Способы, машиностроительные технологии и оборудование для восстановления отверстий в деталях горных машин

Способы, машиностроительные технологии и оборудование для восстановления отверстий в деталях горных машин

Детали горно-обогатительного оборудования характеризуются большими габаритами (до 10 м) и массой до 100 т. Изнашивание отверстий в деталях приводит к нарушению посадок в узлах механизмов и их поломкам. В деталях могут иметь место цилиндрические гладкие отверстия, открытые с двух сторон или с одной стороны (глухие). Из всех восстанавливаемых поверхностей отверстия составляют более 60%. Стоимость восстановления обычно составляет от 15 до 40% стоимости новых деталей. Изношенные поверхности отверстий можно восстанавливать под нормальный размер несколькими способами. Из них выбирают тот, который наиболее выгоден в условиях данного предприятия для данных деталей, и при этом исходят из особенностей производства горно-обогатительного цеха, возможностей демонтажа и доставки детали в ремонтный цех или необходимости восстановления её на месте эксплуатации оборудования, её технологических и конструктивных особенностей, величины и характера износа, материала детали, наличия ремонтного оборудования и материалов для восстановления [1].

Деталь с восстановленным отверстием должна быть прочной, достаточно долговечной и надежной в эксплуатации. Она должна обладать качествами, которые имеются у новой детали. А применяя современные технологии, возможно совместно с восстановлением упрочнять поверхности отверстия. Чтобы выбрать способ восстановления детали, необходимо знать её служебное назначение, условия работы и действующие на неё усилия, а также срок службы. Целесообразность применения выбранного способа восстановления и необходимость одновременного упрочнения поверхности отверстия в каждом случае зависит от следующих факторов:  условий работы поверхности отверстия детали;  - характера сопряжения (подвижная, неподвижная посадка), величины и характера действующих нагрузок, скорости взаимного перемещения деталей сопряжения, видов и способов смазки поверхностей с подвижной посадкой; величины и характера износа поверхности отверстия; прочности детали на момент восстановления; конструкции детали, марки материала её и наличие термической обработки; требований технических условий на восстановление; - наличие ремонтного оборудования и материалов; количество однотипных деталей с аналогичным износом.

Определяющими факторами, для выбора оптимального варианта могут быть: предполагаемые качество поверхности и прочность детали после восстановления; продолжительность ремонта; наличие ремонтных средств и материалов; экономическая эффективность с учетом особенностей действующего цеха. Для восстановления отверстий деталей горных машин наиболее подходят способы: пластического деформирования; механической обработки под ремонтный размер; наращивания поверхностных слоёв (напылением и наплавкой).

Восстановление малых отверстий способом пластического деформирования можно осуществить обжатием по наружной поверхности или вдавливанием по торцевым поверхностям, а больших отверстий - деформирующим резанием (подрезанием с отгибом) или накаткой треугольного профиля на восстанавливаемой поверхности. Восстановление отверстий механической обработкой под ремонтный размер является самым эффективным. Сущность его обуславливается восстановлением с помощью механической обработки изношенной поверхности отверстия ремонтируемой, более сложной, металлоемкой и дорогой детали снятием минимального слоя металла до удаления следов износа без сохранения первоначального размера, то есть до ремонтного размера.

Сопрягаемую деталь можно восстановить введением деталей-компенсаторов или изготовить новую, обеспечив первоначальную посадку. Основными данными при расчете ремонтного размера служит величина износа отверстия припуск на обработку, определяемый с учетом характера обработки, типа оборудования, размера и материала детали. Конечный ремонтный размер необходимо устанавливать из условий прочности, и конструктивных особенностей сопрягаемых деталей.

При определении ремонтного размера необходимо брать величину износа по радиусу отверстия. С учетом этого определить ближайший ремонтный размер отверстия. Значение, на которое необходимо увеличить нормальный диаметр отверстия при обработке, называется ремонтным интервалом, который на практике для отверстий разных деталей горного оборудования принимают в пределах 0,1 - 1,5 мм [2].

Изношенные поверхности отверстий различных цилиндров можно восстанавливать механической обработкой под больший ремонтный размер. Перед ремонтом отверстий цилиндров гидросистем необходимо осмотреть внутренние полости и проверить диаметр. Отклонение профиля продольного сечения не должна превышать 0,03 мм на длине 1 000 мм; предельно допустимая выпуклость и вогнутость до 0,03 мм. Если отклонения превышают допустимые, а на внутренней поверхности цилиндра имеются продольные риски и задиры, цилиндр необходимо расточить, затем выполнить отделку поверхности круглым притиром с абразивной пастой. Рационально исправить полость цилиндра на внутришлифовальном или токарном станке, применив шлифовальную головку. Чистовую отделку небольших цилиндров рекомендуется выполнить разверткой, укрепленной на борштанге. Производительно и качественно можно обработать отверстие цилиндров на горизонтально-расточных станках специальной хонинговальной головкой. Ремонтные размеры отверстий цилиндров определяют исходя из принимаемого межремонтного интервала в пределах 0,5 -1,0 мм. Последний ремонтный размер должен быть таким, чтобы цилиндр был достаточно прочен.

Восстановление отверстий цилиндров компрессоров способом ремонтных размеров предусматривает механическую обработку отверстия под ремонтный размер, который больше нормального, но соответствует ремонтному размеру поршня. Если износ цилиндров данного компрессора больше, чем допускается ремонтными размерами, их необходимо расточить под гильзы, которые затем запрессовывают и обрабатывают под нормальный размер. В случае, когда цилиндрами компрессора являются сменные гильзы, то их также необходимо обработать под ремонтные размеры, а при достижении предельного размера следует заменять на новые.

