- •Ьинистерство образования и науки рф Государственное образовательное учреждение
- •В.А. Романов эксплуатация карьерного оборудования
- •Тула 2011
- •1. Комплексная механизация открытых горных работ
- •1.1. Общие сведения об оборудовании для открытых горных работ
- •Классификация комплексов оборудования карьеров
- •1.2. Эффективность использования оборудования
- •2. Основные положения по технической эксплуатации
- •3. Подготовка горных машин к эксплуатации
- •3.1. Приемка горных машин и оборудования на горном предприятии
- •Способы транспортирования оборудования
- •3.2.1. Транспортирование машин безрельсовым транспортом
- •3.2.2. Транспортирование машин железнодорожным транспортом
- •4. Монтаж и демонтаж карьерного оборудования
- •4.1. Организация монтажно-демонтажных работ
- •4.2. Монтаж ленточных конвейеров и комплексов непрерывного
- •4.3. Монтаж одноковшовых экскаваторов и буровых станков
- •4.4. Обкатка и испытание машин
- •5. Эксплуатационные свойства механического оборудования
- •5.1. Классификация эксплуатационных свойств
- •5.2. Технологические свойства.
- •5.3. Технико-экономические свойства
- •5.4. Эргономические свойства.
- •6. Техническое состояние механического оборудования
- •6.1. Факторы, влияющие на изменение технического состояния
- •6.2. Виды разрушения сопряженных деталей
- •6.3. Механический и абразивный износ деталей
- •6.4. Особенности изнашивания основных типов деталей горных
- •6.5. Методы измерения величины износа и способы замедления
- •При эксплуатации и проведении технического обслуживания горного оборудования необходимо обеспечивать условия для жидкостного трения сопряженных деталей.
- •7. Методы поддержания горных машин в исправном состоянии
- •7.1. Системы технического обслуживания и ремонта
- •7.2. Виды ремонта машин
- •7.3. Ремонтные нормативы
- •7.4. Ремонт машин в полевых условиях
- •7.5. Передвижные ремонтные мастерские
- •7.6. Ремонт машин в заводских условиях
- •Подготовка и планирование ремонтных работ
- •8.1. Методы планирования ремонтных работ.
- •8.2. Техническая и материальная подготовка ремонтов
- •8.3. Методы определения числа технических обслуживаний и
- •9. Производственный процесс ремонта механического
- •9.1. Структура производственного процесса ремонта машин
- •9.2. Организационно-технологические методы проведения ремонтов
- •9.3. Сдача машины в ремонт, разборка
- •9.4. Мойка деталей
- •9.5. Контроль и дефектация деталей
- •10. Восстановление деталей горных машин
- •10.1. Способы восстановления деталей машин.
- •10.2. Восстановление деталей способом ремонтных размеров и
- •10.3. Восстановление деталей ручной электродуговой сваркой
- •10.4. Восстановление деталей автоматической наплавкой под слоем
- •10.5. Восстановление деталей автоматической вибродуговой
- •10.6. Восстановление деталей наплавкой в среде углекислого газа
- •10.7. Восстановление деталей металлизацией
- •10.8. Восстановление деталей электролитическими и химическими
- •10.9. Восстановление деталей полимерными материалами и клеями.
- •10.10. Восстаноаление деталей металлополимерными композициями
- •11. Изготовление запасных частей
- •11.1. Номенклатура запасных частей
- •11.2. Материалы, применяемые для изготовления деталей.
- •11.3. Повышение износостойкости деталей при изготовлении
- •11.4. Повышение долговечности деталей поверхностным
- •12. Качество сборки машин после ремонта
- •12.1. Сборка машин
- •12.2. Техническое диагностирование горных машин
- •13. Особенности эксплуатации карьерного оборудования в
- •14. Смазка машин и оборудования
- •14.1. Классификация смазочных материалов
- •14.2. Смазочные масла
- •14.3. Консистентные смазки
- •14.4. Системы смазки машин
- •14.5. Выбор смазочных материалов.
