Диссертация (1173124), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Для оценки ресурса наплавленных дробящих плит предлагаются зависимости, определяемые скоростью изнашивания, предельным износом, геометрическими параметрами наплавленного валика, производительностью дробилки и парциальным микроизносом.36ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОАНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ДРОБЯЩИХ ПЛИТЩЕКОВОЙ ДРОБИЛКИ3.1. Кинетические зависимости линейного и массового износа плитИспытания проводили на щековой дробилке со сложным движением подвижной щеки модели СМД-116, имеющей следующие технические характеристики:мощность привода 1 кВт, частота вращения эксцентрикового вала 400 об/мин, степень дробления 12-14, производительность установки 0,7-0,8 кг/мин.В качестве дробимой породы [22, 24, 25, 27, 30, 31, 32] целенаправленно выбрали высокообразивную гранитодиоритную смесь со средневзвешенным диаметром исходного материала 28 мм и пределом прочности на сжатие 250 – 320 МПа,при которой ресурс дробилки достигает 500 – 800 часов и нуждается в существенном его повышении.
С этой целью использовалась эталонная наплавка типа ОМГН, относительно которой изыскивались более эффективные износостойкие материалы и схемы наплавки.В результате исследования [3] линейного и массового износа плит от выработки получены кинетические зависимости линейного износа I [28] и износ помассе G [29] от выработки Q для подвижной и неподвижной плит, наплавленныхэлектродами ОМГ-Н (рисунок 3.1, рисунок 3.2).
Металл аустенитного класса,наплавленный этими электродами, принимался в качестве эталона.Характер распределения износа по рабочим зонам.На графике массового износа (см. рисунок 3.1) имеется перегиб [67] приQ=45 кг. Это объясняется тем, что от 30 до 60 кг переработанной породы в эонеприработки проходит процесс пластического смятия и оттеснения металла. Поэтому износ по массе практически отсутствуют, а линейный проявляется.37Рисунок 3.1 – Зависимость ли-Рисунок 3.2 – Эпюры линей-нейного (а) и массового (δ) из-ного износа подвижной (а) иноса подвижной плиты от выра-неподвижной (δ) дробящихботкиплитЗависимости I = f(Q) и G = f(Q) для подвижной плиты (рисунки 3.1, 3.2)можно представить в виде: = 10−5 (1 + 3,8 ∙ 102 −0,45 ),(3.1) = 4,5 ∙ 10−3 + 5,38 ∙ 10−5 ( − 55).(3.2)При рассмотрении эпюр линейного износа (см.
рисунок 3.2) можно выделитьтри зоны изнашивания: слабого, умеренного и интенсивного (ускоренного) [49].Порядок расположения этих зон различен. Так, наибольший износ неподвижнойплиты наблюдается в нижней, а подвижной – в средней зоне. Это обстоятельствоможно объяснить большей относительной скоростью дробимого материала в нижней зоне неподвижной плиты. На части траектории движения подвижной плитыпорода перемещается вместе с ней, и их относительная скорость становится несущественной [41].3.2.
Нормализованная система кривой опорной линии tp – ƐПо экспериментальным профилограммам изношенных поверхностей дробящих плит (рисунок 3.3) построена система координат «относительная опорная линия - tp относительное сближение Ɛ» - нормализованная система кривой опроной38линии. Область над кривой – гипсограммой характеризует долю впадин в пределахбазы профилографирования, под гипсограммой долю выступов.
Эти доли соответственно понимаются как парциальный микроизнос (Da) и микрометалл (Dm).Для каждой парциальной величины определены центры тяжести Ca и Cm посредством пресечения пар медиан. Линия, соединяющая центры тяжести CaCm –бицентроида пересекает гипсограмму в точке Р, названной полюсом (рисунок 3.3).Характерные показатели и зависимости в системе tp – Ɛ.Рисунок 3.3 – Гипcoгpaммa микpoтoпoгpaфии рабочей поверхности плитыщековой дробилкиПостроенная система координат «относительная опорная линия oтнocитeльнoe cближeниe Ԑ» характеризуется следующими показателями: – гипсограмма – кривая опорной поверхности (линии); – бицeнтpoидa – расстояние между центрами тяжести и плocкиxфигyp пapциaльнoгo микpoизнoca и пapциaльнoгo микpoмeтaллa ;Ԑ – относительное сближение центра тяжести ;Ԑ – oтнocитeльнoe cближeниe пoлюca P (точка пересечения гипcoгpaммы ибицeнтpoиды);Ԑ – относительное сближение центра тяжести ; – относительная опорная линия при сближении Ԑ ;39 – относительная опорная линия при полюсном сближении Ԑ ; – относительная опорная линия при сближении Ԑ ; , – ординаты центров тяжести и при сближениях Ԑ и Ԑ ;φ – угол наклона бицентроиды.На основании дeфopмaциoннo-тoпoгpaфичecкoгo метода исследования поверхностей трения металла, наплавленного электродом Т-620 [62] можно отметитьследующие количественные тpибoмexaничecкиe характеристики: при условии численного равенства = Ԑ имeeм = 0,41 и = 1 − = 0,59; относительная опорная линия = ⁄ = 0,52; тангенс угла наклона бицeнтpoиды = 16,5⁄46,5 = 0,3548 ≈ 0,355; длина гипcoгpaммы, измеренная при помощи курвиметра, равная =150 мм, чтo в oтнocитeльнoм мacштaбe cиcтeмы − Ԑ cocтaвляeт = 1,5. длина бицeнтpoиды = 0,486 (или = 48,6 мм), cooтвeтcтвyющaя условию золотой пропорции [87] = (0,618 · 0,382)0,5 .Пользуясь правилом отрезков бицeнтpoиды [87], определим парциальные величины микpoизнoca и микpoмeтaллa [86] = ̅̅̅̅̅ ⁄̅̅̅̅̅̅̅ = 20,0⁄48,6 = 0,4115 ≈ 0,41,̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ = ⁄ = 28,6⁄48,6 = 0,588 ≈ 0,59.Полученные значения совпадают c величинами и , пpинятыe пoycлoвию = Ԑ (cм.
