Диссертация (Повышение эффективности технологического обеспечения ремонта деталей металлургического оборудования при автоматизированном управлении производственными ресурсами), страница 3

Напряжения изгиба, перпендикулярные ипараллельные оси прокатных валков и роликов УНРС, вызывают до 90 %деформаций и разрушений этих деталей (см. Рис. 1.4.в) [21, 22].4. Коррозионное изнашивание возникает при контакте поверхностейдеталей с водой, применяемой при охлаждении. Коррозия усугубляет местныеразрушения и ускоряет иные виды изнашивания (см. Рис.

1.4.г). Это характернодля кристаллизаторов УНРС и иных деталей, работающих в агрессивнойсреде [111].5. Механическое эрозийное изнашивание возникает при контакте воды,применяемой для охлаждения, с нагретыми поверхностями деталей. Водаиспаряется, образуя пар высокого давления, циклически воздействующий наповерхности деталей [15, 19].Изнашивающие воздействия влекут за собой образование дефектов,основные из которых рассмотрены в Таблице 1 [15]. Условия эксплуатацииопределяют различные доминирующие виды изнашивания, характерные для техили иных деталей. Износ деталей бывает нормальным и внезапным (аварийным).Нормальный износ является следствием эксплуатации оборудования и протекаетотносительно медленно.

Аварийным износом называют внезапное мгновенноеразрушение деталей, вызванное дефектами [23, 24]. Интенсификации износа ивозникновению дефектов способствуют несоблюдение режимов эксплуатации,невозможность технологического обеспечения требуемых ЭС ввиду выборанесоответствующей технологии и материалов, используемых при ремонте [25].14Таблица 1.Типовые дефекты деталей металлургического оборудования [15]Группа деталейТиповые дефекты- изменение диаметра и формы цапф;- появление царапин, рисок и задиров на шейках ицилиндрах;Валы и муфты - изгиб и скручивание вала, появление трещин;- износ, смятие и выкрашивание рабочих поверхностейшпоночных канавок и шлицев;- износ и разрушение резьб.- местные разрушения и трещины, возникающие чаще вместах внутренних пороков или литейных напряжений;- износ поверхностей трения, по которым перемещаются илиБазовые детали на которые устанавливаются узлы машины;- износ поверхностей гладких и резьбовых отверстий в телебазовой детали, вызванной повторными сборками иразборками.- окислительный износ и усталостное разрушение дорожек ител качения;Подшипники- ослабление посадок колец в корпусах и на валах;качения- разрушение колец или тел качения от смятия в результатечрезмерной нагрузки.- истирание рабочих поверхностей зубьев;- выкрашивание рабочих поверхностей зубьев;- задирание зубьев;Зубчатые- заедание рабочих поверхностей зубьев;передачи и- абразивный износ рабочих поверхностей зубьев;редукторы- изгиб и наволакивание (наплывы) зубьев;- отслаивание поверхностных пленок зубьев;- поломки чугунных и твердых стальных зубьев при ударнойнагрузке.- износ рабочей поверхности вкладышей от радиальныхнагрузок;- износ боковых поверхностей вкладышей от осевыхПодшипники нагрузок;скольжения- выкрашивание материалов вкладышей под действиемударных нагрузок;- поломки корпусов, шпилек и крепежных болтов;- неисправности смазочных устройств.При ремонте деталей традиционно стремятся технологически обеспечитьзаданные производственно-технические показатели качества [26] (точностьразмеров,формы,взаимногорасположенияповерхностей;параметры15шероховатости и др.), полагая, что это гарантирует высокие ЭС исполнительныхповерхностейдеталейотремонтированныепо[27, 28].разнымМеждутем,технологиямдоказано,ичтообладающиедетали,близкимизначениями показателей качества, существенно различаются по ЭС [29, 30].При современном, наиболее перспективном, подходе проектируютмаршрутные-технологические процессы (МТП) ремонта, исходя из обеспечениязаданных ЭС исполнительных поверхностей деталей (износостойкости [31, 32],контактной жесткости [33], прочности посадок и т.д.).

Взаимосвязь некоторыхЭС деталей и узлов металлургического оборудования в свою очередь зависят отряда факторов [34, 35]:1. Условия эксплуатации. Большинство деталей и узлов эксплуатируютсяпри динамическом циклическом силовом и тепловом воздействиях. Температурарабочих поверхностей роликов вертикального участка УНРС, черновых клетейпрокатного стана достигает 550°С, перепад по сечению – 470°С, по длине – 220°С[20], во время работы применяют охлаждение водой.

Циклическое тепловоевоздействие вызывает тепловые удары. Ролики горизонтального участка УНРС,валки чистовых клетей станов горячей и холодной прокатки испытываюткрутящий момент от тянущих элементов, а также знакопеременные напряженияот вращения. Возникает изгибный момент, способствующий развитию трещин[36]. Ресурс индивидуален для каждой детали, так для роликов УНРС он лежитв диапазоне 500…8000 плавок [37]. Фактическая стойкость может отличаться отрегламентной до двух раз в большую или меньшую сторону [38].2. Конструкция деталей. Для тел вращения (ролики УНРС, валкипрокатных станов) стремятся повысить изгибную жесткость за счет применениябольшего числа опор или увеличения опорной поверхности [39].

