Розмір шрифту:
ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ОПОР КОЧЕННЯ ГІРНИЧОРУДНИХ ТРИШАРОШКОВИХ БУРОВИХ ДОЛІТ
Остання редакція: 2021-05-25
Тези доповіді
Гірничорудні тришарошкові бурові долота працюють у надзвичайно важ-ких умовах і часто втрачають працездатність через заклинювання і руйнування опор. Одна із причин відмов опор – різке зниження зносостійкості відпові-дальних елементів. Найбільші руйнування в навантаженій частині цапфи лапи (сектор у 120°) зазнають бігові доріжки підшипників кочення: великого (ВБД), замкового (ЗБД), малого (МБД), а також бурти й упорні торці (рис. 1).
а б
Рис.1. Загальний вигляд зруйнованої цапфи лапи (а) та фрагмента наплавленого стелітом упорного торця цапфи (б) тришарошкового бурового долота 244,5 ОК-ПГВ
Встановлено [1], що для підвищення експлуатаційних показників цапф лап необхідно вирішити комплекс матеріалознавчих та конструкторсько-техно-логічних задач. Тим не менше для доліт з відкритою опорою, що працюють в умовах значних навантажень за дії абразиву водночас добитися високих показ-ників зносостійкості елементів опори проблематично. Це спричинено різними вимогами до експлуатаційних показників елементів. Аналізом відпрацьованих опор доліт встановлено, що в опорах доліт 244,5 ОК-ПГВ (партія 7 шт), які бурували у середньому 210 м, має місце складний радіальний знос бігових доріжок підшипників кочення. У середньому зменшення діаметра ВБД на 12,2 мм, КБД на 7,7 мм, МБД на 11,3 мм. Слабкою ланкою є бурти та осьові підшипники ковзання. Бурти зазнають сколювання фрагментами довжиною до 38 мм, а подекуди й більше. На упорному торці сколюється наплавлений шар. При значних руйнуваннях буртів МБД мають місце випадки випадання п’яти.
Аналізом цапф (сталь 19ХГНМА, що піддається ХТО згідно технології, описаної в [1]) досліджуваної партії встановлено: глибина цементованого шару 2,4 – 2,5 мм, твердість поверхні бігових доріжок HRC 63 – 64, твердість на повній глибині цементованого шару HRC 48 – 50. Твердість серцевини: ВБД – HRC 27 – 28, МБД – HRC 34 – 35. Мікроструктура цементованого шару дрібно-голковий мартенсит 1 б з вмістом аустеніту 2 б та карбідів 1-2 б. Серцевина – сорбітоподібний перліт.
Для підвищення зносостійкості опор необхідно не тільки забезпечувати плавний характер зміни показників твердості й концентрації вуглецю в цементованих шарах бігових доріжок, а й забезпечувати міцність серцевини буртів. Твердість серцевини цапфи HRC 27 – 28 та інші дані вказу¬ють, що хімсклад сталі не забезпечує необхідні експлуатаційні вимоги цапф лап. Важливо контролювати значення показників твердості в загартованих ша¬рах, що забезпечують міцність та попереджають відшарування цементованого шару. Ділянки буртів, які не контактують, слід захищати від цементації спеці¬альними антицементаційними покриттями та контролювати їхню твердість. Для забезпечення тривалої стійкої роботи роликових підшипників кочення слід не тільки підвищити вантажність і точність замкового підшипника кочення, а й підвищити зносостійкість підшипників «п’ята – підп’ятник» та «упорний торець цапфи лапи – упорний торець шарошки». Для цього слід застосувати зносостійкі конструкційні матеріали та вдосконалити технології зміцнення відповідальних робочих поверхонь.
Література:
1. Яким Р. С., Петрина Ю. Д. Теорія і практика забезпечення якості та експлуатаційних показників цементованих деталей шарошкових бурових доліт: монографія. Івано-Франківськ: Вид-во ІФНТУНГ, 2011. – 189 с.
а б
Рис.1. Загальний вигляд зруйнованої цапфи лапи (а) та фрагмента наплавленого стелітом упорного торця цапфи (б) тришарошкового бурового долота 244,5 ОК-ПГВ
Встановлено [1], що для підвищення експлуатаційних показників цапф лап необхідно вирішити комплекс матеріалознавчих та конструкторсько-техно-логічних задач. Тим не менше для доліт з відкритою опорою, що працюють в умовах значних навантажень за дії абразиву водночас добитися високих показ-ників зносостійкості елементів опори проблематично. Це спричинено різними вимогами до експлуатаційних показників елементів. Аналізом відпрацьованих опор доліт встановлено, що в опорах доліт 244,5 ОК-ПГВ (партія 7 шт), які бурували у середньому 210 м, має місце складний радіальний знос бігових доріжок підшипників кочення. У середньому зменшення діаметра ВБД на 12,2 мм, КБД на 7,7 мм, МБД на 11,3 мм. Слабкою ланкою є бурти та осьові підшипники ковзання. Бурти зазнають сколювання фрагментами довжиною до 38 мм, а подекуди й більше. На упорному торці сколюється наплавлений шар. При значних руйнуваннях буртів МБД мають місце випадки випадання п’яти.
Аналізом цапф (сталь 19ХГНМА, що піддається ХТО згідно технології, описаної в [1]) досліджуваної партії встановлено: глибина цементованого шару 2,4 – 2,5 мм, твердість поверхні бігових доріжок HRC 63 – 64, твердість на повній глибині цементованого шару HRC 48 – 50. Твердість серцевини: ВБД – HRC 27 – 28, МБД – HRC 34 – 35. Мікроструктура цементованого шару дрібно-голковий мартенсит 1 б з вмістом аустеніту 2 б та карбідів 1-2 б. Серцевина – сорбітоподібний перліт.
Для підвищення зносостійкості опор необхідно не тільки забезпечувати плавний характер зміни показників твердості й концентрації вуглецю в цементованих шарах бігових доріжок, а й забезпечувати міцність серцевини буртів. Твердість серцевини цапфи HRC 27 – 28 та інші дані вказу¬ють, що хімсклад сталі не забезпечує необхідні експлуатаційні вимоги цапф лап. Важливо контролювати значення показників твердості в загартованих ша¬рах, що забезпечують міцність та попереджають відшарування цементованого шару. Ділянки буртів, які не контактують, слід захищати від цементації спеці¬альними антицементаційними покриттями та контролювати їхню твердість. Для забезпечення тривалої стійкої роботи роликових підшипників кочення слід не тільки підвищити вантажність і точність замкового підшипника кочення, а й підвищити зносостійкість підшипників «п’ята – підп’ятник» та «упорний торець цапфи лапи – упорний торець шарошки». Для цього слід застосувати зносостійкі конструкційні матеріали та вдосконалити технології зміцнення відповідальних робочих поверхонь.
Література:
1. Яким Р. С., Петрина Ю. Д. Теорія і практика забезпечення якості та експлуатаційних показників цементованих деталей шарошкових бурових доліт: монографія. Івано-Франківськ: Вид-во ІФНТУНГ, 2011. – 189 с.
Full Text:
PDF