Автореферат (Комплексные методы повышения долговечности рабочих органов щековых дробилок)

На правах рукописиЮШКОВ АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧКОМПЛЕКСНЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИРАБОЧИХ ОРГАНОВ ЩЕКОВЫХ ДРОБИЛОК05.05.04 – «Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 20182Работа выполнена в ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (МГСУ)» на кафедре «Механизация строительства».Научный руководитель:Густов Юрий Ивановичдоктор технических наук, профессор, профессоркафедры «Механизация строительства» НИУМГСУОфициальные оппоненты:Лагунова Юлия Андреевнадоктор технических наук, профессор,ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет», профессор кафедры «Горныемашины и комплексы»Мандровский Константин Петровичкандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВО«Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»,доцент кафедры «Дорожно-строительные машины»Ведущая организация:ФГБОУ ВО «Белгородский государственныйтехнологический университет им.

В.Г. Шухова»Защита диссертации состоится «21» февраля 2019 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.02 при Федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего образования «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)» по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, 64, Залученого совета.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ и на сайте ФГБОУ ВО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»http://www.madi.ru/1266-uchenyy-sovet-grafik-zaschity-dissertaciy.html.Автореферат разослан «___ »_________20__ г.Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации,просим отправлять в адрес диссертационного совета. Копию отзывов просим присылать наE-mail: uchsovet@madi.ru.Справки по телефону: 8 (499) 346-01-68 доб.1324.Ученый секретарьдиссертационного советак.т.н., доцентБорисюк Н.В.3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность исследования.

Измельчение и дробление твердых материалов различныхпо составу и прочности является актуальной проблемой. Измельченные материалы используютсяв дорожном строительстве, горной и строительной промышленности. На дробление пород затрачиваются огромные энергетические ресурсы. Ежегодно из недр земли извлекается миллиардытонн породы, вся эта горная масса в той или иной степени подлежит измельчению, дроблениюна обогатительных фабриках, в строительной индустрии, на что расходуются десятки ГВт часовэнергии.Наиболее широко во многих отраслях промышленности для крупного и среднего дробления различных по прочности и хрупкости горных пород применяются щековые дробилки, отличающиеся простотой конструкции и высокой надежностью.Однако высокий износ дробящих плит не позволяет обеспечить полное использование потенциальных возможностей дробилки и приводит к таким негативным последствиям как высокиеэкономические затраты.Применение износостойких наплавочных материалов и рекомендованной нами технологии наплавки позволит снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт, увеличить долговечность щековой дробилки в целом.Рекомендованные методы ручной и механизированной электродуговой наплавки приведут к повышению долговечности плит щековой дробилки и к значительному экономическомуэффекту, что заинтересует компании, занимающиеся дроблением высокопрочной породы.Поэтому работы совершенствованию конструкций и исследованию процесса контактноговзаимодействия инструмента с дробимым материалом являются актуальными.Степень разработанности темы.

Экспериментально – теоретические исследования,направленные на повышение долговечности щековых дробилок, изложены в работах БогдановаВ.С., Чихоса Х., Штепа В.П., Зорина В.А., Бауровой Н.И., Доценко А.И., Островского М.С., Шевченко Ю.С., Клушанцева Б.В., Коноводова В.В., Щелокова С.В., Лагуновой Ю.А., Буклагиной Г.В., Максименков Е.А., Андреевой Е.В., Лаврова С.Н., Хилько А.В., Крылова О.Н., БорщеваВ. Я., Горностаева В.Н., Щукина П.О., Риттингера Л.В., Кирпичева В.Л., Кика Ф., Егорова Г.Г.,Бонда Ф.

С., Чарльза Р.Д., Рундквиста А.К., Хукки Р.Т., Андреева С.Е., Кармазина В.И., A.Zhuazel, P.V. Rittinger, F. Kick и др. Большинство научных исследований были направлены намодернизацию конструкции, условий эксплуатации, введением новых конструктивных элементов и т.д.Заводом ООО «ТМ. Велтек» предложена технология наплавки поверхности изношенныхплит щековой дробилки, включающая очистку поверхности плиты, наплавка и восстановлениеформы профиля. Предложенная технология наплавки проволокой ВЕЛТЕК-Н216G позволяет повысить срок службы плиты на 20%.В рассмотренных трудах нет теоретического обоснования выбранных наплавочных материалов, критериев выбора рациональных материалов и технологий. Анализ работ показывает, чтонеобходимость повышения долговечности рабочих органов щековой дробилки является актуальной.Цель работы:Повышение долговечности рабочих органов щековых дробилок за счет изменения конструкции рабочих поверхностей дробящих плит и применения износостойких наплавочных материалов.Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:1.

