Диссертация (1173124), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Близость прочностно-пластического критерия единице свидетельствует оравноценном сочетании показателей механических свойств сталей.2. Показатели равномерной пластической деформации δр и ψр увеличиваются сповышением прочностных показателей (σт, σв) и с понижением пластичностисталей (δ, ψ). При этом отношения равномерного удлинения к полному относительному удлинению (δр / δ) возрастает в последовательности 0,21; 0,457;0,49; 0,63, характеризуя рост надежности сталей.3.
Между показателями прочности (Sв, Sк, σ-1) и удельными энергиями деформирования сталей (Wр, Wс) наблюдается положительная корреляция. Установленное равенство HB = σт + Sк + σ-1 позволяет считать твердость комплексным показателем статической и циклической прочности.4. С увеличением прочностных и энергетических показателей критерии зарождения (Кзт), развития трещин (Крт) и хрупкости (Кхр) не имеют определенныхзависимостей. Критерий G = Кзт·Крт·Кхр находится в положительном соответствии с энерго-прочностными величинами.5.
Исследованные импортные стали отвечают требованиям высокопрочныхсталей, имеют аналоги высокопрочных сталей российского производства и,наряду с ними, могут применяться в строительном машиностроении. Для использования сталей в трибомеханических системах необходим избирательный выбор согласно условиям эксплуатации.108Технологическое конструирование методами наплавки5.5.поверхностей трения дробящих плит5.5.1. Износостойкая наплавка дробящих плитДробящие плиты дробильного устройства машины со сложным движениемщеки изготовлены методом литья из стали 35Л, химический состав которой приведен в таблице 5.6 [111]. На рисунке 5.4 приведены заготовки дробящих плит.Таблица 5.6 – Химический состав в % стали 35Л [26, 97, 101]СMnSiCrNi0,32-0,400,40-0,900,20-0,52≥0,30≥0,30CuS≥0,30 ≥0,045P≥0,04Рисунок 5.4 – Заготовки дробящих плит:а – неподвижной плиты, б – подвижной плиты.После литья на рабочие поверхности наплавляем износостойкие валики с помощью автоматической наплавки [23, 26,] (рисунок 5.6), ручной наплавки [21, 26,33] (рисунок 5.7).После нормализации и отпуска отлитых плит получены следующие показатели механических свойств [110] (таблица 5.7).109Таблица 5.7 – Механические свойства нормализованной и отпущеннойстали 35Лσ0,2σвδ0,5МПа280ψДж/см2%50015KCU2535HBσ-1МПаМПа1340-2161630Свариваемость стали – ограниченно свариваемая.
Обрабатываемость резанием Коб.тв. пл = 1,2; Коб.ст = 0,9.Для увеличения износостойкости рабочих поверхностей плит и повышенияэффективности дробления породы предусматривается наплавка поверхностей специальным износостойким сплавом с высокой твердостью по продольно-полосовойдискретной (прерывистой) и шевронной схеме (рисунок 5.5).На неподвижной плите наплавляется 28 валиков шириной 40 мм и длиной500 мм на входе и такой же длиной на выходе плиты, а в центральной части плитынаплавляется 12 валиков шириной 10 мм и длиной 165 мм.На подвижной плите располагается 14 валиков шириной 40мм и длиной 700мм на входе и 14 валиков шириной 40 мм и длиной 500 мм на выходе плиты, а вцентральной части 8 валиков шириной 10 мм и длинной 274 мм.Схема наплавленных валиков предусматривает их смещенное расположениена плитах: наплавленным валикам на входе и выходе неподвижной плиты соответствуют ненаплавленные участки поверхности подвижной плиты.
Такое расположение валиков позволяет реализовать разрушение кусков породы посредством их излома с последующим дроблением путем истирания.110а)б)Рисунок 5.5 – Плиты дробящие:а - неподвижная плита, б - подвижная плитаДля наплавки валиков на входе и выходе плит используется порошковаялента типа ПЛ-400Х38Г3РТЮ, наплавляемая автоматическим электродуговымспособом на автомате АДС-1000-2 [124]. Режимы наплавки приведены в таблице5.8.111Таблица 5.8 – Режимы наплавки порошковой ленты ПЛ-400Х38Г3РТЮТок, А900 – 1050Род тока,ТолщинаТвердость,Микротвердость,полярностьслоя, ммHRCМПАПостоянный,6–750 – 549000 – 11000обратнаяВ центральной части плит валики наплавляются электродуговым ручнымспособом электродом КБХ-45.
