Дробильно-сортувальна установка

Введення

Збільшення видобутку гірських порід за рахунок, збільшення ресурсу деталей, поліпшення якості поточних і капітальних ремонтів найактуальніша проблема гірничо - металургійної індустрії в даний час.

Одним з напрямків вирішення цієї проблеми є відновлення деталей технічних пристроїв. Провідна роль у цьому відводиться наплавленні так як при ремонті деталей гірничого обладнання до 40% всього обсягу робіт припадає на зазначену технологію. Вторинне застосування відновлених деталей значно більше, ніж споживання нових запасних частин. Собівартість відновлення для більшості деталей не перевищує 56 ... 60% вартості нових, а витрата матеріалів в 20 ... 25 разів менше, ніж на їх виготовлення.

Основним завданням наплавочних робіт є формування на поверхностях виробів покриттів з високим рівнем фізико – механічних властивостей, відповідних важких умов експлуатації (великі вібрації , ударні навантаження на стиках рейок, абразивна середу, створювана завихреннями повітряного потоку при значних швидкостях руху поїздів, суттєві коливання температур і т. д.). Крім високих експлуатаційних властивостей, покриття повинні задовольняти вимогам раціональної технології ремонту, мати гарну зварюваність і оброблюваністю, бути відносно дешевими.

В даний час промисловістю виробляється широкий асортимент зварювально- наплавочних матеріалів: 30 марок сталевий наплавочного дроту, більше 40 типів покритих електродів, порошковий дріт, прутки, стрічки, порошки, флюси та ін. Однак таке різноманіття не полегшує проблему формування заданих експлуатаційних властивостей покриттів, так як кожен тип електродного матеріалу призначений для зварювання або наплавлення певної групи сплавів з фіксованим хімічним складом. Крім тог, через невеликий тривалості терміну придатності останніх і обмежених обігових коштів ремонтних підприємств більшість з них не в змозі мати регулярно поповнюваний запас.

Істотне значення для формування покриттів , відповідних вимогам нормативної документації , має також розробка раціональних технологічних процесів зварювання й наплавлення ( розрахунок режимів, вибір джерел живлення зварювальної дуги, визначення часу зварювання та наплавлення та ін.)

Отже, для кваліфікованого вирішення проблем відновлення деталей технічних пристроїв гірничого обладнання, підвищення їх ресурсу від інженерів - механіків потрібен глибокий аналіз систем: « зварювально- наплавочні та інструментальні матеріали - технології - властивості покриттів » з подальшим встановленням на його основі найбільш раціональних технологічних процесів ремонту. У даній дипломній роботі будуть розглянуті такі питання як:

- Основні поняття про наплавлення , зварювальний пост , зварювальної обладнання та зварювально- наплавочні матеріали.

- «Технологічний процес наплавлення вал зірочки»

Розділ 1

Вал зірочка

Таблиця 1.2

Актуальність наплавлення деталі

Як вказувалося раніше вал зірочка постійно працює з гірничими породами, переміщує їх і сортирує за рахунок своїх зубів. Тому можна зробити висновок що основне навантаження відбувається тертям і в основному на зуби та коло зубову зону. Тому актуальність наплавлення являється в підвищенні механічних властивостей місць навантаження, а саме корозіє та зносостійкості.

Розділ 2

 Зварювальний пост. Інструмент та приладдя зварника

Зварювальний пост

Зварювальним постом називаються робоче місце зварника, обладнане всім необхідним для виконання зварювальних робіт.

Зварювальний пост укомплектовують джерелом живлення (трансформатор, випрямляч), зварювальними кабелями, електродотримачем або пальником, пристосовуваннями, інструментами, засобами захисту.

Зварювальні пости можуть бути стаціонарні й пересувні.

Стаціонарні пости – це відкриті зверху кабіни для зварювання виробів невеликих розмірів. Каркас кабіни висотою 1800 - 2000 мм виготовляють із сталі. Для кращою вентиляції стіни кабіни піднімають над підлогою на 200 – 250 мм. Їх виготовляють із сталі, азбестоцементних плит, інших негорючих матеріалів і фарбують вогнетривкою фарбою (цинкові, титанові білила, жовтий крон), яка добре поглинає ультрафіолетові промені зварювальної дуги. Дверний проміжок закривають брезентовою ширмою. Підлогу роблять з бетону, цегли, цементу.

Кабіни повинні освітлюватись денним і штучним світлом і добре провітрюватись. Для роботи сидячи, використовують столи висотою 500 – 600 мм, а при роботі стоячи – близько 900 мм. кришку стола площею 1 м² виготовляють із сталі товщиною 15 – 20 мм або з чавуну товщиною 25 мм. До стола під′єднують струмопровідний кабель від джерела живлення. Поряд із столом розміщують кишені для електропроводів, інструменти ( молоток, зубило, сталева щітка тощо) й технологічну документацію. Для зручності при зварюванні встановлюють металеве крісло з діелектричним сидінням. Під ногами має бути гумовий килимок, а все обладнання кабіни надійно заземлене. Пересувні пости використовують при зварюванні великих виробів безпосередньо на виробничих ділянках, або в приміщенні цехів. Джерела живлення зварювальних постів повинні бути заземлені і підключені проводами до щита управління кабелем.

Мал. 4 .

Режим неробочого ходу трансформатора встановлюється ( при розімкненому колі вторинної обмотки) в момент підключення первинної обмотки до мережі змінного струму з напругою U1. При цьому у первинній обмотці йде струм I1 який створює в осерді змінний магнітний потік Ф1. Потік наводить у вторинній обмотці змінну напругуU2. Оскільки коло вторинної обмотки розімкнене, то струм по ньому не проходить і ніяких витрат енергії у вторинному колі немає. Тому вторинна напруга при неробочому ході максимальна, її називають напругою неробочого ходу U0.

Відношення напруги на первинній обмотці до напруги на вторинній при неробочому ході називають коефіцієнтом трансформації. Коли він дорівнює відношенню числа витків первинної обмоткиW1 до числа витків вторинної W2.У зварювальних трансформаторах напруга мережі 220 або 380В перетворюється у нижчу напругу – 60… 90 В. Такі трансформатори називають знижувальними.

Режим навантаження встановлюється при замкненні кола вторинної обмотки під час запалювання дуги. При цьому під дією напруги U2 у вторинній обмотці та дузі з’являється струм I2. Цей струм створює в осерді свій змінний магнітний потік, який прагне зменшити величину потоку, створюваного первинною обмоткою. Протидіючи цьому , збільшується сила струму в первинному колі відбувається відповідно до закону збереження енергії: споживання енергії від мережі первинної обмотки має дорівнювати віддачі енергії дузі з боку вторинної обмотки. Це означає що знижуючи за допомогою трансформатора напругу в К разів, у стільки ж разів збільшують струм у вторинному колі. Тому в зварювальних трансформаторах вторинний струм у 3…6 разів більший ніж первинний.

Регулювати струм можна змінюючи як напругу неробочого ходу так і опір трансформатора(Мал. 5).

                                                                                                      Мал .5.

Напруга неробочого ходу трансформатора U0 = U1W2W1. Якщо дугу підключити до крайніх контактів вторинної обмотки (рис.5), то число витківW2, що беруть участь у роботі, збільшиться. Збільшиться й напруга неробочого ходу, а тому й зварювальний струм. Очевидно, що із зростання числа витків первинної обмотки W1 струм зменшиться. Секційовані обмотки дають можливість регулювати струм лише ступінчасто, тобто порівняно грубо. Тому даний спосіб регулювання часто доповнюють ще плавним регулюванням за рахунок зміни опору трансформатора.

Плавне регулювання струму здійснюється наприклад, пересуванням по осердю 3 рухомих обмоток 1 за допомогою гвинтового механізму 4. Якщо збільшити відстань між первинною 1 та вторинною 2 обмотками, то зростуть потік розсіювання й ЕРС розсіювання, а значить, збільшаться втрати енергії всередині трансформатора, а це спричиняє зменшення струму. Тобто, збільшення відстані між обмотками призводить до збільшення індуктивного опору трансформатора. Так само введення магнітного шунта 5 (Мал.3,в) між обмотками зменшить магнітний опір на шляху потоку розсіювання сам потік зросте, а струм зменшиться. Змінюючи положення шунта регулятором 6, плавно регулюють зварювальний струм. З цією ж метою можна використовувати і нерухомий магнітний шунт, що підмагнічується за допомогою обмотки керування постійного струму. Якщо струм в обмотці керування збільшити то внаслідок насичення заліза шунта його магнітний опір зросте. При збільшенні магнітного опору на шляху потоку розсіювання потік зменшиться внаслідок чого стане збільшення зварювального струму.

