CC BY
32
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ «НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 97»
МОСКВА, МГГУ, 3.02.97 - 7.02.97 СЕМИНАР 4 «ГОРНАЯ ТЕХНИКА: ПРОБЛЕМЫ И ТЕНДЕНЦИЯ РАЗВИТИЯ»
С. Микула
Силезский технический университет, г. Гпивиие, Польша
ПОВЫШЕНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ГОРНЫХ МАШИН ПУТЕМ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
В горном машиностроении в настоящее время необходимо искать более эффективные пути повышения долговечности и надежности горных машин при одновременном учете экономических факторов.
Особое значение имеет проблема повышения свойств тех конструкционных узлов машин, которые являются лимитирующими элементами механической системы машин. Для угледобывающих горных машин в настоящее время такими лимитирующими элементами являются тяговые органы комбайнов и скребковых конвейеров.
Типичный тяговый орган скребкового конвейера, использованного в польском горном деле, это круглозвенная цепь из высоколегированной стали, подвергнутая классической термообработки. Отрезки этой цепи соединяются соединительным звеном (замком).
К цепному органу предъявляются очень высокие требования по механическим свойствам. Кроме высокой прочности на статический разрыв требуется высокая усталостная долговечность. Это учтено в стандартах 180 и в стандартах передовых угледобывающих стран мира.
Усталостные свойства деталей, которые работают в цепных тяговых органах горнодобывающих и транспортных машин определяют их эксплуатационную надежность [1].
В Институте механизации горной промышленности Силезского технического университета разработан ряд способов по-
вышения усталостных свойств элементов цепных тяговых органов. Методически они были представлены на ежегодных международных конференциях под названием "Долговечность конструкционных узлов горных машин" [2].
Элементы тяговых органов, такие как круглозвенные цепи, боковые замки, соединительные звенья изготавливаются в настоящее время в Польше также как и в России и других странах в большинстве из высоколегированной стали НОЫМ (обозначение по польскому стандарту).
После формирования эти элементы подвергают классической термической обработке, то есть закалке в воду, потом однократному отпуску на воздухе. Эти два процесса термообработке требуют нагрева деталей, что связано с большой энергоемкостью процесса.
Для уменьшения энергоемкости обработки предложен к использованию современный метод термомеханического упрочнения, в ходе которого одновременно управляют температурой и величиной пластической деформации материала [2].
Для осуществления термомеханической обработки пригодны легированные стали с содержанием специальных микродобавок, которые способствуют получению мелкозернистой структуры стали после обработки.
Главная идея процесса термомеханической обработки заключается в том, чтобы полностью использовать энергию пластического деформирования стали при формоиз-
менении. Непосредственно после процесса ковки, прессовки или штамповки проводится термообработка в одном непрерывном цикле (без вторичного нагрева детали для закалки). Это позволяет получить уменьшение затрат энергии и улучшить качество поверхностного слоя обработанных деталей (уменьшения шероховатости и вредного содержания углерода в поверхностном слое детали).
Испытания проведены для боковых замков размера 18x64 штампованных из новой марки стали 25СУЫ (рабочее обозначение). Химический состав стали: С = 0,27%; Сг = 0,22%; N = 0,016%; Мп = 1,40%; N1 = 0,08%; Си = 0,09%; = 0,35%; Мо =
0,02%; Э = 0,012%; V = 0,20%; Б = 0,009%; А1 = 0.25%.
Надо обратить внимание на специальные добавки ванадия (V) и азота (14) введенных для получения мелкозернистой структуры материала.
После термомеханической обработки (четыре варианта) все замки были подвергнуты отпуску как серийные [1].
Для серии замков проведены испытания на статический разрыв и усталостную долговечность. Все испытания проведены по стандартной методике согласно требованиям стандарта 180.
Прочность на статический разрыв для всех сравниваемых замков была практически одинакова, согласно требованиям
для класса С [3]. Очень сильно отличается усталостная долговечность, которая определяет количество циклов стандартного нагружения выдерживаемого до полного усталостного разрушения замков.
ВЫВОДЫ
Как показали результаты испытаний, имеется возможность получения высоких механических свойств деталей ценных тяговых органов горных машин путем изменения термомеханической обработки элементов из стали с микродобавками.
Термомеханическая обработка позволяет получить дополнительно экономический эффект в виде уменьшения энергоемкости процесса изготовления.
Испытания в этом направлении будут проводиться в дальнейшем.
1. Ст. Микула: Усталостная долговечность цепных тяговых органов горнодобывающих и транспортных машин. Центр механизации горной промышленности, KOMAG, Гливице, 1987.
2.Материалы конференции "Долговечность конструкционных узлов горных машин". Институт механизации горной промышленности Силезского технического университета, Гливице, 1993, 1994, 1995, 1996 г г.
3. Научно-исследовательская работа Института механизации горной промышленности СГУ, Гливице, (1995, 1996) (не опубликовано).
©С. Микула
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
