодня разделяют два основных метода очистки теплообменников различных как по принципу действия так и по степени эффективности — разборная механическая очистка и безразборная гидрохимическая очистка теплообменников(3). Разборную очистку теплообменников относят к крайним мерам, необходимость в которых возникает только в самых запущенных случаях, в то время как безразборная гидрохимическая очистка теплообменников считается мерой, подходящей для регулярного сервисного обслуживания любых теплообменников.

Под разборной очисткой теплообменников обычно подразумевается механическая очистка, которой необходим разбор и извлечение из теплообменника загрязненных элементов. В этом случае очистка теплообменника предполагает промывку блоков или пластин теплообменника струей воды под высоким давлением. При необходимости может быть добавлена такая мера, как химическая очистка теплообменников, при которой загрязненные детали помещаются в емкость с чистящим средством на определенный промежуток времени.

После завершения химической промывки теплообменника извлеченные детали промываются водой и помещаются в систему. Преимуществом разборной химической очистки теплообменника является ее высокая эффективность — подобным методом возможно удалить практически все скопившиеся загрязнители любого характера. Основным же минусом этого метода очистки теплообменников является его большая стоимость в сравнении с безразборной химической очисткой теплообменников.

Альтернативой разборной промывки является безразборная химическая очистка теплообменников, которая не требует разбора системы и промывки ее по частям. В основе безразборной химической очистки теплообменников лежит работа специальных устройств — бустеров для промывки теплообменников. Очистка теплообменников при помощи специальных установок представляет собой введение в систему специальных чистящих средств, которые циркулируют в системе под определенным давлением и температурой.

Установки для очистки теплообменников представляют собой устройства, состоящие из нескольких основных блоков: насоса, напорного бака и нагревательного оборудования. В напорный бак заливается раствор для очистки теплообменников, который нагревается ТЭН — трубчатыми электронагревателями — до определенной температуры, после чего установка для очистки теплообменников подключается через сливные отверстия к теплообменнику. После подключения установка для очистки теплообменников к системе включается специальный насос, который перегоняет жидкость в теплообменник и создает необходимое для эффективной очистки теплообменника давления. В течении нескольких часов ( в зависимости от размеров теплообменника и степени ее загрязнения) чистящее средство циркулирует через пластины или трубы теплообменника, в результате чего с внутренних поверхностей удаляется накипь и другие загрязнители.

По истечении определенного времени насос для очистки теплообменников переключается в режим реверса потока и удаляет из системы чистящее средство вместе с содержащимися в нем загрязнителями. На этой стадии установка для очистки теплообменников переключается в режим промывки водой, и насос через сливные отверстия подает на пластины или в трубы теплообменника воду. Эта мера является необходимой, так как в состав большинства средств для очистки теплообменников входят различного рода агрессивные химические реагенты, длительный контакт с которыми может оказать на элементы системы негативное воздействие.

Разборная, как и безразборная промывки, подходят как для очистки пластин, так и для очистки труб теплообменников. Эффективность же любой химической очистки теплообменников зависит в первую очередь от правильного подбора оптимальных чистящих средств, то есть реагентов для промывки теплообменников.

Очистка труб теплообменников.

Для очистки трубчатых теплообменников могут быть использованы оба способа, то есть, безразборная и разборная химические очистки теплообменников, однако предпочтение отдается безразборной химической очистке труб теплообменников. Как и в случае с пластинчатыми теплообменниками, безразборная химическая очистка труб теплообменника проводится только с использованием специального оборудования, которое способно обеспечить необходимое для эффективности промывки давление и температуру.

На эффективности любой химической очистки теплообменника прежде всего сказывается выбор оптимальный средств для очистки теплообменников. В состав большинства чистящих средств входят те или иные сильные химические реагенты, которые способны разрушить или растворить накипь, налет и другие загрязнители. Наиболее распространенным средством для очистки труб теплообменника считаются различные кислоты, которые, вступая в реакцию с загрязнителями, разрушают их.

