Автореферат (Комплексные методы повышения долговечности рабочих органов щековых дробилок), страница 3

На их основе можно использовать 10-бальную шкалу износостойкости.Трибоадаптивный критерий = · (при > 1) и = / (при < 1) практически совпадает с гармоническим критерием = 0,618, свидетельствуя о самоорганизации системы при внешнем воздействии.С целью расчетного определения парциального микроизноса Daр предлагается решение уравнений:2 − + / = 0, 2 − + =0, D2a − Lγ Da + = 0.(25)Полученные зависимости аппроксимированы следующими функциями (рисунок 8):1 - Da = 2,167(Dap − 0,25),(26)2 - Da = 2,167(Dap − 0,1).(27)Решениями уравнений (22) являются выраженияDa1,2 = 0,5Lγ ± (0,25Lγ2 - Kδ)0,5,(28)Da1,2 = 0,5Lγ ± (0,25Lγ2 - Lβ/Lγ)0,5, (29)Рисунок 8 – Взаимосвязь экспериментальгде Kδ = (1- δ)1/δ – коэффициент относительногоных и расчетных парциальных веудлинения при δ = 0,5·(1- tpp).личин микроизносаДля выбора рациональных износостойких материалов впервые предлагается триограммамеханизмов изнашивания поверхностей трения: микрорезания (МР), малоцикловой (МЦУ) имногоцикловой усталости (МнЦУ) (рисунок 9).

Идентификация механизма изнашивания предлагается по условиям парциального микроизноса Da и длины кривой опорной поверхности Lγ, последние аппроксимированы зависимостями:2МР = 0,5 + 10( − 1,4142) ,(30)2МЦУ = 0,5 − 10( − 1,4142) ,2МнЦУ = 0,25 − 10( − 1,618) .(31)(32)Кроме того, рассмотрен комплексный критерий механизма изнашивания вида = γ ; рассчитав его значения для различных наплавленных материалов был сделан вывод, что для оценки механизмаизнашивания можно принять гармонические критериальные интервалы: для МР ≤ 0,382, для МЦУ0,618 ≤ ≤ 0,786, для МнЦУ 0,887 ≤ ≤ 0,942.В пятой главе разработаны рекомендации дляпрактического использования результатов исследования.Произведена критериальная оценка металлов дробящих плит.

Разработанные критерии не противоречатдруг другу и находятся в удовлетворительном соответствии, позволяя обоснованнее выбрать рациональныйматериал и упрочняющую технологию для соответствующих рабочих зон дробящих плит.Рисунок 9 – Триограмма механизмов изнашивания поверхностейтрения: 1 – нижняя граница микрорезания (МР); 2 – верхняя границамалоцикловой усталости (МЦУ); 3– верхняя граница многоцикловойусталости (МнЦУ)12Таким образом, для подвижной и неподвижной плит рекомендованы наплавки КБХ-45, Т-590и Т-620. Рекомендуемая наплавка КБХ-45 превосходит наплавку ОМГ-Н по износостойкостипрактически в 2 раза.Представлены и проанализированы результаты исследования механических свойств высокопрочных сталей зарубежного производства.

Дано их сопоставление с отечественными аналогамисталей по структурно – энергетическим (синергетическим) показателям. Исходя из адекватностимеханических и трибомеханических показателей упрочнения, возможно выбрать металлическиематериалы для трибосистем строительной техники без оценочных испытаний на износ.Разработана методика выбора материалов для трущихся деталей по твердости изношенных поверхностей. С целью повышения износостойкости и долговечности новой детали её исходная (технологическая) твердость принимается равной твердости изношенной поверхности заменяемой детали. В этом случае используются склеробаты изношенных деталей (рисунок 10).1 - ОМГ-Н (подв.

плита)2 - ЭН-60М (подв. плита)3 - ВСН-9 (неподв. плита)4 - ОМГ-Н (неподв. плита)5 - Т-590 (подв. плита)6 - ВСН-9 (подв. плита)7 - КБХ-45 (подв. плита)8 - Т-590 (неподв. плита)9 - Т-620 (подв. плита)10 - ЦН-16 (подв. плита)11 - Т-590 (неподв. плита)Рисунок 10 – Склеробаты плит щековой дробилкиАнализ склеробат плит щековой дробилки (см. рисунок 10) позволяет сделать следующиевыводы:1. Повышение износостойкости и долговечности трибоупрочняющихся деталей возможнопосредством их замены на детали, исходная твердость которых задается равной поверхностной твердости заменяемых. Выбор материалов для трущихся деталей по твердостиизношенных поверхностей позволяют повысить их износостойкость до 1,5 раза в зависимости от структурного класса металлического материала.2. В случае разупрочняющихся металлов их замена по правилу поверхностной твердостипредставляется нецелесообразной и приемлема только при условии изнашивания с образованием хрупких крупноблочных продуктов износа.Особое внимание уделено технологическому конструированию поверхностей трения дробящих плит методами наплавки.Для увеличения износостойкости рабочих поверхностей плит и повышения эффективностидробления породы используется наплавка поверхностей сплавом высокой твердости по продольно-полосовой дискретной (прерывистой) и шевронной схеме (рисунок 11).

