Повышение долговечности деталей землесоса

Журнал «Колыма», №4, 1973

Землесосы (центробежные грунтовые насосы) нашли широкое применение при гидромеханизации открытых горных работ. Техническая характеристика некоторых грунтовых насосов, выпускаемых отечественной промышленностью, приведена в таблице.

В объединении «Северовостокзолото» первый землесос был внедрен в 1969 г. на прииске «Экспериментальный». За эти годы накоплен некоторый опыт эксплуатации землесосных установок.

На приисках объединения эксплуатируются землесосы марки ЗГМ-2М. Их применяют на полигонах с объемом песков 70–100 тыс. м₃ и более.

Практика первых лет эксплуатации землесосов ЗГМ-2М на промывке россыпей показала низкую износостойкость основных деталей, особенно корпуса (улиты) и рабочего колеса. Эти детали изготовлены из стали 55JI1 ГОСТ 977—65, которая имеет следующие механические характеристики:

σв = 60 кгс/мм₂; НВ = 170–199.

Сталь 55Л1 не является износостойким материалом, поэтому в период эксплуатации наблюдается интенсивное изнашивание деталей землесоса. Ресурс работы нового землесоса до полного износа корпуса составляет 80–100, рабочего колеса — 150–170 машино-часов (данные прииска «Экспериментальный»).

Из этого следует, что для обеспечения нормальной бесперебойной работы одной промывочной установки с применением землесоса ЗГМ-2М в течение сезона потребуется 6 улит и 4 рабочих колеса.

Кроме неоправданно большой потребности в запасных частях, износ деталей землесосов влечет за собой снижение производительности гидроустановки, коэффициента полезного действия, приводит к излишним затратам электроэнергии, что в целом отрицательно сказывается на технико-экономических показателях промывки песков.

На рис. 1 показана зависимость производительности землесоса от времени работы [1]. По мере изнашивания деталей часовая производительность землесоса снижается и, наконец, достигает критической q₁, при которой требуется замена изношенных деталей. После этого необходим перерыв в работе t_рем, связанный с ремонтом, затем продолжается аналогичный цикл работы землесоса.

Объем переработанного грунта в течение межремонтного периода t₁ определяется площадью, заключенной между прямой q₀q₁ и осями координат.

С повышением износостойкости деталей увеличиваются межремонтные сроки, снижаются непроизводительные простои, что приводит в целом к повышению производительности землесосной установки.

Анализируя эксплуатацию землесосов на приисках объединения, а также на других предприятиях МЦМ СССР, в частности, в тресте «Уралзолото», авторы пришли к выводу, что эффективность внедрения грунтовых насосов зависит в первую очередь от решения проблемы повышения износостойкости деталей.

В связи с этим представляют практический интерес рекомендации по увеличению долговечности деталей землесосов и прежде всего улиты и рабочего колеса.

Для повышения износостойкости деталей грунтовых насосов против гидроабразивного износа используются различные методы, в том числе гуммирование, наплавка, футерование.

Применение гуммирования для землесоса ЗГМ-2М неприемлемо, так как гуммированный слой быстро разрушается под действием сильных динамических ударов, возникающих при движении крупных кусков породы. Как правило, гуммирование увеличивает износостойкость деталей грунтовых насосов, перекачивающих мелкофракционную пульпу (песок), и рекомендуется специалистами именно для песковых насосов [2].

Износостойкая наплавка является одним из эффективных способов повышения долговечности деталей, работающих в контакте с абразивом. Однако при использовании твердосплавных наплавочных материалов необходимо выполнение двух основных требований: материал детали должен иметь надежное сплавление с наплавкой; наплавленный слой не должен превышать 10–12 мм.

Невыполнение одного из этих требований приводит к скалыванию (отслоению) слоя наплавки, что влечет за собой интенсивное изнашивание наплавленных деталей.

Сталь 55Л1, имея повышенное содержание углерода (0,52–0,6 %), относится к трудносвариваемым металлам. При сварке, наплавке даже с предварительным подогревом образуются поры, сетка трещин.

Для получения надежного сплавления требуются специальные технологические приемы. Учитывая, что износ корпуса землесоса достигает 40–50 мм, производить наплавку этой детали нецелесообразно. Это подтверждено на практике: многослойная наплавка твердосплавным материалом корпуса землесоса ЗГМ-2М на прииске «Экспериментальный» обеспечила ресурс работы всего 60 машино-часов.

Использование наплавки (не твердосплавной) обыкновенными сварочными электродами не дает желаемого эффекта: работа очень трудоемкая, а наплавленный металл быстро изнашивается, так как не обладает практически никакой износостойкостью.

Упрочняющая наплавка рекомендуется для лопаток рабочего колеса. При ручном дуговом способе применяются электроды марки Т-590, Т-620, ВСН-6, OJIH-20; при использовании полуавтоматов — порошковая проволока ПП-АН125, ПП-АН170. Целесообразно наплавлять как новое рабочее колесо (профилактическая наплавка), так и изношенное. При этом необходимо выполнять наплавку в один слой толщиной 4–5 мм с предварительным местным подогревом детали до температуры 200–250° С.

Обеспечение требуемого ресурса работы корпуса землесоса достигается сменной футеровкой. В практике применяют два варианта футеровок. При первом варианте корпус выполняют разъемным, состоящим из двух частей (разъем может быть в горизонтальной или вертикальной плоскости). Футеровка отливается из стали (обычно 35Л) и имеет форму улиты, повторяющей внутреннюю поверхность корпуса землесоса.

При втором варианте футеровка представляет собой отдельные сегменты (рис. 2), отлитые из стали 35JI, которые приваривают к корпусу землесоса. Так как внутренняя поверхность улиты имеет различную кривизну, сегментная футеровка имеет 4 типоразмера.

Новый корпус землесоса эксплуатируют до износа на толщину 30–40 мм, затем производят футерование сегментами. При износе остатки футеровки срезают и заменяют новой.

Во время приварки футеровки к корпусу следует обратить внимание на то, чтобы между сегментами не было впадин — сварные швы должны быть выполнены заподлицо.

Различные неровности на внутренней поверхности улиты (впадины, углубления, выступы) при работе землесоса приводят к кавитационному изнашиванию, что резко снижает ресурс работы футеровки.

Рекомендуется предварительный подогрев места сварки до температуры 200–250° С. Предпочтительно применение сварки на постоянном токе обратной полярности электродами марки УОНИ-13/45, УОНИ-13/55.

Сравнивая два варианта, следует отдать предпочтение сегментной футеровке: она проще в изготовлении, при ее применении не требуется разъёмный корпус (специальное непромышленное исполнение), замена этой футеровки вдвое меньше по трудоёмкости, чем в первом варианте. Кроме того, сегменты отливки можно упрочнить наплавкой в один слой 4–5 мм перед установкой на землесос, что позволит дополнительно увеличить долговечность футеровки.

Выводы

1. Для повышения долговечности корпуса землесоса ЗГМ-2М рекомендуется применять сегментную футеровку. С этой целью необходимо освоить ее централизованное изготовление на заводах объединения.

2. Для упрочнения рабочего колеса следует применять однослойную наплавку износостойкими материалами.

Литература

1. Гидромеханизация земляных и открытых горных работ. Сборник, М, ЦНИИТЭСТРОМ, 1968.

2. Донченко А. С., Соснин А. П. Применение износостойких материалов на предприятиях цветной металлургии. М., «Недра», 1971. 

-0+0

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница