Технические науки/2. Механика

В.В. Лихачев, Г.А. Белик, В.И. Эйрих, М.Ш. Алимов,
А.А. Кшалова, А.Д. Алькина

Карагандинский государственный технический университет

СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ УСТАЛОСНЫХ ТРЕЩИН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСКОВЫХ НАКЛАДОК

Важным фактором безопасной эксплуатации подъемной установки является надежная работа тормозных устройств. Большая часть подъемных машин используемых в при добыче полезных ископаемых в Казахстане имеет пневмо-грузовые тормозные устройства. Они имеют два исполнительных органа тормоза, каждый из которых приводится в действие от своего привода.

В процессе эксплуатации ШПУ возникают значительные тормозные усилия в элементах тормозного устройства, в следствии превышение нагрузки или резких остановок подъемного сосуда в шахтном стволе в аварийных ситуациях. Предаваемые тормозные усилие от тормозных цилиндров через кинематические элементы тормозной системы – колодкам, создают значительные нагрузки на эти элементы. При значительном сроке эксплуатации подъемной установки и перегрузках, в отдельных элементах конструкции тормозных устройств, возникают повреждения связанные с временной усталостью метала, что приводит к появлению трещин.

По результам исследований проведенных на подъемных установках УД АО «Арселор Миттал Темиртау» город Караганда, а так же на шахтах разреза «Богатырь» и «Северный» город Экибастуз, на подъемных установках типа 2Ц-4х2,3; 2Ц–5х2,3; 2Ц-5х2,4 и 2Ц-6х2,4 работающих на вертикальных стволах. Разработана рекомендация по совершенствованию конструкции тормозных устройств подъемных установок.

Сущность заявленного технического решения заключается в возможности восстановление после ремонта и усиление конструкции тормозной балки шахтной подъемной машины. Дисковые накладки закрепляются непосредственно на месте трещины при помощи сварки, симметрично относительно друг друга, что позволит усилить конструкцию и препятствует образованию и росту трещин, которые вызывают ее разрушения.

Проведенная проверка элементов тормозной системы методами неразрушающего контроля на шахтах Караганды и Экибастуза, установлены важные факторы образования дефектов в работе тормозной системе ШПУ. Выявленные дефекты по элементам тормозной системы распределены в процентах следующем образом:

- трещины в проушинах тормозных балок …………….….17,6

- износ шарнирных соединений тормозных балок……..…..40

- вертикальные и горизонтальные тормозные тяги…….…12,5

- тормозной обод………..... ……………….…………….….12,1

- шпильки подвески грузов............ ……………….………....8,1

- тяги приводные вертикальные траверсы и

шпильки поршней……………………….…………….….…5,5

- прочие…………………………………………………….…...4,2

При значительном сроке эксплуатации подъемной установки и перегрузках в отдельных элементах конструкции тормозных устройств возникают повреждения, связанные с временной усталостью металла, что приводит к появлению трещин. В частности, трещины и разрушения появляются в конструкции тормозной балки.

При выполнение ремонта, предварительно определяют размеры трещины. Затем трещины в кронштейне крепления углового рычага тормозного устройства разделывают и заваривают электросваркой. Практика показала, что трещины образуются вместе указанном на рисунке 1 а, с двух сторон кронштейна крепления углового рычага тормозного устройства. На месте с трещинами устанавливают две дисковые накладки. Дисковые накладки закрепляются непосредственно на месте трещины при помощи сварки, симметрично относительно друг друга, что позволит усилить конструкцию и препятствует образованию и росту трещин. Накладки закрепляют при помощи сварки (рисунок 1 б).

Рисунок 1

Форма дисковой (рисунок 2) накладки позволит, при приложение внешних нагрузок изменить распределение напряжений в зоне подверженной образованию трещин и воспримет на себя нагрузку.

При этом снизятся напряжения на концах трещин, в результате рост трещины прекращается. Если накладки выполнены из стали с большим содержанием углерода, то их действие усиливается.

Пример. Способ был опробован при ремонте кронштейне крепления углового рычага тормозного устройства шахтной подъемной машины НКМЗ. Наилучший результат достигается при использование двух накладок диаметром 500 мм и толщиной 20 мм выполненной из стали марки СТ5. Прочность соединения усиливающей накладки проушины углового рычага тормозной балки при площади трещин S_тр=(6+6)х3,5=42 мм², оптимальным вариантом площади сечения накладок в наиболее слабом сечение проушины S_накл=(20+20)х1,6=64 мм². Положительный результат технического решения является повышение эффективности ремонта и повышение прочности конструкции тормозных балок шахтных подъемных машин. Установка дисковых накладок не имеет никаких технологических трудностей, а так же продлевает безопасный срок эксплуатации шахтной подъемной установки.

Список использованной литературы

1. Мехтиев А.Д. Исследование модели тормозной балки шахтной подъемной установки. IV Международной научно-практической конференции «Динамика исследования - 2008» технологии том 28. София 2008г. -104 с; с.44-47

2. Мехтиев А.Д. ,Югай В.В., Фалалеева О.В., Гаврилова М.А., Ашимова Р.Ж.. Пути решения проблемы надежной эксплуатации механических частей шахтной подъемной машины с использование программы ANSYS. VII Международная научно-практическая конференция «DYNAMIRA NAUKOWYCH BADAN». ––Prezemyśl: Nauka i studia, 2011. - С. 14–16.