Крім того, опір трансформатора можна регулювати ступінчасто, змінюючи способи з’єднання обмоток. Найчастіше трансформатор має дві первинні та дві вторинні обмотки. Нехай при використанні лише однієї первинної та однієї вторинної обмотки опір трансформатора Xт дорівнює X. Тоді при послідовному з’єднанні двох первинних обмоток і послідовному з’єднанні двох вторинних загальний опір трансформатора збільшується до Xт=2X. При паралельному з’єднанні первинних і паралельному з’єднанні вторинних обмоток загальний опір знижується доXт=X/2. таким чином змінюючи з’єднання обмоток можна отримати три ступеня грубого регулювання що забезпечує чотирикратну зміну струму.

Техніка наплавлення

Продуктивність наплавлення – це найбільша кількість наплавленого металу за одиницю часу. Вона залежить від способу виконання наплавлення і становить, кг/год:

- 0,8 при наплавлю ванні покритими електродами;

- 1.8 – 8 у вуглекислому газі;

- 2 – 15 при автоматичному наплавлю ванні під флюсом;

- 5 – 30 при автоматичному наплавлю ванні під флюсом стрічкою;

- 2 – 9 самозахисним дротом;

- 10 – 20 порошковою стрічкою;

- 2 – 12 при плазмовому наплавлю ванні;

- 1.2 – 3 при вібродуговому наплавленні;;

- 20 – 60 при електрошлаковому наплавленні дротяним електродами;

- До 150 при електрошлаковому наплавленні електродом великого перерізу.

  Техніка наплавлення дротом передбачає накладання ниткових валиків із перекриттям попереднього валика на 1/3 його ширини або валиків із поперечними коливаннями електрода. Наплавлення можна виконувати нитковими валиками на деякій відстані один від одного, а після видалення шлаку наплавити валики у вільних проміжках. Плоскі поверхні наплавляють широкими валиками з використанням коливальних рухів електрода.

Наплавлення тіл обертання виконують вздовж осі або коливальними рухами (валиками) за гвинтовою лінією. Наплавлення за гвинтовою лінією виконують при діаметрі деталей не більше 10мм. При наплавленні покритими електродами вісь деталей розміщують горизонтально, а при наплавленні напівавтоматом – вертикально.

При наплавленні зернистих порошків використовують вугільний електрод. Поверхню виробу очищають від іржі, масла ті бруду. На поверхню насипають тонкий шар (0,2 – 0,3 мм) бури (флюсу) і шихти (порошку) сплаву висотою 2 – 7 мм і шириною 30 – 40 мм. Насипаний шар вирівнюють і ущільняють. Наплавлення вугільною дугою виконують на постійному струмі прямої полярності або змінним струмом з осцилятором. Рівної поверхні наплавленого шару досягають, виконуючи поперечні й поступальні рухи електродом. (мал. 7.) Можна виконувати наплавлення у декілька шарів, але загальна товщина, для уникнення тріщин і викришувань, не повинна перевищувати 5-6 мм для сталініту, 3-4 для вокару, 1,4-1,7 мм для боридної суміші. Порошкоподібні сплави можна наплавляти й металевими електродами, але твердість наплавлення знизиться.

                                                                                                                     Мал.7.

Для ручного наплавлення використовують трубчасті електроди з порошкового дроту. Для зменшення деформацій і напруг після наплавлення застосовують проковування. Наплавлення повинне забезпечувати якісне формування наплавленого шару, щоб зменшити припуски на механічну обробку.

  3.3 Види наплавлення

Наплавлення виконують ручними та механізованими способами. З механізованих способів найчастіше використовують наплавлення під шаром флюсу, в середовищі захисних газів, відкритою ДУ" гою, вібродугове та електроімпульсне, струмами високої частоти, електрошлакове й спеціальні способи наплавлення кольорових і композиційних сплавів.