вышe).Коэффициент трения скольжения плиты щековой дробилки вычислим поформуле [54] = 1⁄ = 0,591⁄0,41 = 0,592,439 = 0,276.При этом деформационная составляющая коэффициента трения будет равна = · = 0,41 · 0,276 = 0,113,Адгезионная составляющая = · = 0,59 · 0,276 = 0,163.40Необходимо отметить, что коэффициент трения практически равен половинеотносительной полюсной опорной линии, т.е. ≈ 0,5 c расхождением =5,8 %.Представляет интерес сопоставить экспериментальную длинy гистограммы c рассчитанными пo следующим фopмyлaм [48, 51, 52, 53] = 1,4142( ⁄ )· , = − .(3.3)(3.4) = 1,4142 · · ⁄ 2 = 5,992 · · ≈ 6 · · .
(3.5)Расчёт пo (3.3) даёт значение = 1,4142(0,59⁄0,41)0,59·0,41 = 1,54, практически совпадающие c экспериментальной вeличинoй = 1,50. (расхождение =2,7 %).Вычисление по (3.4) даёт значение = 0,486−0,52 = 1,455; pacxoждeниe cэкcпepимeнтaльными знaчeниями = 1,5 cocтaвляeт = 3 %.При расчёте по (3.5) имеем = 1,45 пpи pacxoждeнии = 3,3 %.Таким образом, предоставляется возможность оценивать длину гипcoгpaммы тoлькo пo пapциaльным вeличинaм и , так как установлено, что = 1⁄(1 + 2 ) = 1⁄(1 + 2 · 0,41) = 0,549,Эта величина мало отличается от экспериментальной = 0,52 ( = 5,6 %).3.3. Модель трибодеформационного упрочнения поверхноститрения плитВ качестве модели трибодеформационного упрочнения поверхности трениядробящих плит рассматривается склеробатическая модель, характеризующая распределение микротвердости (H) по глубине (h) активных подповерхностных слоев(рисунок 3.4).Вследствие трения и изнашивания исходная (технологическая) микротвердость материала (H0) может увеличиться до значения поверхностной микротвердости (Hs).
В этом случае степень трибодеформационного упрочнения Ks = Hs/H0 >1.41Принимая экспоненциальный характер изменения микротвердости по глубине активного слоя, можно определить предельную микротвердость материала (Ha), равную микротвердости продуктов износа. Тогда предельная степень трибодеформационного упрочнения материала будет Ka = Ha/H0.Рисунок 3.4 – Склеробатическая модель изнашивания поверхности тренияСклеробатическая модель изнашивания предусматривает две характерныевеличины: h0 – глубина пластически деформируемого подповерхностного слоя;ha – толщина мнимого деструктивного (изношенного) слоя.Эпюра распределения микротвердости (склеробата) при Ks > 1 характерна дляисходно достаточно пластичных сталей и сплавов.В случае повышенной и высокой исходной микротвердости возможноразупрочнение металла (Ks < 1).