Показатели свойств наплавки электродом КБХ-45показаны в таблице 5.9 [111].Таблица 5.9 – Показатели свойств наплавки электродом КБХ-45Твердость,HRCМикротвердость, МПАОсноваУпрочняющиефазы56-58996014900При дроблении породы твердостью 6000-8000 МПа относительная твердостьсоставляет Кт = HRCм / HRCп = 1,43, что указывает на предполагаемый механизмизнашивания наплавленных металлов путем многоцикловой усталости (упругопластического передеформирования).Принятая схема расположения валиков предполагает реализацию «теневогоэффекта», при котором раздробленные мелкие частицы породы покрывают ненаплавленные участки рабочих поверхностей плит, переводя непосредственный контакт абразива с металлом в контактирование абразив по абразиву.
Тем самым изнашивание металлической ненаплавленной поверхности уменьшается.112Рисунок 5.6 – Схема автоматической наплавки порошковой лентой ПЛ400Х38Г3РТЮРисунок 5.7 – Схема ручной наплавки электродом КБХ-455.5.2. Расчет параметров автоматической и ручной наплавкиПри автоматической наплавке порошковой лентой ПЛ-400Х38Г3РТЮ толщиной t = 3мм наплавочный ток и напряжение на дуге принимаем в пределах:Iнп = 800 – 900 А; Uд = 15 – 18 В. Скорость подачи ленты через подающий113механизм составляет 110 – 140 м/ч [93]. Скорость наплавки обеспечивается в пределах 15 – 18 м/ч. Коэффициент наплавки aнп = 32 – 33 г/А·ч.Определяем основное время [16, 17]:Vнп = lнп/T0, м/ч(5.24)T0 = lнп/ Vнп, ч(5.25)T01 = lнп1/ Vнп1, ч(5.26)T02 = lнп2/ Vнп2, ч(5.27)Определяем массу наплавленного метала:Мнапл. мет= aн·Iнп· T0, г(5.28)Мнапл.
мет1= aн·Iнп· T01, г(5.29)Мнапл. мет2= aн·Iнп· T02, г(5.30)Определяем полное время наплавки:Tполн = T0 + Tвосп + Tдоп + Tвст, ч(5.31)Tполн1 = 1,5·T01, ч(5.32)Tполн2 = 1,5·T02, ч(5.33)Определяем полную мощность наплавки:Nполн = Iнп· Uд, Вт(5.34)Определяем эффективную мощность наплавки [91]:Nэффект = η·Nполн, Вт(5.35)Расчетные параметры автоматической наплавки в таблице 5.10.Таблица 5.10 – Параметры автоматической наплавкиtл, ммlнпI, АU, ВVнп,Vл,T0,Tполн, Nполн, Nэффек,aнп,м/час м/часминминкВткВтг/А·ч50038501816,51251,812,7215,3133370038501816,51252,453,8115,31333Режимы ручной электродуговой наплавки приведены в таблице 5.11.114Таблица 5.11 – Режимы ручной электродуговой наплавкиlнпdэл,I, АU, ВммVнп,T0,Tполн, Nполн, Nэффек,м/часминминкВткВт1655250363,662,74,0596,752745250363,664,56,7596,755.5.3.
Альтернативный способ упрочнения плитАльтернативный способ упрочнения поверхности плит представлен на рисунке 5.8.Рисунок 5.8 – А – Сечения плит текущего производства (А) и альтернативного предложенного варианта (Б), 1 – 110Г13Л, 2 – ПЛ-400Х38Г3РТЮ, 3 – 35ЛАльтернативный вариант предусматривает отливку дробящих плит из стали35Л с уплощенными рифлениями для последующей наплавки, формирующейплоскозакругленные выступы повышенной износостойкости, повторяющий поформе изношенную дробящую плиту (Приложение 4).При стандартной высоте выступа 30 мм высота альтернативного выступа составляет 23мм; толщина наплавляемого износостойкого слоя достигает 7 мм приширине порядка 14мм. Для наплавки рекомендуется порошковая лента ПЛ-115400Х38Г3РТЮ шириной 14 мм, обеспечивающая твердость наплавленного металла 52-54 HRC (микротвердость 8000МПа).Наплавка осуществляется по продольно-полосовой схеме на входной и выходной зонах плит.