Для нанесенияпродольных валиков на входе и выходе плит применяется электродуговая автоматическаянаплавка порошковой лентой ПЛ-400Х38Г3РТЮ; для наплавки шевронных валиков – ручнаяэлектродуговая наплавка покрытыми электродами КБХ-45. Представлен также альтернативныйспособ упрочнения плит, принципиальная схема (рисунок 12).13а)б)Рисунок 11 – Рекомендуемые дробящие плиты:а - неподвижная плита, б - подвижная плитаРисунок 12 – Сечения плит текущего производства (А) и альтернативного предложенного варианта (Б), 1 – 110Г13Л, 2 – ПЛ-400Х38Г3РТЮ, 3 – 35ЛДолговечность плит в каждом конкретном случае оценивали по скорости изнашивания (см.таблицу 2). Для этого устанавливали величину предельного износа [Jh] = 7 мм в каждой рабочейзоне дробилок и определяли наработку Т до этого предельного состояния. В альтернативном варианте наплавленный металл толщиной 7 мм наносили на верхнюю часть рифлений.

Ресурс плитопределяли аналогично первому варианту.В результате проведенных расчетов выявлено, что ресурс неподвижной плиты с наплавкой КБХ-45 превышает ресурс неподвижной плиты с наплавкой ОМГ-Н в 2,3 раза; ресурс подвижной плиты с наплавкой КБХ-45 больше ресурса подвижной плиты с наплавкой ОМГ-Н в 1,4раза. Применением наплавки порошковой лентой ПЛ-400Х38Г3РТЮ можно повысить ресурсплит в 2 раза.Экономическую эффективность применения рекомендованных способов повышения долговечности дробящих плит рассчитали, исходя из экспериментально-аналитических данных исследования наплавки КБХ-45, которая превосходит по износостойкости эталонную наплавку ОМГН практически в 2 раза. Расчетом показано, что суммарная себестоимость комплекта заготовокдля плит из рекомендованной стали 35Л вместо стали 110Г13Л с наплавками КБХ-45 и ПЛ400Х38Г3РТЮ составляет порядка 260 тыс.

руб. при суммарной себестоимости плит текущегопроизводства из стали 110Г13Л свыше 334 тыс. руб.14ЗАКЛЮЧЕНИЕВыполненные исследования являются законченной научно-квалификационной работой, вкоторой решена актуальная научная и практическая задача по повышению долговечности рабочих органов щековых дробилок при дроблении высокопрочных пород за счет применения износостойких наплавочных материалов, позволяющих проводить многократное восстановление изношенных поверхностей дробящих плит.Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:1.

На основе проведенных исследований развит деформационно-топографический методэкспериментально-аналитического определения основных триботехнических показателей: трибодеформационного упрочнения поверхностных слоев и продуктов износа; полного коэффициента трения скольжения и его деформационной и адгезионной составляющих; фрикционных температур поверхностных слоев и продуктов износа; коэффициентаполезного действия системы плита-дробимая порода щековой дробилки со сложным движением подвижной плиты.2. Установлены взаимосвязи между парциальными величинами микроизноса и микрометалла с показателями нормализованной системы координат «относительная опорная линия tp – относительное сближение Ɛ».3. Предложен ряд критериев оценки и выбора наплавленных металлов дробящих плит с использованием парциальных величин, показателей механических свойств, относительнойтвердости и показателя фрикционной усталости металлов.4.

На основании полученных зависимостей микроизноса от длины кривой опорной линии(гипсограммы) и износа от показателя фрикционной усталости получены критерииоценки механизмов изнашивания металлов дробящих плит щековой дробилки с различными системами легирования и микростроением.5. Установлено, что в условиях дробления гранито-диоритной смеси для подвижной и неподвижной плит наибольшую износостойкость показала наплавка КБХ-45, которая превосходит в 1,4-1,7 раза по износостойкости эталонную наплавку ОМГ-Н.6. Для повышения износостойкости и долговечности дробящих плит рекомендуетсянаплавка рабочих зон по продольно-шевронной схеме: зоны входная и выходная наплавляются по дискретно-полосовой схеме высокопроизводительной автоматической наплавкой порошковой лентой типа ПЛ-400Х38ГЗТЮ, серединная зона в виде наплавленныхшевронов с углом раскрытия 90° ручным электродуговым способом электродами маркиКБХ-45.7.

Применение наплавочных материалов ПЛ-400Х38Г3РТЮ и КБХ-45 оказывается эффективным для повышения долговечности плит (ресурс плит повышается практически в 2раза) в сравнении с серийными плитами из стали 110Г13Л, как и с аналогичной эталоннойнаплавкой ОМГ-Н.8. Предложенный комплексный конструктивно-технологический метод позволит повыситьизносостойкость и долговечность дробящих плит, производительность дробилки, многократно восстанавливать рабочие поверхности плит щековой дробилки, облегчить их техническое обслуживание и ремонт.9.

Применение рекомендованной комплексной конструктивно-технологической и эксплуатационной технологии может обеспечить экономический эффект порядка 140 тыс. рублейна один комплект дробящих плит при снижении суммарной себестоимости в 1,3 раза.Основные научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:Публикации в журналах и изданиях, рецензируемых ВАК:1. Густов Д.Ю., Густов Ю.И., Юшков А.А. Механизмы абразивного изнашивания и коэффициенты полезного действия трибосистем строительной техники // Механизация строительства. — 2016. — № 9. — c. 50-54.152.

Густов Ю.И., Юшков А.А., Слётов С.Ю. Методика выбора материалов для трущихся деталей по твердости изношенных поверхностей // Механизация строительства. — 2016. —№ 11. — c. 18-21.3. Густов Ю.И., Юшков А.А., Субботина Д.С. Критерий контурного давления и трибодеформационного упрочнения наплавленных дробящих плит щековой дробилки // Механизациястроительства. — 2016. — № 11. — c. 37-404. Густов Ю.И., Юшков А.А. Уравнения параметров шероховатых поверхностей трения деталей строительной техники // Механизация строительства. — 2017.