Разработка технологии и оборудования для восстановления работоспособности быстроизнашивающихся деталей мостовых кранов

• Автор: Бабаевский, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 151 с. : ил.

1 Обзор литературы и постановка задачи исследования ®
1.1 Сведения о мостовых грейферных кранах
1.1.1 Особенности работы кранов в условиях цементного производства
1.1.2 Требования, предъявляемые к быстроизнашивающимся деталям кранов
1.1.3 Виды разрушений и дефектов ходовых колес
1.2 Прогрессивные методы восстановления и упрочнения функциональных поверхностей деталей
1.2.1 Химико-термические методы восстановления и упрочнения поверхно1.2.2 Электрохимические методы нанесения покрытий
1.2.3 Г изотермические и электротермические методы нанесения покрытий
1.3 Анализ динамики контактно-фрикционного разрушения ходовых колес
1.4 Типовая технология и оборудование для восстановления ходовых колес
1.5 Цель и задачи исследований
2 Теоретическое обоснование способа восстановления рабочих поверхностей ходо-

вых колес
2.1 Проверка степени влияния технологических факторов наплавки на качество получаемой поверхности
2.2 Расчет точности и качества механической обработки ходового колеса
2.2.1 Суммарная погрешность установки и закрепления ходового колеса в станок для механической обработки
2.2.2 Определение точности операций механической обработки
2.2.3 Проверка качества механической обработки
2.3 Выводы по главе 46 3 Проведение экспериментов по определению степени влияния технологических
режимов восстановления на качество получаемой поверхности
3.1 Исследование влияния степени легирования наплавочных материалов
3.2 Исследование влияния режимов термообработки до наплавки
3.3 Исследование влияния режимов термообработки после наплавки
3.4 Выводы по главе
4 Оптимизация технологических режимов восстановления функциональных поверхностей ходовых колес
4.1 Синтез наплавочных флюсов
4.2 Моделирование наплавочного процесса
4.3 Оптимизация параметров наплавки
4.4 Оптимизация режимов механической обработки
4.5 Выводы по главе
5 Разработка оборудования и технологии для восстановления и упрочнения ходовых колес
5.1 Автоматизация процесса наплавки
5.2 Модернизация оборудования для наплавки
5.2.1 Автоматическая наплавочная установка
5.2.2 Расчет основных элементов конструкции и узлов установки

5.3 Разработка электрической схемы
5.4 Разработка алгоритма управления
5.5 Инженерная методика восстановления работоспособности быстроизнаши-

вающихся деталей кранов
5.6 Экономические показатели эффективности внедрения новой технологии и
оборудования для восстановления работоспособности деталей кранов
5.7 Выводы по главе 1

Основные результаты и выводы
Библиографический список
Приложения

На промышленных предприятиях неизбежно использование грузоподъемных кранов. Грузоподъемный кран - машина циклического действия, предназначенная для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным органом. Промышленные краны, главным образом, - рельсовые краны: мостовые, консольные и козловые.
Особое место среди промышленных кранов занимают мостовые краны технологического тракта цементного производства. Они подвержены особо тяжелым условиям эксплуатации - трехсменный график работы, пыле- и влагонасыщенная окружающая среда, 100% -е нагружение крана. Все эти факторы снижают плановый ресурс работы быстроизнаши-вающихся деталей кранов, а, следовательно, периодичность ремонтных простоев кранов. При этом имеет место актуальность проблемы восстановления работоспособности, повышения износостойкости и долговечности деталей, определяющих срок службы крана между ремонтами. Это не только повысит коэффициент использования крана, но и позволит избавиться от закупки и складирования новых запасных частей на кран.
При трении и изнашивании быстроизнашивающихся деталей протекают сложные, взаимосвязанные физические, химические и механические процессы.
При выявлении методов восстановления и упрочнения изношенных частей механизмов мостовых кранов необходимо установить доминирующий вид их изнашивания в различных условиях эксплуатации, предусмотреть средства обеспечения надежности и заданного ресурса. Следует учитывать физико-химическое влияние окружающей среды, стохастические закономерности распределения поверхностных сил, тепловых источников, импульсивность их воздействия, высокую скорость протекания химических реакций, градиенты полей напряжений, деформаций, температур, диффузионные процессы массопереноса. Во время работы крана, особенно в переходных режимах, вид изнашивания может меняться.
Упрочнение рабочих поверхностей деталей позволяет существенно повысить их надежность благодаря росту сопротивления усталости, износостойкости, коррозионной стойкости и других параметров.
В настоящее время в машиностроении высокое качество и надежность узлов трения обеспечиваются применением износостойких и антифрикционных покрытий. Защита поверхности массивных деталей позволяет сэкономить дорогостоящие легированные стали, успешно решить проблемы восстановления изношенных деталей.

1 1 22 а) б)
Рис. 3.5. Металл ЗТВ (хЮО) (а) и его структурная диаграмма (б).
Рис. 3.6. Основной металл (хЮО) (а)
и его структурная диаграмма (б).
На рис. 3.5 показан металл ЗТВ, имеющий крупнозернистую перлитную структуру с ферритной оторочкой. Основной металл состоит из мелкозернистой ферритоперлитной структуры (рис.3.6).
На рис. 3.7 - 3.9 показаны результаты наплавки образцов проволокой Св-08 под смесью флюсов АН-348 и АНК-18 в отношении 1:1.
Флюс марки АНК-18 имеет следующий химический состав: СиСОз = 6...7 %; СаР2 = 26. .28 %; МяО =26...30 %; А1203 = 17 .18 %; 8Ю2 = 7...11 %; На2804 (или К20) = 2...2,5 %; Сг = 5,2...6,5 %; Мп = 2...2,5 %; С = 0,12...0,20 %; Т1 = 0,2.. 0,3 %; А1 = 1,9 ..2 %; 81 = 0,2. .. 0,3 %; Ре = 3,0... 4,0 %; 8 < 0,015 % и Р < 0,015 %. [57]
На рис. 3.7 представлен наплавленный металл, состоящий из равномерно распределенных раздробленных участков перлита в ферритной основе.