УДК 62-229.32
К ВОПРОСУ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ КАТКОВ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА АМ-75
1, 2
Иркутский национальный исследовательский технический университет,
664074, Россия, 3.
В статье рассмотрен опыт эксплуатации проходческих комбайнов АМ-75 в условиях АК «АЛРОСА» САХА Якутия. Выявлены отказы ходовой части. Сделан обзор способов восстановления изношенных деталей различными методами. Предлагается использование стенда для восстановления изношенных узлов методом наплавки порошковой лентой.
Ключевые слова: горные машины; ремонт; проходческий комбайн; наплавка; порошковая лента; стенд; деталь; сварка; износостойкость; сварочный аппарат.
ON THE ISSUE OF RESTORATION OF SUPPORT ROLLERS OF ROADHEADER AM-75
A. Bolotnev, V. Bashelkhanov
Irkutsk National Research Technical University,
83 Lermontov Str., Irkutsk, 664074, Russia
The article describes the best operating practices of roadheader AM-75 at the enterprise "ALROSA" in Sakha Yakutia. It reveals the failures of running gear and gives an overview of ways to repair worn parts by different methods. The authors propose to use the stand for the restoration of worn components by the method of powder strip cladding.
Keywords: mining machinery; repair; roadheader; overlaying; powder feed; stand; item; welding, wear welding machine.
Горнодобывающая промышленность занимает одно из ключевых мест в экономике Российской Федерации [1, 2]. На горных предприятиях Севера работает уникальное механическое оборудование большой единичной мощности отечественного и зарубежного производства. На долю этих машин приходится до 45–50% основных производственных фондов предприятий. При этом коэффициент использования техники не превышает 0,35–0,60. Одной из основных причин низкого уровня использования оборудования являются существенные простои вследствие ремонтов [3].
Для добычи полезных ископаемых подземным способом на предприятиях АК «АЛРОСА» нашли широкое применение проходческие комбайны избирательного действия AM-75 (рис. 1). Их применяют для механизации процесса отделения горной массы от забоя, для погрузки в транспорт, проводят водосточные канавки, также их используют для частичной механизации установления крепи [4].
При эксплуатации комбайна неоднократно происходили отказы ходовой части. Анализ отказов показал, что наиболее часто изнашиваются поддерживающие катки гусеничной ленты комбайна (рис. 2).
Для устранения такого рода отказов, авторы предлагают производить ремонт вышедшего из строя катка. Восстановление деталей машин обеспечит экономию высококачественного металла, топлива, энергетических и трудовых ресурсов.
Однако ресурс восстановленных деталей по сравнению с новыми деталями во многих случаях остается низким и дорогостоящим [5]. Высокое качество восстановления деталей может быть достигнуто совместными усилиями инженерно-технических работников и рабочих ремонтных участков.
Рис. 1. Общий вид ПК АМ-75
Рис. 2. Схематичное расположение поддерживающего катка АМ-75
С помощью метода конечных элементов (МКЭ) можно в сравнительно короткие сроки оценить характеристики разных вариантов конструкций и выбрать наилучшую [6]. Применение МКЭ нашло отражение в работах [7, 8, 9]. Построение математических моделей в системе MATLAB [10, 11] позволит на высоком уровне восстановить изношенную деталь. Важно, чтобы рабочие, занятые ремонтом машин и оборудования, владели современными способами и приемами сварки и наплавки, нанесения гальванических, газотермических и полимерных покрытий, механической, термической и упрочняющей обработки [12].
Одним из наиболее простых способов восстановления обода катка – бандажирование. При этом способе изготавливают стальное кольцо из полосовой стали, напрессовывают его на проточенную поверхность обода и с торцов приваривают электродуговой сваркой. Однако в процессе работы бандаж раскатывается, срезая сварные швы, и спадает с катка. Срок службы бандажированных катков составляет 50–60% от уровня новых [12].
Для восстановления изношенной детали авторы предлагают использовать стенд для наплавки порошковой лентой (рис. 3).
Рис. 3. Стенд для наплавки порошковой лентой
Стенд состоит из задней бабки 4, сварочного аппарата 1, зажимающего патрона токарного станка 2, манипулятора 5, подающей головки 6 и самого катка 3.В патроне токарного станка закрепляется поддерживающий каток. Проволока подается от манипулятора к подающей головке и тем самым происходит наплавка.
Наплавка по сравнению с другими способами восстановления позволяет получать на поверхности деталей слой необходимой толщины и нужного химического состава, высокой твердости и износостойкости. Для восстановления обода катка применяют различные технологические процессы: наплавку под слоем флюса, заливку жидким металлом, электрошлаковую наплавку [12].