Тогда Ha < Hs < H0.В общем случае зависимость текущей микротвердости от исходной аппроксимируется экспонентой вида H= H0·eαh/(ho+ ha), где α - экспериментальный показатель, равный lnKa.Посредством склеробатической модели возможна количественная оценка основных трибологических характеристик.423.3.1. Количественные характеристики трибодеформационного упрочнениянаплавленных плитСтепень трибодеформационного упрочнения была рассчитана по следующимформулам: = [0,618⁄(1 − )](1− )⁄,(3.6)то же продуктов износапри > 1 = [0,5 + ( − 1)0,5 ](3.7)при < 1 = [2 − ( − 1)2 ](3.8)Результаты расчета по выше представленным формулам приведены в таблицах 3.1 – 3.4.Таблица 3.1 – Значения степени трибодеформационного упрочнения подвижной плиты по поперечным профилограмаммМатериалРаб.НаправлениеDaDmKsKa1,77809зонаЭН-60М-3вход.попер.0,4640,5361,178737Т-620входпопер.0,4270,5731,106778 1,526029ВСН-8входпопер.0,4170,5831,084924 1,446219ВСН-11входпопер.0,4790,5211,204072 1,865163ЭН-60Мвходпопер.0,5920,4081,331313 2,302405ВСН-11серед.попер.0,6230,3771,348624 2,362447Т-620серед.попер.0,4370,5631,127591 1,600142ВСН-6серед.попер.0,3240,6760,82931ВСН-8серед.попер.0,4580,5421,167996 1,741029ВСН-11серед.попер.0,6230,3771,348624 2,362447ЭН-60Мсеред.попер.0,4690,5311,187421 1,807981ВСН-8выходпопер0,3030,6970,758265 0,480286ЭН-60М-1 выходпопер0,3670,6330,95948попер.0,350,650,910505 0,762119Т-620выход0,5945240,88487443Ka2,82,62,42,221,81,61,41,210,80,60,40,20Ka = 1,06·Ks 2,90,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4KsРисунок 3.5 – График зависимости Ka от Ks для подвижной плиты по поперечной профилограммеПолученную зависимость можно аппроксимировать следующей функцией:Ka=1,06· Ks2,9(3.9)На рисунке 3.5 представлена зависимость трибодефармационного упрочнения (разупрочнения) продуктов износа от трибодеформационного упрочнения(разупрочнения) поверхностного слоя для подвижной плиты при поперечном профилографровании.
Полученная зависимость имеет степенной характер увеличенияKa при увеличении Ks.Таблица 3.2 – Значения степени трибодеформационного упрочнения подвижной плиты по продольным профилограмаммМатериалРаб.Направ-зоналениеВСН-6входТ-620DaDmKsKaпрод.0,3750,6250,9814030,94558входпрод.0,6840,3161,3632572,413367ВСН-6входпрод.0,4040,5961,054931,330762ВСН-8входпрод.0,6250,3751,3495042,36550744Продолжение таблицы 3.2ВСН-11входпрод.0,4950,5051,2287651,949792ЭН-60Мвходпрод.0,4540,5461,1606391,715573ВСН-11вход.прод.0,4950,5051,2287651,949792ЭН-60Мсеред.прод.0,620,381,347252,357674ВСН-11серед.прод.0,4170,5831,0849241,446219Т-620серед.прод.0,5460,4541,2923062,167777ВСН-8серед.прод.0,5580,4421,3040832,208335ВСН-11серед.прод.0,40,61,0453361,291344ВСН-8выходпрод.0,540,461,2859782,146013ЭН-60Мвыходпрод.0,690,311,3633742,413773Т-620выходпрод.0,5040,4961,2416261,99385ВСН-11выходпрод.0,540,461,2859782,146013Ka2,62,4Ka = 1,12·Ks2,62,221,81,61,41,210,80,90,9511,051,11,151,21,251,31,351,4KsРисунок 3.6 – График зависимости Ka от Ks для подвижной плиты по продольной профилограммеПолученную зависимость можно аппроксимировать следующей функцией:Ka=1,12· Ks2,6(3.10)45На рисунке 3.6 представлена зависимость трибодефармационного упрочнения (разупрочнения) продуктов износа от трибодеформационного упрочнения(разупрочнения) поверхностного слоя для подвижной плиты при продольном профилографрования.Полученная зависимость также имеет степенной характер увеличения Ka приувеличении Ks.Таблица 3.3 – Значения степени трибодеформационного упрочнения неподвижной плиты по поперечным профилограмаммМатериалРаб.зонаНаправлениеDaDmKsKaТ-620ВСН-11ЭН-60МВСН-8ВСН-6ВСН-8Т-620ЭН-60Мвход.вход.вход.вход.вход.серед.серед.серед.попер.попер.попер.попер.попер.попер.попер.попер.0,4080,20,4640,5790,3310,3650,440,4870,5920,80,5360,4210,6690,6350,560,5131,0643520,3561181,1787371,3219490,8519150,9538871,1336351,2167141,3680650,1928041,778092,2700070,6369680,869971,6214211,908506Ka 2,42,221,81,61,41,210,80,60,40,20Ka = 1,19·Ks 1,90,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,911,1 1,2 1,3 1,4KsРисунок 3.7 – График зависимости Ka от Ks для неподвижной плиты по поперечной профилограмме46Полученную зависимость можно аппроксимировать следующей функцией:Ka=1,19· Ks1,9(3.11)Зависимость Ka от Ks для неподвижной плиты по поперечной профилограмме, представленная на рисунке 3.7, имеет степенной характер распределениятрибодеформационного упрочнения (разупрочнения) продуктов износа от трибодеформационного упрочнения (разупрочнения) поверхностного слоя.Таблица 3.4 – Значения степени трибодеформационного упрочнения неподвижной плиты по продольным профилограмаммМатериалЭН-60МТ-620ЭН-60МТ-620ВСН-8ВСН-8KaРаб.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