- •15. Заправка машин топливом и техническими жидкостями
- •15.1. Топливо для машин
- •15.2. Технические жидкости для машин
- •16. Организация горюче-смазочного хозяйства на горном
- •17. Ремонтные базы горных предприятий
- •17.1. Классификация и структура ремонтных баз
- •17.2. Расчет оборудования, площадей и количества работающих
- •17.3. Хранение и консервация оборудования
- •17.4. Списание оборудования
- •17.5. Экономическая эффективность и целесообразность ремонта
- •18. Меры безопасности при эксплуатации, техническом
6.2. Виды разрушения сопряженных деталей
Разрушение деталей горных машин происходит при их взаимодействии с твердыми, жидкими и газообразными телами. При этом возникают следующие виды разрушения материала деталей: деформации и изломы (хрупкий и вязкий изломы, остаточная деформация, усталостный излом, контактные усталостные повреждения); изнашивание; эрозионно-кавитационные повреждения (жидкостная и газовая эрозии, кавитация); коррозионные повреждения; коррозионно-механические повреждения (коррозионная усталость и растрескивание).
Излом – полное разрушение материала детали в результате растяжения, сжатия, изгиба, кручения или сложного напряженного состояния. Возникают изломы при достижении в детали напряжений, превышающих предел текучести или предел прочности.
Вязкий излом происходит при напряжениях, превышающих предел текучести материала в результате возрастания статической нагрузки.. Ему предшествует пластическая деформация металла под влиянием кручения или изгиба, а иногда и вследствие растяжения или сжатия. Поверхность излома имеет волокнистое строение с заметными следами сдвига материала. Вязкое разрушение менее опасно, чем хрупкое, так как разрушение деталей и поломка оборудования могут быть предупреждены появлением пластической деформации. В результате можно остановить оборудование до поломки деталей. Для предупреждения вязкого разрушения применяют следующие меры: ограничивают перегрузку деталей во время работы с помощью муфт различных типов, срезных шпилек и т. п.; изготавливают детали из материала с повышенными механическими свойствами и термически обрабатывают; увеличивают жесткость деталей; уменьшают рабочие напряжения в детали за счет создания ориентированного наклепа поверхностного слоя детали.
Хрупкий излом происходит чаще всего при отсутствии или малых размерах макропластических деформаций, в результате мгновенного приложения нагрузки, наличии концентраторов напряжений в опасном сечении, хладноломкости материала. В плоскости излома наблюдается кристаллическое строение с веерообразно расходящимися лучами из очага разрушения. Для повышения сопротивления хрупкому излому ограничивают перегрузку детали при работе установкой предохранительных устройств, уменьшают жесткость удара за счет применения амортизирующих устройств, повышают прочность и пластичность детали.
В горнах машинах чаще других происходят усталостные изломы, наступающие при напряжении ниже предела текучести. Появление и развитие процессов усталости происходит в наиболее напряженных поверхностных слоях детали вследствие длительного действия переменных по знаку и величине нагрузок. Чаще всего это происходит при тяжелом динамическом режиме работы деталей, больших перегрузках и несвоевременной замене деталей. Причиной поломки является усталостная трещина. Усталостные трещины возникают в тех частях поверхности, где действуют растягивающие напряжения, имеются микродефекты и концентраторы напряжения. Усталостный излом имеет две зоны: усталостного и единовременного (мгновенного) разрушения. Поверхность излома в зоне усталостного разрушения имеет мелкозернистую структуру блестящего цвета, а в зоне мгновенного разрушения – кристаллическое строение и другие признаки хрупкого разрушения. Усталостному излому подвергаются обычно валы и оси горных машин.
Остаточная деформация материала происходит в результате приложения нагрузки, особенно циклической, и сопровождается изменением формы и размеров детали. В большинстве случаев деформация не приводит к поломке детали, но нарушает ее нормальную работу. Остаточная деформация появляется при взаимодействии колеса локомотива с рельсом, наблюдается на кругло- звенных цепях конвейеров и др.
Контактная усталость металла проявляется в виде усталостного выкрашивания поверхности (питтинга), часто при трении качения или качения со скольжением. Причина появления питтинга – пульсационное действие контактных напряжений вследствие переменного давления на поверхности.
Износ детали – результат ее изнашивания, определяемый в установленных единицах. Значение износа может быть выражено в единицах длины, объема, массы и др.
Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении, проявляющийся в постепенном изменении размеров и формы. Свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определенных условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания, называют износостойкостью.
Изнашивание является основной причиной, вызывающей ухудшение технического состояния машин.
Износ, помимо ухудшения эксплуатационных характеристик ведет к уменьшению надежности, снижению коэффициента использования машины.
Для правильной разработки системы мероприятий по техническому обслуживанию планово-предупредительной системе ремонта надо знать закономерности износа и его зависимость от различных факторов.
Для характеристики процесса изнашивания пользуются следующими показателями.
Абсолютный износ – абсолютное измерение размеров, объема или массы изношенной детали; при этом различают линейный. Объемный или весовой износ.
Относительный износ – износ, выраженный в процентах или в долях единицы относительно другой детали, принятой за эталон.
Размерный износ – линейный износ, измеренный в заданном направлении, определяемом служебными качествами детали или обусловленный удобством измерения.
Предельный износ – максимальная величина износа, при достижении которой дальнейшая эксплуатация изделия считается недопустимой по техническим или экономическим показателям работы.
Основные причины изнашивания – внешнее трение, влияние механических и молекулярных факторов.
Согласно ГОСТ различают следующие виды изнашивания:
- механическое изнашивание из-за механических воздействий; корозионно-механическое изнашивание из-за механического воздействия, сопровождаемого химическим и (или) электрическим взаимодействием материала со средой;
- абразивное изнашивание – механическое изнашивание материала в результате режущего или царапающего действия на него твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии;
- эрозионное изнашивание из-за воздействия потоков жидкости и (или) газа;
- гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание – эрозионное изнашивание в результате воздействия потока жидкости (газа);
- гидроабразивное (газообразивное) изнашивание – абразивное изнашивание из-за действия твердых частиц, взвешенных в жидкости (газе) и перемещающихся относительно изнашивающего тела;
- усталостное изнашивание – механическое изнашивание из-за усталостного разрушения при повторном деформировании микрообъемов материала поверхностного слоя;
- кавитационное изнашивание – гидроэрозионное изнашивание при движении твердого тела относительно жидкости, при котором пузырьки газа захлопываются в близи поверхности, что создает местное повышение давления или температуры;
- изнашивание при заедании – изнашивание в результате схватывания, глубинного вырывания материала, переноса его с одной поверхности трения на другую и воздействия возникших неровностей на сопряженную поверхность;
- окислительное изнашивание – корозионно-механическое изнашивание, при котором основное влияние на изнашивание имеет химическая реакция материала с кислородом или окисляющей окружающей средой;
- изнашивание при фреттинге – механическое изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях;
изнашивание при фреттинг-коррозии – корозионно-механическое
изнашивание соприкасающихся тел при малых колебательных относительных перемещениях;
- диффузионное изнашивание – изнашивание за счет взаимного проникновения молекул двух трущихся поверхностей (чаще – тонко обработанных).
Износ делится на моральный, обусловленный старением конструкции машин, и физический, связанный с длительностью и интенсивностью использования.
Физический износ может быть нормальным (естественным) и аварийным (преждевременным). Нормальный износ происходит в результате длительной работы машин под действием сил трения. Аварийный износ происходит в значительно меньшие сроки, чем нормальный, и вызывается нарушением режимов работы машин, отсутствием смазки и неправильным ее выбором, некачественнным ремонтом и несвоевременной заменой деталей, заводскими дефектами деталей, усталостными явлениями в металле, неправильным монтажом машин.
Факторы влияющие на износ деталей, подразделяют на:
- конструктивные - размеры форма и материалы сопрягаемых деталей, начальные зазоры или натяги в сопряжениях, вид и система смазки, конструктивное соответствие условиям работы, доступность деталей и сборочных единиц для технического обслуживания и ремонта;
- технологические - качество материала, точность изготовления, шероховатость поверхности, качество механической и термической обработки;
- эксплуатационные - режимы работы машин, климатические и горно-геологические условия, качество грюче-смазочных материалов, своевременность и качество технического обслуживания и ремонта.
Особенно важным фактором является характер чередования запусков и остановок машины. Когда один вид трения переходит в другой, усугубляющий процесс износа, колебания температур.