Применение износостойких сплавов для повышения долговечности рабочих органов машин

2. Зубья ковшей одноковшовых экскаваторов

Зубья изнашиваются до предельного значения при наиболее жестких условиях работы (разработка мерзлого грунта, скальных пород) за 3...4 сут, а в легких условиях их ресурс составляет 4 мес и более.

Форма износа зубьев ковшей сохраняется в течение всего времени работы зуба и зависит от типа грунта. На мелкодисперсных грунтах, обладающих высокой абразивностью, зуб заостряется, на крупнокусковых -- затупляется.

Абразивное изнашивание зубьев в зависимости от типа грунта характеризуется появлением царапин глубиной 4...5 мм и длиной 40...50 мм, а также вырывов глубиной 3...5 мм и площадью до 8... 12 мм². Вся площадь зубьев покрыта макро- и микроцарапинами и вырывами глубиной от 5 до 200 мк.

Значение поверхностной твердости изготовленных из стали 110Г13Л зубьев в процессе их изнашивания под действием нагрузок высокой динамичности быстро возрастает до 40 НКС, после чего стабилизируется. Исследования показали, что наклеп, распространяется на глубину 8 мм, а эпюра его распределения в целом повторяет эпюру распределения поверхностной твердости т. е. его максимум совпадает с максимумом эпюры износа. При этом наибольшие значения твердости совпадают с максимумами износа (рис. 10). Объясняется это явление тем, что наклеп наиболее интенсивно образуется в зоне наиболее жестких контактов с грунтом, т. е. в зоне максимального износа.

Рис. 10 Распределение наклепа по поверхности зуба ковша экскаватора из стали 110Г13Л, работавшего на твердых грунтах: а - размещение экспериментальных участков 1…7по профилю зуба; б - изменение износа и твердости зуба; в - изменение твердости поверхности в зависимости от удельной работы ударов Ау.

Изменение в результате износа первоначальной формы зубьев рабочих органов одноковшовых экскаваторов приводит к резкому возрастанию сопротивлений, снижающему их производительность. Так, при достижении предельного износа зубьев ковшей одноковшовых экскаваторов сопротивление копанию возрастает до 230%.

При полном износе зубьев их угол заострения увеличивается в 2...2,5 раза, достигая 65...70, а рабочая длина сокращается в 3...4 раза. Характер износа во многом определяется принятой схемой наплавки (рис. 11). Для ориентировочных расчетов предельный износ зуба принимают равным половине его рабочей длины.

Рис.11. Характер изменения формы зуба ковша в зависимости от места нанесения износостойкой наплавки: а - без наплавки; б - наплавка по двум плоскостям; в - наплавка по наружной плоскости; г - наплавка по внутренней плоскости.

Форма наплавки зубьев зависит от динамичности абразивного изнашивания- При незначительной динамичности, когда наблюдается самозатачивание, наплавке подвергают верхнюю грань зуба; при значительной динамичности, когда радиус затупления возрастает, проводят корончатую наплавку зуба (рис. 12).

Рис. 12. Корончатая наплавка зуба ковша: 1 -износостойкая наплавка; 2 - тело зуба.

Износ зубьев ковшей экскаваторов измеряется десятками миллиметров, поэтому полностью восстановить их наплавкой невозможно. Исключением является метод электрошлаковой наплавки. В связи с этим наплавляют или новые зубья, или в порядке профилактики зубья с изношенным первоначальным слоем наплавки.

Профилактическую наплавку зубьев проводят как непосредственно на ковше, так и в условиях наплавочного участка. Там их вместе с новыми зубьями укладывают в специальные кондукторы, обеспечивающие горизонтальность наплавляемых поверхностей (рис. 13).

Рис 13. Установка зубьев ковшей экскаваторов при их наплавке: 1 - электроды; 2 - направление движение стол.

Многоэлектродная наплавка зубьев ковшей экскаваторов износостойкими сплавами выполняется следующим оброем (Харьковский турбинный завод). Наплавляемые зубья устанавливают в кондуктор. Его располагают на столе специально переоборудованного токарного станка с высотой центров 200 мм, который перемещается относительно автоматической наплавочной головки. Наплавка идет одновременно несколькими электродными проволоками под слоем флюса (рис. 14). Легирующая шихта подается в слой флюса через боковой вырез дозатора, закрепленного на головке. Для предотвращения сваривания зубьев между собой специальный механизм смещает их относительно один другого в процессе кристаллизации ванны на их стыке. Установка потребляет ток 950,.. 1050 А при ширине ваплавки-60 мм. Максимальная ширина наплавленного слоя 120 мм, толщина 5...6 мм. Износостойкость наплавленных зубьев в 2...3 раза больше новых.