Обзор существующих методик исследования контактных поверхностей трения.2. Дополнение и развитие деформационно-топографического метода определения основныхтриботехнических показателей.3. Критериальная оценка механизмов изнашивания.4. Разработка критериев износа дробящих плит щековой дробилки.5. Выбор рекомендуемых наплавочных материалов для дробящих плит.46. Разработка способов наплавки поверхностей трения дробящих плит.7. Оценка повышения долговечности при реализации разработанных способов.8.

Оценка экономической эффективности предложенных конструктивно-технологическихрешений.Научная новизна работы посредством деформационно-топографического метода исследования рабочих поверхностей трения получены экспериментально-расчетные триботехнические показатели (коэффициенты трения, трибодеформационные степени поверхностного и предельного упрочнения металлов, соответствующие фрикционные температуры, коэффициентыполезного действия контактного взаимодействия плиты и породы). Впервые предложены триограмма механизмов изнашивания и комплексные критерии износостойкости для обоснованноговыбора рациональных износостойких материалов и упрочняющих технологий.Теоретическая значимость и практическая ценность работы.Теоретическая значимость заключается в развитии деформационно-топографическогометода исследования трибологических показателей применительно к условиям абразивного изнашивания твердых тел при высоких контактных давлениях.

Для исследованной трибологической системы впервые получены важнейшие показатели трения и изнашивания, предложены критерии для оценки и выбора износостойких материалов и повышения долговечности.Практическая ценность. Показана возможность оценки триботехнических характеристик трущихся деталей по профилограммам изношенных поверхностей путем расчета эксплуатационных показателей по парциальным величинам микротопографии поверхностей трения.Представлены алгоритмы и формулы для расчетного определения коэффициентов трения, степеней трибодеформационного упрочнения, фрикционных температур и КПД трибосистемы и повышения долговечности.Разработанная комплексная технология повышения долговечности рабочего оборудования щековых дробилок принята к промышленному внедрению на ООО «Коломенский щебеночный карьер».Разработанные методики внедрены в рабочие программы учебных дисциплин «Основытрибологии», «Трение и износ машин», «Ремонт и утилизация машин и оборудования» при подготовке бакалавров, магистров, специалистов, аспирантов.Методология и методы исследования.

В исследовании использовались следующие методологические основы: системный анализ, информационные технологии, лабораторные, прямые и косвенные методы исследования, стендовые и натурные эксперименты, деформационнотопографический метод, сравнительная оценка полученных результатов.Положения, выносимые на защиту:1. Критерии износа парциальных величин микротопографии и механических свойств поверхностей трения, с помощью которых возможен выбор рациональных по износостойкости наплавочных материалов для неподвижной и подвижной плит.2. Взаимосвязь трибоадаптивного критерия Ta и триботехнических показателей, характеризующих самоприспособляемость (самоорганизацию) трибосистемы к внешнему воздействию.3.

Способы определения КПД трибосистем с помощью приведенного радиуса Ram парциальных величин микроизноса Da и микрометалла Dm; посредством коэффициента трения, относительной длины кривой опорной линии и относительной линии при полюсном сближении.4. Определение механизмов изнашивания элементов трибосистем с помощью триограммымикрорезания, малоцикловой и многоцикловой усталости.5.

Уравнения параметров шероховатых поверхностей трения.6. Методика выбора материалов для трущихся деталей по твердости изношенных поверхностей.7. Методика выбора износостойких материалов по адекватным механическим и трибомеханическим показателям упрочнения.58. Методика оценки долговечности по скорости изнашивания наплавленных металлов.Степень достоверности результатов работы обеспечена проведением испытаний на современном оборудовании, применением стандартизированных методик, обусловливающих необходимую точность и воспроизводимость результатов, вероятностно-статистической обработкойэкспериментальных данных, промышленным внедрением разработанной комплексной технологии с реальным технико-экономическим эффектом.Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и результаты докладывались на научно-технических конференциях: статья в сборнике научных трудов интернетконференции «Новые материалы и технологии в машиностроении» (г. Брянск, 2016 г.); докладна ХХ Международной московской межвузовской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Строительство – формирование среды жизнедеятельности» (г. Москва, 2017 г.); доклад на 20-ой Международной московской межвузовской конференции студентов, аспирантов имолодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» (г.

Москва, 2016 г.); доклад на 21-ой Международной московскоймежвузовской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» (г. Москва,2017 г.); доклад на 22-ой Международной московской межвузовской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые машины и робототехнические комплексы» (г.

Москва, 2018 г.).ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы, показана степень ее разработанности, определены объект и предмет исследования; сформулированы научная гипотеза, научная новизна работы; охарактеризована теоретическая значимость и практическая ценность работы; описана методология и методы диссертационного исследования; приведены положения, выносимые на защиту; указаны объем и структура работы.В первой главе рассмотрены и проанализированы проблемы повышения долговечностирабочих органов щековых дробилок; исследования по рабочим органам щековых дробилок; существующие конструктивно-технологических методы повышения долговечности рабочих органов щековых дробилок.