Наплавку под слоем флюса АН-348А производят высокоуглеродистой проволокой диаметром 2...4 мм. Режим наплавки: при диаметре проволоки 2, 3, 4 мм соответственно: сварочный ток обратной полярности – > 300, 500, 700 А; напряжение – 26-30, 30-32, 32-36 В; шаг наплавки – 6-8, 10–12, 12–14 мм/об; вылет электрода – 20-25 мм; смещение электрода с зенита 10–12 мм; угол наклона – 6...8°; скорость подачи электродной проволоки – 3,5-2,0 м/мин; частота вращения катка 0,75 об/мин.
Наиболее производителен процесс наплавки катков порошковой лентой под слоем флюса АН-60. В качестве материала ленточного электрода применяют ст. 08. Состав шихты: железный порошок 50%, сормайт 50%. По отношению к весу электрода шихта составляет 35%. Режим наплавки: сварочный ток обратной полярности 750 -800 А; напряжение — 30-32 В; смещение электрода с зенита – 10 мм; вылет электрода за пределы мундштука — 35-40 мм; скорость подачи ленты – 43 м/ч; скорость наплавки 20 м/ч; частота вращения катка — 2,5 об/мин; толщина одного наплавляемого слоя – 3-3,5 мм [12].
Применение стенда для наплавки порошковой проволоки позволит повысить производительность проходческих комбайнов, за счет уменьшения простоев машин. Простои в ремонтах машин достигают 30% календарного времени года, а в структуре всех видов простоев оборудования – до 50% [1]. Сокращение длительности простоев в ремонте и стоимости ремонтных работ является мощным резервом снижения себестоимости, повышения уровня качества и конкурентоспособности продукции горных предприятий [15, 16].Также стенд позволяет восстанавливать и другие детали машин, такие как пальцы, ролики, валы, оси и т. д.
Библиографический список
1. , , Макаров и хладностойкость металлоконструкций горных машин в условиях Севера: монография. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 232 с.
2. Долгих ресурсом узлов металлоконструкций рабочего оборудования карьерных фронтальных погрузчиков в экстремальных условиях эксплуатации: автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.05.06/Иркутский государственный технический университет. Иркутск, 2014.
3. , , Авдеев надежности механического оборудования карьеров в регионах холодного климата // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2010. № 5. С. 57–60.
4. , , Махно машины и оборудование: учеб. пособие для вузов по направлению "Горное дело и по специальности "Горные машины и оборудование" направления "Технологические машины и оборудование". 3-е изд. перераб. и доп. Иркутск. Изд-во ИРНИТУ, 2015.
5. , , Викулов и техника горных предприятий севера. Иркутск. Изд-во ИРНИТУ, 2015.
6. Долгих , анализ и оптимизация конечно-элементной модели механизма с ударяющимися и трущимися элементами // Вестник Забайкальского государственного университета. 2012. № 11. С. 104–110.
7. , , Авдеев распределения напряжений в рабочих узлах карьерного экскаватора экг-12,5 // Вестник ИрГТУ. 2011. № 12 (59). С. 92–95.
8. , Махно надежности фронтальных погрузчиков на горнодобывающих предприятиях севера // Вестник ИрГТУ. 2014. № 6 (89). С. 54–59.
9. Долгих влияния температуры и еe суточного градиента на надежность рабочего оборудования фронтальных погрузчиков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2014. № 2 (42). С. 151–156.
10. Пионкевич и исследование регуляторов напряжения для источников распределенной генерации с асинхронными генераторами: автореферат дисс. ... канд. техн. наук. Институт систем энергетики им. СО РАН. Иркутск, 2011.
11. Пионкевич для обучения современным средствам цифровых систем автоматического управления нетрадиционными источниками электрической энергии на основе микроконтроллеров // Вестник ИРНИТУ. 2016. № 6 (113). С. 136–145.
12. , Андреев деталей сельскохозяйственных машин. М. : Колос, 1983.
13. , К вопросу нормирования трудоёмкости выполнения типовых операций при разработке технологических карт // Вестник ИрГТУ. 2011. № 11 (58). С. 99–102.
14. , , Красноштанов использования основных фондов на горных предприятиях Севера // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2000. № 2.С. 104–107.
1 , кандидат технических наук, доцент кафедры горных машин и электромеханических систем, e-mail: *****@***ru.
Bolotnev Alexander, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Mining Machines and Electromechanical Systems Department, e-mail: *****@***ru.
2 , студент 4 курса Института недропользования кафедры горных машин и электромеханических систем, e-mail: valera. *****@***ru
Bashelkhanov Valery, a student of Mining Machines and Electromechanical Systems Department of Institute of Subsoil Use, e-mail: val-era. *****@***ru.