Для очистки труб теплообменников от различного рода накипи и налетов в основном используются сильные кислоты. Уровень pH подобных средств для очистки от накипи теплообменников зачастую находится на уровне 1-3. При выборе реагента для очистки труб теплообменника особое внимание уделяется возможности его использования в каждом конкретном случае, который зависит как от конструктивных особенностей системы, так и от материала, из которого выполнены подлежащие очистке трубы теплообменника.

Очистка труб теплообменника производится чаще всего при помощи специальных устройств, которые позволяют произвести безразборную химическую очистку теплообменника. В этих случаях бустер для очистки теплообменников подключается напрямую к сливным отверстиям теплообменника, после чего начинает подачу раствора для чистки труб теплообменников на загрязненные поверхности. Благодаря высокому давлению, под которым в систему подается чистящее средство, этот метод позволяет с высокой эффективности удалить практически все загрязнители любого вида. Для улучшения качества очистки труб теплообменника и ускорения процесса промывки необходимо подогревать чистящий раствор, так как высокие температуры способствуют ускорению большинства химических реакций.

Очистка труб теплообменников может быть произведена также и при помощи разборного метода промывки, однако подобный способ при очистке труб теплообменников менее эффективен, чем при очистке пластинчатых систем. В процессе разборной очистки трубы теплообменников замачиваются в чистящем растворе, а в последствии промываются проточной водой.

Несмотря на широкое распространение обоих методов очистки труб теплообменников , большей эффективностью при меньших затратах отличается метод безразборной химической очистки. Особую важность приобретает безразборный метод очистки труб теплообменников в тех системах, где не предусмотрена возможность извлечения внутренних деталей теплообменника из системы.

Очистка от накипи теплообменников.

Несмотря на некоторые различия в процессах очистки пластинчатых и трубчатых теплообменников, для устранения одних и тех же загрязнителей в теплообменниках обоих типов чаще всего используются одинаковые химические реагенты. Наиболее распространенной проблемой любых теплообменников считается возникновение накипи на внутренних поверхностях теплообменников. Для очистки от накипи теплообменников чаще всего применяется метод безразборной химической очистки, однако в некоторых особо запущенных случаях рекомендуется разборная механическая прочистка.

Безразборная химическая очистка от накипи теплообменников производится тем же способом, что и любая другая очистка теплообменников, а именно путем подключения к системе специального устройства и промывки пластин или труб теплообменника тем или иным моющим средством(4). Для очистки от накипи теплообменников сегодня чаще всего используются различные кислоты. Так, например, широкое распространение получили средства для очистки теплообменников на основе азотной кислоты. При выборе средства для очистки от накипи теплообменников необходимо определить тип накипи, покрывающей пластины или внутренние поверхности труб теплообменника. Накипь может представлять собой осевший карбонат кальция, продукты коррозии, силикаты и другие типы веществ, поэтому для очистки от различных типов накипи теплообменников используются различные чистящие средства.

Для очистки от накипи теплообменников, в состав которой входит карбонат кальция зачастую используется азотная кислота. Азотная кислота, входящая в состав средства для очистки от накипи теплообменников, при контакте с карбонатом кальция образуется пузырьки водорода и углекислоты, которые и разрушают накипь.

Еще одним типом накипи являются осевшие на внутренних поверхностях теплообменника оксиды металлов. Для очистки от накипи теплообменников подобного типа может быть использована сульфаминовая кислота, принцип действия которой во многом схож с азотной кислотой.

Силикатные отложения обычно устраняются при очистки от накипи теплообменников жирные кислоты. Также для очистки от накипи теплообменников может быть использована фосфорная кислота, которая не менее действенно удаляет с внутренних поверхностей теплообменника налет.

Выводы

Проблема засорения трубопроводов теплообменных аппаратов стоит максимально остро. Периодическая чистка трубопроводов от отложений в ряде случаев необходима каждые 2-3 месяца и связана с большими затратами по времени, деньгам, а так же трудовым ресурсам.