Мероприятияпо увеличению жесткости применяют и для корпусных деталей [15].3. Материалрабочейповерхности.Деталиизготавливаютизхромомолибденовых сталей (например, 24ХМ1Ф, 25Х1М1Ф, 25Х1МФ и др.).Приремонтеприменяютвосстановлениеповерхностейнаплавкойспециальными материалами с последующей обработкой резанием, что позволяет16повысить ресурс рабочих поверхностей в 1,5…4 раза [40, 112]. Повышения ЭСдостигают за счет применения в наплавочном материале легирующих элементовAl, Cr, Ni, Mo, Si, образующих на поверхности твердые пленки окислов.Зарубежные наплавочные проволоки, например, Tubrodur ОК 15.73, Сhromecore414N-Oидр.характеризуютсямартенситно-аустенитнойструктурой,отечественные аналоги, например, ВЕЛТЕК Н470 – мартенситно-ферритнойструктурой [41].4.

Показатели качества поверхностного слоя. Параметры шероховатости,волнистости, степени упрочнения непосредственно влияют на некоторые ЭСрабочихповерхностейдеталейметаллургическогооборудования [30].Зависимости некоторых ЭС от показателей качества поверхностного слоярассмотрены в [42, 43].ОсновныеЭСрабочихповерхностейдеталейметаллургическогооборудования, характеризующие их параметры и возникающие при потередефекты представлены в Таблице 2.

Целью ремонта является восстановление ЭСролика в комплексе [44].Характеристики поверхностного слоя деталей формируются за счетпоследовательных технологических воздействий, осуществляемых на каждомпереходе операций соответствующего технологического процесса (ТП) [45, 46].На ЭС деталей влияют не только методы обработки, но и структура ТП(последовательность применения использованных в нем методов) [47, 48, 49].Указанные исследования подняли актуальную проблему формирования ТПисходя из выбора необходимого сочетания технологических воздействий сцелью получения требуемых ЭС рабочих поверхностей деталей.При ремонте деталей металлургического оборудования вариативноеформирование ТР часто невозможно из-за директивного применения типовыхМТП, которые готовят для группы конструктивно-подобных деталей без учетаусловий эксплуатации [50].17Таблица 2.Основные ЭС деталей металлургического оборудованияЭксплуатационныесвойстваЖаростойкостьХарактеризующие параметрыДефектыГазоваякоррозия привысокихтемпературах- скорость коррозии;- глубина коррозии;- проницаемость.- предел выносливости;- коэффициент концентрацииСопротивлениенапряжений;усталости- циклическая долговечность;- термоциклическая долговечность;- показатели живучести.- глубина зарождающихся трещин;- коэффициент интенсивностиТрещиностойкостьнапряжений;- ударная вязкость.- предел длительной прочности;Жаропрочность- предел ползучести;- время до разрушения.- количество циклов до образованиятрещины на образце;Разгароустойчивость- суммарная протяженность трещин наединице площади образца.- интенсивность изнашивания;- относительная износостойкость;Износостойкость- комплексный параметризносостойкости.Контактная- коэффициент контактнойжесткостьподатливости.- прочность соединения;Прочность посадок с- число циклов до потеринатягомработоспособности посадки с натягом.Прочность- Прочность наплавленного слоя.наплавленного слояТермическиеи усталостныетрещины,поломкиИзносСнижениенатягаЛокальныеотслоенияФормирование решений РК металлургического предприятия во многомсходно с формированием решений для единичного производства [51].

В ихосновележаттехнологическииспользованиеширокоуниверсальногоспециализированныхучастковиоборудования,персоналавысокойквалификации, высокая концентрация переходов в операциях и стремление к18снижениюобщегочислаопераций[52].ОсобенностьюРКявляетсянеизменность номенклатуры ремонтируемых деталей с течением времени(см. Таблицу 1), что дает возможность формирования базы данных ТР длявыполнения конкретных повторяющихся производственных задач [53].При ремонте применяют методы пайки и сварки, восстановления форм иразмеров путем нанесения покрытий [36], слесарной и механической обработки.Степень механизации ремонтных работ составляет 23…25 %, в связи с чемпроизводительность труда рабочих РК в 4…5 раз ниже производительноститруда рабочих основных цехов [54].

Основные ТР, применяемые при ремонтедеталей металлургического оборудования:1. Бочки прокатных валков, роликов УНРС восстанавливают либонаплавкой, либо переточкой на новый ремонтный размер. Наплавку выполняютпо неповрежденному металлу, свободному от усталостных трещин и вмятин.Кованые валки листовых станов предварительно подогревают токами высокойчастоты (ТВЧ) до 400°С и выдерживают 8…12 ч для исключения трещин принаплавке.