Рис 14. Многоэлектродная наплавка: 1 - электроды ; 2 - источник тока; 3 -флюс; 4 - наплавляемая деталь; 5 - наплавленный слой.

3. Экономическая часть

Экономия (гр.) - бережливое ведение хозяйства, в основе которого лежит уменьшение сдержек, расходов, затрат экономических ресурсов. Экономия достигает снижением потерь, использованием ресурсосберегающих технологий, рассчитанным ведением хозяйства, правильной организации труда.

Норма - установление, документально подтвержденная величина, определяющая нормативный уровень расходования ресурсов, получение доходов прибыли, затрат, времени, выработки продукции.

Объектом нормирования является промышленного шва выполненного в нижнем положении, при определении основного времени при наплавке.

Сравнение времени работы испытываемого объекта с экономии. Этот метод недостаточно объективен, так как в нем не учитывается физический объем выполнения работы и качество перерабатываемого материала, которые определяют изнашивание рабочих органов.

Физический объем выполнение работы испытываемых объектов с эталонным до их предельного износа.

Подсчет экономической эффективности применения износостойких сплавов для повышения долговечности рабочих органов.

Ориентировочная стоимость некоторых наплавочных сплавов

Хорошие результаты показали электрошлаковая наплавка зубьев экскаваторов проволокой VUS-TD16 состава С - 29%; Сr - 14,4; W - 3,5; Mo - 1,5; V - 1,1 и Cu - 1,0%.

Использование ток 380 А, напряжение 32 В, скорость подачи электрода 120м/ч. Зуб перованачально подогревали до 300 С.

Время его наплавки 9 мин, за это время наплавлялось 3,5 кг металла. Этими методами можно выполнять многократно. Износостойкость возрастала в 2 раза.

4. Техника безопасности

Электросварочные и газосварочные и огневые работы.

Огневые и другие пожароопасные работы в подразделениях производства проводятся в соответствии с признаками, регламентирующими их порядок проведения, в которых учтены требования "Правил пожарной безопасности в РФ" ППБ 01-03, "Типовой инструкции по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах" РД 09-364-00.

На проведение всех видов огневых работ на временных местах необходимо оформлять наряд-допуск. На местах постоянного проведения огневых работ оформление наряда-допуска не требуется.

Места проведение огневых работ должны быть обеспечены первичными средствами пожаротушения.

Газоэлектросварочные и другие огневые работы относятся к работам, к которым предъявляется дополнительные требования безопасности и установлен особый порядок допуска работников к их выполнению, требующий специального обучения работников перед допуском их к самостоятельной работе. Требование безопасности при производстве электросварочных, резательных и наплавочных работ изложены в инструкции ИОТ.Р.0-34; требования к хранению и эксплуатации газовых баллонов - в инструкции ИОТ.Р.0-84.

Требование безопасности в газовом хозяйстве.

В цехах производства вырабатываются или применяются:

- горючие газы: доменный, коксовый, природный и их смеси, конвертерный, пропан-бутан;

- продукты разделения воздуха: кислород и инертные газы (азот, аргон).

Все газы в повышенных концентрациях представляют опасность для находящихся в их зоне персонала. При запахе газа, либо другом неприятном запахе, необходимо немедленно вызвать работников газоспасательной станции. Постараться удалить персонал из опасной зоны. Зону оградить, выставить дежурные посты, находиться с проветренной стороны. При необходимости сообщить в добровольную газоспасательную дружину (ДГСД) цеха, руководителю, мастеру, начальнику смены и диспетчеру.

Содержание кислорода в воздухе составляет от 19 до 23%. Низкое содержание кислорода в воздухе (менее 16%) очень опасно. При содержании кислорода в воздухе 14 до 10% возможна потеря сознания, нарушается правильность суждений и чувствительность.

Список литературы

1. Гоненко А.П. "Оформление текстовых и графических материалов". Уч. Пособие, Москва "Академия", 2000 г.

2. Казаков Ю.В. "Сварка и резка материалов" Уч. Пособие, Москва "Академия", 2002 г.

3. Фрумин И.И. "Автоматическая электродуговая наплавка" Уч. Пособие, Москва "Металлургия" 1988 г.

4. Шехтер С.Я. "Машиностроение" Москва "машиностроение" 1982 г.

5. Петров И.В. "Износостойкая наплавка в ремонте машин" Техника в сел. хоз-ве Москва "Агропромиздат" 1988 г.

6. Шварцев А.Я. "Наплавка деталей" Уч. Пособие, Москва "Металлургия" 1981 г.

7. Сидоров А.И. "Восстановление деталей машин наплавкой" Уч. Пособие Москва "Машиностроение" 1987 г.

Размещено на Allbest.ru