Наиболее распространенный вид борьбы с засорами – химическая чистка, разборная и безразборная. Так же в борьбе с одразованием отложений на трубопроводах помогают водоводяные и пароводяные (ПВВВ и ППВВ) подогреватели.

Подогреватели с винтовым движением нагревающей среды в межтрубном пространстве состоят из корпуса, трубных досок, трубчатки с поперечными и винтовыми перегородками, благодаря которым и обеспечивается движение среды по винтовой траектории (рис. 1).

Устойчивая работа ПВВВ и ППВВ на воде низкого качества объясняется реализацией в данной конструкции наиболее простого и дешевого способа водоподготовки, позволяющего добиваться сокращения и исключения отложений на теплообменной поверхности и заключающегося в создании автоматического пульсационно-вихревого режима движения теплообменивающихся потоков, как в межтрубном, так и в трубном пространстве подогревателей.

Рис. 1 Схема работы подогревателя с винтовым движением нагревающей среды

Известно, что с увеличением скорости потока воды, снижается скорость отложения накипи на теплообменной поверхности. Толщина накипи уменьшается не только от увеличения скорости движения среды, а от величины критерия Рейнольдса потока в целом (Rе = Wd/р, где W- скорость потока, d -эквивалентный диаметр прохода, р – вязкость среды). Таким образом, на величину вихрей смывающих частицы накипи с теплообменной поверхности, существенное влияние оказывает увеличение диаметра теплообменных трубок. Несмотря на некоторое снижение интенсивности теплоотдачи от увеличения диаметра трубок при работе с водой, образующей в рабочих условиях накипь на теплообменной поверхности, такое мероприятие оправдано, а чаще всего просто необходимо (1).

• ведения договоров;

• резервирования;

• бронирования;

• Интернет-бронирования;

• оперативной работы с гостем;

• расчета;

• работы с тарифами;

• работы с путевками;

• учёта и распределения ресурсов;

• работы с архивом и постоянными клиентами;

• управления номерным фондом;

• работы этажной службы;

• работы горничных и распределения уборок;

• анализа загрузки номерного фонда;

• диспетчера номерного фонда;

• администрирования;

• пункт проката;

• работы по технологии внутреннего кредита (депозита);

• расчетов за телефонные переговоры и обработки гостиничных команд;

• расчетов за пользование интернетом;

• формирования сводок и отчетов.

При анализе гостиничных систем приморского края обнаружены следующие недостатки обслуживания, которые в том числе связаны с 1С – Рарус, являющейся системой автоматизации для большинства гостиниц Приморского края:

1.23% постояльцев недовольны сбоями в программе службы бронирования и размещения; (нередко за человеком остается незакреплённый номер, который уже оплачен, но по неясным причинам занят, либо программа бронирования, которая «поглощает» паспортные данные заселяющегося и выдаёт, что данная личность ни в одной базе данных не найдена);

2.21% постояльцев недоволен сбоями в службе питания и службе продаж;

3.18% постояльцев недовольны системой водонагрева и слива;

4.5% постояльцев недовольны постоянными сбоями в автоматизации спортзалов.

Очень сложно комментировать данную ситуацию, так как в процентном соотношении все-таки большинство, а это 77% постояльцев, весьма удовлетворены программным оснащением приморских гостиниц.

Изучив систему автоматизации большинства гостиниц Приморья, выделив основные сбои данной системы и, распределив в процентном соотношении существующие недочеты, можно сделать вывод, что всё же, по сравнению с 2010 годом, где своё недовольство выразило 43% опрашиваемых, виден позитивный сдвиг. Уже в настоящий момент системы автоматизации гостиничных комплексов находятся на достаточно высоком уровне развития, и прогресс не стоит на месте. Таким образом, уже в самом ближайшем будущем процент недовольств резко сократится. По оценкам экспертов, качество данных систем с 2009 года выросло на 38%,что является очевидным взлётом в гостиничном сервисе.

Предлагаемая конструкция стенда позволяет проводить испытание радиаторов под давлением и одновременно подвергать его колебательным воздействиям. Внутри стенда располагаются электродвигатель (рис.), редуктор и резервуар для воды. Стол стенда состоит из неподвижного листа, имеющего вид противня, служащего для стока воды, и подвижной плиты, связанной при помощи пальца с качающейся плитой. На плите установлены две стойки, к которым восемью болтами крепится радиатор.

Для радиаторов автомобилей разных марок предусмотрена специальная переходная рамка, которая крепится на стойках стенда.

Рисунок  – Схема стенда

Таким образом, при наличии соответствующих переходных рамок и наконечников для подсоединения шлангов к патрубкам радиаторов можно испытывать на стенде радиаторы различных марок.

Стенд приводится в действие от электродвигателя мощностью 1 кВт с частотой вращения 1425 мин^–1. Вращение от электродвигателя передается на вал редуктора при помощи клиновидного ремня. Редуктор не только понижает частоту вращения, передаваемого от электродвигателя, но и при помощи эксцентрика преобразовывает вращательное движение в возвратно-поступательное движение шатуна, соединенного с подвижной плитой. Шатун имеет шток, который верхней частью входит в отверстие плиты и приварен к ней.

Конструкцией предусмотрена возможность изменения величины эксцентриситета, определяющего ход возвратно-поступательного движения плиты вверх и вниз в пределах от 0 до 40 мм. При испытании различных радиаторов можно опытным путем установить необходимую величину амплитуды колебания плиты. Частота колебаний радиатора постоянная и определяется числом оборотов эксцентрика, равным 82 мин^–1.

Качание радиатора осуществляется при помощи плиты, соединенной в центральной части с плитой пальцем. Качание плиты относительно оси пальца производится тягой, связывающий один конец плиты со столом. Перестановка вилки тяги по отверстиям ушка плиты можно изменять расстояния между осью пальца, вокруг которой происходит качание плиты, и осью штыря, связывающего плиту с вилкой тяги. В зависимости от этого расстояния будет изменяться амплитуда качание плиты, которую можно установить опытным путем.

Для смягчения ударов плиты при перемене направления движения служат четыре пружины.

Радиаторы испытываются гидравлическим давлением. Вода заливается в резервуар, наличие которого способствует уменьшению расхода воды, так как позволяет одним и тем же количеством воды испытать партию радиаторов.

Вода из резервуара подается в радиатор шестеренчатым насосом по трубе. Производительность насоса равна 15 л/мин. Так как в гидравлическую систему включен редукционный клапан, пружина которого отрегулирована на давление 0,5 ат (50 кН/м), то избыточное давление в магистрали не возникает. Избыток воды из редукционного клапана стекает обратно в резервуар. Таким образом, обеспечивается постоянное давление в радиаторе, соответствующее техническим условиям.

Предлагаемый стенд будет способствовать совершенствованию ремонтного производства, а, следовательно, и улучшению материального положения предприятий подобного типа [2]. Конструкцию стенда предполагается внедрить в производственный процесс ремонта мобильной техники, что снизит затраты труда при выполнении разборочно-сборочных работ и скажется на повышении производительности труда.

В комплекс включаются разного назначения машины и в зависимости от объёмов работ группируемые в парки машин с разной численностью  однотипного оборудования (экскаваторы, бульдозеры, самосвалы, краны и др). В парки включают разные типоразмеры машин (по грузоподъемности, производительности, мощности, исполнению узлов). Из-за высокой стоимости машин и больших затрат на производственную и техническую эксплуатацию структура парка  должна отвечать требованиям эффективного использования возможностей машин с обеспечением требуемой производительности, безопасности, снижения простоев и затрат.

