АНАЛИЗ МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГОЛОВНЫХ БЛОКОВ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-10

В горной промышленности недостаточно высокое качество и высокая стоимость запасных частей являются серьезными факторами снижения работоспособности горных машин. Увеличение объема производства запасных частей ведет к значительному повышению трудовых и материальных затрат. Себестоимость восстановления для большинства деталей не превышает 50–60 % стоимости новых, а расход материалов в 20–25 раз меньше, чем на их изготовление. В связи с этим, при обеспечении высокого качества работ, ремонтные предприятия могут быть вполне конкурентоспособны в условиях рыночной экономики. Следовательно, экономическая целесообразность восстановления изношенных деталей горных машин с позиции материалоемкости очевидна.

Карьерные экскаваторы являются основным средством механизации открытых горных работ – как вскрышных, так и добычных. Значительную часть отечественного парка карьерных экскаваторов составляют экскаваторы типа ЭКГ – прямые механические лопаты, и наиболее массовой серийно выпускаемой машиной является ЭКГ-10 производства «ИЗ КАРТЭКС».

Для подъема ковша экскаватора обычно применяется канатно-полиспастная система, которая состоит из системы подвижных блоков, закрепленных на подвеске ковша, и неподвижных блоков, закрепленных на конце стрелы. Подъем ковша осуществляется при наматывании каната на барабаны подъемной лебедки через головные блоки.

В месте соприкосновения витков каната и ручьев блока в процессе трения происходит изнашивание поверхностей. Преждевременный износ приводит к увеличению себестоимости экскавации в связи с затратами времени и средств на ремонты и увеличению расходов на приобретение запасных частей. Рассмотрим восстановление головного блока при износе ручья.

Восстановление изношенных деталей – технологический процесс, при котором в качестве заготовки используют изношенную деталь. В этом случае затраты на выполнение таких операций, как литье, ковка, штамповка и т. п., отсутствуют. Но при восстановлении изношенных деталей появляется ряд дополнительных операций: мойка, разборка, дефектация, комплектация, затраты на которые следует учитывать при выборе способа восстановления. [1]

Рисунок 1. Головной блок экскаватора ЭКГ-10

Учитывая большие размеры головного блока и значительную величину износа ручья, в качестве метода восстановления следует выбрать наплавку. Основная задача специалиста при восстановлении деталей наплавкой – это выбор наплавочного материала и источника питания сварочной дуги. При использовании режимов наплавки, не соответствующих рациональным, резко снижается работоспособность восстановленных изделий. Поэтому необходимо выбрать рациональный технологический процесс наплавки и оценить его эффективность.

Анализируя свойства материала, из которого отливается кольцо головных блоков (Сталь 35Л), возможны следующие варианты восстановления исходных размеров блока. [2]

1. Электрошлаковая наплавка.
2. Электродуговая наплавка в среде защитных газов
3. Наплавка под слоем флюса
4. Наплавка самозащитной порошковой проволокой.

Электрошлаковая наплавка использует тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак. Использование данного метода целесообразно при большом количестве одинаковых деталей, так как для каждого типа детали требуется специальная технологическая оснастка.

При наплавке под слоем флюса флюс не будет держаться на наплавляемой поверхности детали из-за ее криволинейной формы, что приведет к недостаточной защите сварочной ванны.

Наплавка в среде защитных газов целесообразна, когда невозможна наплавка под слоем флюса. В качестве защитных газов используется углекислый газ, аргон и т.д. Для наплавки используют углеродистую и легированную проволоку. Наплавку осуществляют с помощью специального оборудования или обычных шланговых полуавтоматов и наплавочных аппаратов с головками А-384, АБС, А-590. Для автоматической наплавки используют проволоку диаметром 0,8- 2,5 мм с повышенным содержанием марганца и кремния (Св-08ГС, Св-10ГС, Св-18ХГСА, Св-08Г2СА и др.). После наплавочных работ твердость наплавленного слоя толщиной 1 мм составляет HRC 24-35, для повышения твердости до HRC 50 производят закалку.

Основные недостатки данного способа: невысокие механические свойства наплавленного слоя и большие потери металла в результате разбрызгивания (5-20 %).

При наплавке самозащитной порошковой проволокой защиту сварочной ванны выполняет сердечник порошковой проволоки при своем сгорании. При наплавке в среде защитных газов возможно движение воздуха, из-за чего нарушается надежность защиты сварочной ванны и возможно залипание газового сопла брызгами. В данном способе эти негативные факторы отсутствуют. Главный недостаток данного способа заключается в том, что в процессе наплавки плавление сердечника может отставать от плавления оболочки, что может привести к частичному переходу его в сварочную ванну в нерасплавленном состоянии, поэтому в металле возможно появления пор и неметаллических включений. Сварка при большом токе может привести к образованию на швах подрезов. Увлажнение сердечника при хранении проволоки может привести к появлению раковин в шве.

Проанализировав достоинства и недостатки описанных выше способов восстановления, окончательно примем восстановление головного блока электродуговой наплавкой в среде защитных газов.

Износ ручьев блоков представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Износ ручья блока

При наплавке головной блок устанавливается в патроне переоборудованного токарного станка. Переоборудование станка заключается в установке редуктора, понижающего частоту вращения шпинделя до 1,5–5 об/мин. На суппорте станка на диэлектрической прокладке монтируется наплавочная головка, состоящая из механизма, подающего проволоку, и сопла, через которое подается углекислый газ. Ток обратной полярности поступает от сварочного преобразователя или выпрямителя. Перемещение дуги осуществляется включением ходового вала станка, а вращение детали – включением шпинделя. [3]

Список литературы:

1. Монтаж горных машин и электрооборудования: Учебное пособие / О.В. Курбатова, В.М. Павлюченко. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. – 286 с.
2. Расчет режимов электрической сварки и наплавки: Метод. пособие / Э.Г. Бабенко, Н.П. Казанова. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 1999. – 69 с.
3. URL: http://master4all.com/slesarnye-raboty-80.html