Ручне дугове наплавлення використовують при відновленні спрацьованих поверхонь, браку лиття, для наплавлення поверхонь із спеціальними властивостями. Ручне дугове наплавлення виконують покритими плавкими та неплавкими електродами, посилення наплавленні плавким електродом поверхню детально зачищають і виконують наплавлення окремими валиками. Кожний наступний валик повинен розплавляти попередній на 1/3-1/2 його ширини. Підбирають електроди, враховуючи умови експлуатації виробу.

Порошкові суміші наплавляють вугільним (графітовим) електродом на постійному струмі прямої полярності. Дугу збуджують на основному металі, потім переносять на шихту, яка розплавляється з мінімальним проплавленням основного металу.

Наплавлення плавким і неплавким електродом у середовищі захисних газів дозволяє механізувати процес у будь-якому просторовому положенні наплавлювальної площини. В якості захисних газів використовують аргон, гелій, вуглекислий газ та ін.

Аргон використовують для наплавлення жароміцних, нержавіючих та інших сталей і кольорових металів. Вуглекислий газ використовують для наплавлення вуглецевих і деяких легованих сталей. Автоматичне наплавлення в середовищі СО₂ у 3-4 рази підвищує продуктивність і на 30-40% знижує собівартість відновлення деталей порівняно з ручним дуговим наплавленням.

Наплавлення вольфрамовим електродом виконують у середовищі аргону. Властивості наплавленого металу забезпечуються завдяки використанню присаджувального дроту спеціального складу.

Наплавлення плавким електродом в інертних газах призводить до підвищеного вмісту основного металу в наплавленому. Тому часто використовують додатковий присаджувальний дріт. Такий спосіб застосовують при наплавленні високолегованих хромонікелевих сталей і сплавів.

Автоматичне наплавлення під флюсом виконують сталевим зварювальним дротом, порошковим дротом, стрічковим електродом, порошковою стрічкою, під плавленими або керамічними флюсами. Наплавлення можна виконувати одним електродом окремими валиками, одночасно декількома електродами й електродною стрічкою. Використовують стрічки суцільного перерізу та порошкові.

За допомогою наплавлення під флюсом можна нанести шар металу будь-якого хімічного складу товщиною від 2 мм. Процес наплавлення під флюсом відрізняється універсальністю і широкими Можливостями підвищення продуктивності праці. Режими автоматичного наплавлення під флюсом вказані в табл. 4.

                                                                                                           Таблиця 4

Наплавлювальні матеріали

За способом виробництва матеріали для наплавлення поділяють На покриті електроди, наплавлювальні суцільні дроти й стрічки, флюси, порошкові дроти та стрічки, прутки й зернисті (порошкоподібні) сплави (див. підрозділ 6.4). Для наплавлення матеріали підбирають залежно від призначення і необхідної твердості наплавленого шару.

Для відновлення форми і розмірів деталей використовують звичайні зварювальні дроти та електроди, які дають наплавлений метал низької твердості. За ГОСТом 10543-82 виготовляється сталевий наплавлювальний дріт діаметром від 0,3 до 8 мм. Стандартом передбачений вуглецевий дріт 9 марок (Нп-25, Нп-85 та ін.), легований дріт 11 марок (Нп-40Г, Нп-30ХГСА та ін.), високолегований дріт 10 марок (Нп-20Х14, Нп-30Х10Г10Т, Нп-Х20Н80Т та ін.).

ГОСТ 10051-75 передбачає 44 типи покритих електродів для наплавлення поверхневих шарів з особливими властивостями, які забезпечують твердість наплавленого шару від 28 до 66 HRC. Застосування, режими наплавлення та характеристика покритих електродів наведені в табл.5.

                                                                                                                  Таблиця 5

Вибір режиму наплавлення

Вибір режиму наплавлення включає у себе такі під пункти як: вибір джерела живлення зварювальної дуги, вибір електродного дроту за хімічним составом та товщиною основного металу, силу зварювального току, швидкість накладання валиків, швидкість подачі проволоки (у випадку напівавтоматичного і автоматичного наплавлення).