На примере карьерного автотранспорта открытых горных работ рассмотрим возможности управления структурой парка автосамосвалов (реализацией эксплуатационных свойств некоторого количества автосамосвалов различных изготовителей, моделей, с разной наработкой), обеспечивающие эффективное использование возможностей техники, материальных и трудовых ресурсов.

Объемы добычи полезных ископаемых горнодобывающей промышленностью России постоянно растут и основной их объем на открытых работах перевозится автомобильным транспортом (до 70%). Развитие горных работ на карьерах приводит к увеличению глубины карьера и расстояния транспортирования.

Используемые в настоящее время системы автоматизации и диспетчеризации на карьерном транспорте позволяют оперативно отслеживать состояние ведения горных работ и управлять ими за счёт перераспределения транспортных средств. Например, в случае выхода из строя автосамосвалов и экскаваторов, ухудшения пропускной и провозной дорожной ситуации, изменения подготовленных к погрузке объёмов горной массы, системное программное обеспечение  (при необходимости диспетчер) позволяет выбирать решение по поддержанию производительности транспортных работ. Начиная с 2000-х годов системы компаний Micromine Pty Ltd. (Зап. Австралия), Wenco International Mining Systems Ltd., (Канада), Modular Mining Systems. Inc. (США), ООО «ВИСТ Групп» и ЗАО НПО «Союзтехноком» (Россия) и др. внедрены на крупных карьерах и позволили накопить много информации по эксплуатации автосамосвалов.

Система диспетчеризации горно-транспортного комплекса представляет собой комплекс бортового, навигационного и радиооборудования, позволяющего вести автоматизированный учёт технико–эксплуатационных показателей работы автотранспорта, диспетчерский центр, бортовых систем установленных на автосамосвалах. Бортовые системы постоянно собирают информацию: о месте нахождения автосамосвала в системе координат; пройденном пути; скорости автосамосвала; массе перевозимого груза; остатка топлива в топливном баке; наработке двигателя и других узлов. Вся собираемая информация передаётся по радиосвязи (GSМ антенна) в диспетчерский центр, где она обрабатывается и формирует базу данных за смену, сутки, месяц.

Выбор маршрута движения автосамосвала осуществляется по критерию минимума простоев автосамосвалов и максимуму производительности экскаватора.

В свою очередь, объем информации (число показателей и частота их информации) определяется поставленными задачами оперативного управления экскаваторно-автомобильным комплексом. Основными факторами, определяющими задачи оперативного управления, являются: объемы перевозок горной массы, общая потребность в погрузочно-транспортном оборудовании и др.

Предлагается использовать информацию на формирование лучшей структуры парка автосамосвалов за счёт выбора модели и определения лучшего числа машин. При изменении объёмов работ парк машин и имеющиеся в парке модели изменить за короткий период практически невозможно. Увеличение числа машин требует больших затрат и времени на их ввод в эксплуатацию. Уменьшение числа машин приведёт к потере производительности, простою неиспользуемых машин и финансовым потерям. На практике при проектировании горных работ после определения числа рабочих машин вводится коэффициент резервирования, увеличивающий автосамосвалов в парке в 1,3 …2 раза.

Сегодня разработаны модели [1] и методики [2,7] формирования парков автосамосвалов по экономическим показателям, использующие показатели работы различных типов самосвалов в течение срока их службы. Формирование парка осуществляется по минимуму затрат на эксплуатацию, владение, техническое обслуживание и ремонт и по статистическим данным наработки различных типов самосвалов на карьерах России и других стран.

В качестве улучшения предлагается также учесть, что парк машин будет использоваться в течение 5-10 лет, эксплуатироваться в условиях постоянно меняющихся маршрутов. Необходимо окончательно формировать парк с учётом критериев: показателя стабильности [6] и показателя транспортного потока, для сравнения применяемых транспортных машин [3, 4, 5].

Также  необходимо формировать парк машин не менее 2-ух производителей техники, чем обеспечивается лучшее их обслуживание и ремонт, снижается цена поставки техники и запасных частей, возрастает специализация ремонтных рабочих и машинистов.