Средняя зона наплавляется шевронными валиками, покрытымиэлектродами КБХ-45 аналогично основному принятому варианту (см. рисунок 5.5).5.5.4. Определение долговечности наплавленных дробящих плитщековой дробилкиУстановленные скорости изнашивания наплавленных металлов (см.
таблицу3.13) позволяют оценить долговечность плит в каждом конкретном случае. Дляэтого устанавливается величина предельного износа [Jh] рифлений в каждой рабочей зоне дробилок. В этих случаях наработка (Т) до предельного состояния, характеризующая долговечность, будет определятся по формуле (2.25) [44, 50, 81, 82].Для испытанных вариантов наплавленных плит принимаются значения предельного износа [Jh] = 7 мм для всех рабочих зон.При наплавке плит электродами КБХ-45 слоем толщиной 7 мм ресурс плитсоставляет:неподвижнойТн = 7·10³/0,138 = 50724,6 мин = 845,4 ч,подвижнойТп = 7·10³/0,19 = 36842,1 мин = 614 ч.Для эталонной наплавки электродами ОМГ-Н (аналог стали 110Г13Л промышленного производства) имеем:для неподвижной плитыТн = 7·10³/0,321 = 21806,85 мин = 363,45 ч,для подвижной плитыТп = 7·10³/0,262 = 26717,6 мин = 445,3 ч.Таким образом, ресурс неподвижной плиты с наплавкой КБХ-45 превышаетресурс неподвижной плиты с наплавкой ОМГ-Н в 2,3 раза; ресурс подвижнойплиты с наплавкой КБХ-45 больше ресурса подвижной плиты с наплавкой ОМГ-Нв 1,4 раза.116По данным Выксунского завода дробильно-размольного оборудования ресурс плит из стали 110 Г13Л дробилки СМД-116 составляет порядка 500 часов исопоставим с расчетными ресурсами плит с наплавкой ОМГ-Н (расхождение 27,3и 11 %).Наплавка электродами КБХ-45 по сравнению со сталью 110Г13Л серийногопроизводства обеспечивает повышение ресурса неподвижных плит в 1,7 раза и подвижных в 1,23 раза.Средний ресурс неподвижной и подвижной плит с наплавкой КБХ-45 (730 ч)превосходит средний ресурс плит с наплавкой ОМГ-Н (404,4 ч) в 1,8 раза; ресурсплит из стали 110Г13Л (500 ч) в 1,46 раза.При наплавке порошковой лентой ПЛ-400Х38Г3РТЮ входной и выходнойзон плит их ресурс составляет:Тн = 7·10³/0,117 = 55829 мин = 997,15 ч.Тп = 7·10³/0,18 = 38888,9 мин = 648,15 ч.По сравнению с наплавкой электродами ОМГ-Н наплавка порошковой лентой повышает ресурс подвижной и неподвижной плит в 2,74 и в 1,46 раза соответственно.
Средний ресурс повышается в 822,68 / 404,4 = 2,03 раза.На основании приведенного заключаем, что применение наплавочных материалов ПЛ-400Х38Г3РТЮ и КБХ-45 оказывается эффективным для повышениядолговечности плит в сравнении с серийными плитами из стали 110Г13Л, как и саналогичной эталонной наплавкой ОМГ-Н.Средний ресурс плит, рассчитанный по формуле (2.26), равен:для наплавки КБХ-45 подвижной плитТср = 4,537·104 мин = 765,12 ч.Сравнение полученного среднего значения ресурса по (2.26) с величинойТср = 730 ч показывает их незначительное расхождение (Δ = 3,6 %) и свидетельствует о применимости использованных зависимостей.Для наплавки порошковой лентой ПЛ-400Х38Г3РТЮ значение среднего ресурса, рассчитанного по зависимости (2.26)117Тср = 783,4 ч.Полученное значение среднего ресурса по (2.26) вполне удовлетворительносогласуется с величиной среднего ресурса 822,68 ч (расхождение Δ = 4,8 %).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