Вибір джерела живлення

Зварювальна дуга є потужним дуговим розрядом в іонізованом середовищі газів і парів металу. Характеристиками дуги є її ток Iд і напруга Uд. Статична вольт-амперна характеристика дуги (мал.8) показує залежність Uд = f ( Iд) при постійній довжині дуги ( Lд = const ). Вона має три характерних ділянки: падаючий I, жорсткий II і зростаючий III.

 Крутоспадаючя характеристика дуги (ділянка I) буває при щільності струму не більше 10 ... 12 А/мм2. При збільшенні Iд збільшуються поперечний перетин стовпа дуги і електропровідності, причому збільшення останньої йде з деяким попередженням зростання струму дуги. Тому на ділянці I напруга дуги при збільшенні струму падає. При подальшому збільшенні Iд (ділянка II) пропорційно йому ростуть площа поперечного перетину стовпа дуги і щільність струму. У зв'язку з цим напруга дуги залишається практично незмінною . Такий стан характерний для дуг з щільністю струму 12 ... 80 А/мм2, тобто практично у всьому діапазоні режимів зварювання штучними, неплавлавкими електродами, неплавлавкими і під флюсом при щільностях струму до 80 А/мм2.

При зварюванні плавиться в захисних газах на форсований них режимах під флюсом (коли щільність струму більше 80 А/мм2) При збільшенні дI резерви зростання перерізу стовпа дуги вичерпані , тому він стискається і викликає збільшення напруги Uд. На таких режимах статична характеристика дуги (ділянка III) стає зростаючой.

У процесі зварювання дуга і джерело її живлення утворюють взаємопов'язану систему. Стійкість горіння дуги і стабільність режиму зварювання

залежать як від умов існування дугового розряду , так і від властивостей

і параметрів джерел живлення , але в першу чергу , від зовнішньої характеристики джерела .

Зовнішньої характеристикою джерела живлення зварювальної дуги називається залежність між напругою на його затискачах Uип і струмом св I ,

протікає в зварювального ланцюга при навантаженні , тобто Uип = f ( св I). Існують наступні зовнішні характеристики джерел живлення: падаючі , пологопадающих , жорсткі , зростаючі (мал. 9). установившись режим роботи системи визначається точкою перетину (мал.10)  зовнішньої характеристики джерела 1 і вольт- амперної характеристики дуги 2 , тобто для нормального протікання процесу зварювання необхідно рівність напруг на дузі і клемах джерела живлення ( U д = Uип ) .Однак стійке її горіння буде при струмі , відповідному точці В. Ток , відповідний точці А (IА) є струмом запалювання дуги. Після появи останньої він автоматично підвищиться до робочої величини IВ .Вибір джерела живлення зварювальної дуги по типу зовнішньої характеристики проводиться залежно від способу зварювання.

Мал.9                                                             мал.10

На малюнку 9 зображено зовнішні характеристики джерел живлення: 1 - падаюча;

2 - пологопадаюча; 3 - жорстка; 4 – зростаюча.

На малюнку 10 зображено зовнішню характеристику джерела живлення (1) і вольт амперна характеристика дуги (2): IА - струм запалювання; IВ - струм стійкого горіння дуги.

Вибір електродного металу

Вибір електродного металу виконується лише а за хімічним составом. Він повинен бути подібне основному металу.

Діаметр електрода встановлюється залежно від товщини зварюваного металу (табл. 7), типу зварного з'єднання, розташування шва у просторі, розмірів деталі й складу зварюваного металу.

Таблиця 7

Режими наплавлення у середовищі вуглекислого газу Таблиця8

Виліт електродного дроту суттєво впливає на якість наплавлю вального металу і залежить від діаметра дроту та його питомого електричного опору. При великому вильоті сопло пальника віддаляється від поверхні деталі, захист зони наплавлення погіршується, внаслідок чого з’являються дефекти у наплавленому шарі – електричний дріт перегрівається і перегорає, при малому – сопло закупорюється бризками металу і обгорає.

Наплавлення у середовищі газів має і ряд переваг: високу продуктивність; відсутність шлакової кірки; високий ступінь щільності дуги, що сприяє незначним нагріванню деталі і її деформації; можливість наплавлення шару невеликої товщини (0,8...1,5 мм); низьку вартість робіт при використанні активних газів.

Електрод