Алгоритм формирования парка автосамосвалов (рис.1) для добывающего горного предприятия учитывает технические, технологические и производственные параметры: производительность, габариты, стоимость, показатели надежности, эксплуатационные затраты и др.

Рис. Алгоритм формирования парка карьерных автосамосвалов

Для повышения эффективности управления производственной эксплуатации предприятия на уровне структуры парка машин необходимо создание, на основе аутсорсинга, центров техники с функциями выполнения технической эксплуатации и предоставления лизинговых услуг. Благоприятные условия организации таких центров складываются в горно-добывающих кластерах Урала, Якутии, Карелии, Красноярском крае и Северо-Западного регионе (Ленинградская и Мурманская области).

Приведённые в работе предложения могут быть применимы также и к горным машинам (буровые станки, экскаваторы) и строительно–дорожной технике (бульдозеры, краны, сваезабойные машины), городскому транспорту мегаполисов и к другим видам производственной деятельности, использующих парки машин и внедряющие современные системы диспетчеризации.

Внедрение нового информационно-диагностического оборудования в систему “человек–горная машина–среда” современных экскаваторов позволяет улучшить качество управления и повысить уровень контроля над основными механизмами, такими как: напорный, подъема ковша, торможения, и др. Экскаваторы, эксплуатируемые на карьерах и разрезах, обладают электромеханическими системами большой единичной мощности и значительными габаритами, поэтому с внедрением нового оборудования, происходит повышение и требований к машинистам экскаваторов. Современный машинист, взаимодействуя с техническими системами должен, кроме управления в сложных горнотехнических условиях, также контролировать систему показателей внутренних систем и визуально контролировать рабочий цикл экскавации и погрузки горной массы в транспортное средство [1, 2, 3, 4, 5].

Для адаптации  машинистов (операторов) с малым опытом работы, во время обучения используются  современные тренажеры и программы, которые имитируют на экране рабочий цикл по экскавации горной массы. Современные учебно-тренировочные устройства способствуют закреплению теоретических знаний и повышению навыков управления  экскаватором [6].

После прохождения обучения, машинист (оператор) в соответствии с требованиями по эксплуатации должен пройти стажировку под руководством опытного машиниста экскаватора (продолжительностью от 2 до 5 смен) [7].

Основанием данной работы послужило сопоставление результатов приводимых исследований представленных в работах [1, 8, 9]  (табл. 1) с оценками уровня подготовки операторов после обучения, рассчитанные в работах [10, 11] (табл. 2), где P_глоб. – оценки уровня подготовки,

Результаты работ (табл.1, табл.2) соотнесены на рисунке.

Таблица 1. Значения коэффициентов определяющих  эффективность эксплуатации  и управления карьерных экскаваторов

Таблица 2. Результаты  оценок деятельности операторов

Рисунок. Соотношение уровней подготовки со значениями коэффициентов деятельности операторов

На основе анализа (табл.1), уровня подготовки (табл.2) и их сопоставления на рис., можно сделать вывод, что достаточный уровень подготовки соответствует стажу машиниста меньше года и допустим только к решению типовых задач. Тогда как высокий уровень подготовки соответствует стажу 5-10 лет. Такие специалисты могут выполнять различные технические задачи и нести ответственность за их выполнение. Данный уровень достигается при условии, что работник имеет большой наработанный опыт при выполнении типовых задач, а также имеет опыт работы на технических системах меньшей мощности.

Это подтверждает требование руководства по эксплуатации карьерных экскаваторов большой единичной мощности (более 15 м³), что машинист должен иметь опыт работы на подобном оборудовании с вместимостью ковша более 4 м³ не менее 5 лет, перед управлением экскаватором большой единичной мощности [12, 13].

Таким образом, сопоставление коэффициентов квалификации машиниста с уровнем подготовки позволяет соотнести уровень подготовки специалиста с его эффективностью, стажем, умением управлять экскаватором, но и определить его место в производственном процессе.