Отверстия с плоскостью разъема под подшипники с незначительным износом в виде овальности и конусности, значения которых превышает допустимую величину целесообразно восстанавливать путем снятия слоя металла с плоскости разъема и доведения до нормального размера. Посредством ремонтных (дополнительных) деталей можно восстанавливать многие отверстия, в которых располагаются шариковые или роликовые подшипники. Отверстия в корпусных деталях из чугуна восстанавливают растачиванием на расточных станках. Одним из способов восстановления изношенных поверхностей отверстий является микронаплавка, которая выполняется с комбинированным плавлением одновременно в двух местах. В результате происходит перенос металла электрода на деталь, после чего выполняется последующая обработка отверстия до получения нормального размера [2].

Основными преимуществами этого способа являются получение оптимальной толщины наплавленного слоя до 0,3…0,4 мм на сторону. Это позволяет компенсировать износ и обеспечивает необходимую величину припуска на последующую механическую  обработку. При этом имеет место незначительном нагреве поверхности и достижение высокой поверхностной твердости покрытия, которая превышает твердость основы. Для отделки отверстий может быть использована хонинговальная головка. Для восстановления отверстий крупногабаритных деталей горно-обогатительного оборудования на местах эксплуатации можно использовать газо-термическое напыление или наплавку мобильными сварочно-расточными комплексами.

Газо-термическое напыление можно использовать для восстановления отверстий любых размеров в деталях из разных материалов. Невысокая температура нагрева (до 150°C) не приводит к изменению структуры, короблению и удлинению деталей. Широкий выбор материалов покрытий для разных условий эксплуатации. Это дает возможность (при необходимости и за счет специально подобранного материала) улучшить поверхностный слой отверстия. Толщина покрытия регулируемая и может составлять от 0,01 до 15 мм в зависимости от величины и равномерности износа, возможно нанесение покрытия на локальные поверхности. Так можно восстанавливать отверстия под подшипники в редукторах и в ряде других деталей. Простота конструкции оборудования, и технологического процесса восстановления отверстий и других поверхностей в труднодоступных местах горно-обогатительных машин являются основанием для использования мобильного газо-термического комплекса на любом предприятии.

При необходимости механической обработки после восстановления больших отверстий крупногабаритных деталей горно-обогатительного машин на местах эксплуатации рационально применять мобильные сварочно-расточные комплексы компании Sir Meccanica S.p.t. моделей WS1÷WS7 и др. (диаметр восстанавливаемых отверстий от 37 до 11 700 мм), фирмы Climax ВВ 3000÷ВВ-8000 (диаметр восстанавливаемых отверстий от 38 до 4 030 мм), которые могут устанавливаться как в горизонтальном, так и вертикальном положении.

Автоматические наплавочные установки Bortech brand BoreWelder, входящие в комплект мобильных сварочно-расточных комплексов, позволяют выполнение прецизионных сварочных швов пошаговым методом наплавки, при котором оператор регулирует наплавку, нанесенную за один проход, скорость перемещения, напряжение и скорость подачи проволоки. Наплавочные установки портативны, весят до 10 кг, их легко можно доставить к выполнению работы как в полевые условия, так и цех горно-обогатительного производства, они очень просто подготавливаются к работе.

Хорошо себя зарекомендовали мобильные сварочно-расточные комплексы ПРП 100-600, WS 7, BB 5000 при восстановлении отверстий крупногабаритных деталей массой до 80 т горнотранспортного и дробильно-размольного оборудования на местах его эксплуатации: нижних рам, поворотных платформ, корпусов бортовых редукторов, стрел, рукоятей, ковшей и кузовов карьерных экскаваторов и автосамосвалов; траверс, нижних и верхних чаш дробилок крупного (ККД 1500/180), среднего и мелкого (КСД-3000, КМД-3000, Н-8000) дробления, патрубков, цапф и зубчатых венцов мельниц МШЦУ 55 65 [3, 4, 5].

Предложенные способы, машиностроительные технологии и оборудование показали их высокую эффективность при восстановлении деталей горных машин.

Список литературы

1. Гельберг Б.Т., Пекелис Г.Д. Ремонт промышленного оборудования: Учебник. 7-е изд. М.: Высшая школа, 1977. – С. 78-80.

2. Цеков В. И. Ремонт деталей металлургических машин: 2-е изд. М.: Металлургия, 1987. – С. 227-238.

3. Мнацаканян В.У., Бойко П.Ф. Технология восстановления работоспособности эксцентриковых стаканов дробильных агрегатов // Технология машиностроения. – 2011. – №2. – С. 38-39.

4. Тимирязев В.А., Схиртладзе А.Г., Бойко П.Ф. Восстановление точности отверстий крупногабаритной венцовой шестерни // Ремонт, восстановление, модернизация. – 2011. – №8. – С. 13-14.

5. Схиртладзе А.Г., Бойко П.Ф., Новиков О.А. Восстановление изношенных поверхностей отверстий в деталях машин // Сборник научных трудов 17 научной конференции «Математическое моделирование и информатика» 18-22 мая 2015 г. в МГТУ «СТАНКИН». М.: МГТУ «СТАНКИН», 2016. – С. 147-152.

Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова НИТУ «МИСиС», г. Старый Оскол, Россия

METHODS, ENGINEERING TECHNOLOGIES AND EQUIPMENT FOR REPAIR OF HOLES IN THE PARTS OF MINING MACHINES

Boyko P.F.

Stary Oskol technological institute n.a. A.A. Ugarov (branch) NUST «MISiS», Stary Oskol, Russia

Abstract. Description of operation conditions and problems of wear of the holes of parts of mining machines. Suggestions for new modern engineering technologies and equipment for repair of the holes of parts (including large-size parts with big weight) of mining equipment, and the experience of using them

Keywords: mining machines; equipment; wear; restore; methods; technologies

Источник: http://elibrary.ru