книги из ГПНТБ / Никберг И.М. Оптимальная долговечность оборудования металлургических предприятий

Процесс восстановления посадочных поверхностей де­ талей состоит из двух операций: высадки металла и сгла­ живания посадочной поверхности (рис. 12). Высадка ме­ талла производится пластинкой из твердого сплава 2 с шириной рабочей части, равной половине подачи или не­ сколько меньше ее. При высадке, на обрабатываемой по­ верхности образуется как бы винтовая нарезка, которая затем сглаживается до необходимого размера в соответ­ ствии с видом посадки.

Применение электромеханической обработки позволя­ ет решать две основные задачи: во-первых, восстановле­ ния размеров одной из сопрягаемых деталей путем изме­ нения формы поверхностного слоя и, во-вторых, измене­ ния в известных пределах механических свойств поверх­ ностного слоя.

Применение синтетических материалов и каменного литья

Синтетические материалы

Одним из резервов экономии металла, используемого для изготовления деталей, а также повышения долговеч­ ности ряда механизмов и сменного оборудования явля­ ется более широкое применение пластических масс.

Известно, что за рубежом пластические материалы широко применяются в автомобилестроении и в жилищ­ ном строительстве.

•По данным США, комплект штампов и прессового оборудования для изготовления кузова спортивного ав­ томобиля «Шевроле —• Корвет» из стеклотекстолита обо­ шелся в 0,5 млн. долл., а для изготовления кузова той же автомашины из листовой стали затраты на оборудо­ вание и инструмент составили 4,5 млн. долл.

Внедрение в различных отраслях народного хозяйст­ ва СССР новых видов пластмасс с высокими физико-ме­ ханическими свойствами обеспечивает возможности за­ мены ими бронзы, свинца и черных металлов, расходуе­ мых на изготовление деталей и узлов .оборудования.

Механическая прочность пластмассы ниже, чем ме­ таллов. Тем не менее пластические массы обладают ря­ дом преимуществ — отсутствием коррозии, хорошей антифрикцнонностью, технологичностью получения готовых изделий, бесшумностью в работе, небольшим весом и

Т. д.

151

Из практики работы предприятий установлено, что 1 т пластических масс может заменить 4—5 т цветных ме­ таллов, а в химическом машиностроении 5—6 т свинца.

Пластическими массами в ряде случаец выгодно за­ менять черные металлы как в металлопотребляющих от­ раслях, так и в условиях металлургического производст­ ва. Из стекловолокнита изготовляются различные емко­ сти для воды и горючего, баллоны для сжатого'воздуха. Из пластмассы, армированной стекловолокном, изготов­ ляются быстровращающиеся детали, лопасти осевых вентиляторов и др.

За последние годы в черной металлургии СССР рас­ ширилось применение деталей, изготовленных из пласти­ ческих материалов. Свыше 90% подшипников прокатных валков уже переведены на текстолитовые вкладыши, что позволило увеличить срок их службы по сравнению с бронзовыми более чем в 10 раз.

Многие узлы трения металлургического оборудова­ ния, особенно в прокатных цехах, переведены на полиа­ миды (капрон). К ним относятся подшипники трансмис­ сий хода моста мостовых кранов, вкладыши и втулки сталкивателей металла на холодильник прокатных ста­ нов и др.

Ниже приведены данные, характеризующие условия эксплуатации сталкивателя металла на холодильник ста­ на 620 и эффективность замены бронзовых втулок криво­

После 12 месяцев работы износ капроновых втулок, установленных " в точках А, Б я В (рис. 13), не был обнаружен, в то время как до замены срок службы бронзовых втулок не превышал 6 месяцев. Общий срок службы деталей после замены их капроновыми увеличил­ ся в четыре раза.

15J?

трения вагон-весов грузоподъемностью 40 т показал це­ лесообразность замены цветных металлов (бронзы БрОЦС6-6-3) капроном и подшипниками качения.

Как видно из табл. 24, замена бронзовых деталей ва­ гон-весов пластмассовыми обеспечивает экономию брон­ зы с одновременным увеличением срока службы этих деталей. В целом по доменному производству такая за­ мена обеспечивает ежегодную экономию 26 т бронзы.

153

Значительные резервы экономии цветных металлов име­ ются также в прокатном производстве.

В табл. 25 приводится далеко не полный перечень де­ талей прокатного оборудования, изготовляемых из брон­ зы и подлежащие замене пластмассовыми.

Т а б л и ц а 24

Перечень деталей вагон-весов, которые могут быть заменены пластмассовыми

154

Для правильного выбора заменителя из пластмасс необходим предварительный расчет ожидаемого эконо­ мического эффекта от такой замены. При этом следует учитывать значение ряда факторов: дефицитности заме­ няемого материала, уменьшения массы деталей и сниже­ ния затрат мощности на их изготовление, повышения срока их службы, возможности частичного или полного устранения механической обработки деталей. В некото­ рых случаях для замены дефицитного металла пласти­ ческим материалом оказывается целесообразным изме­ нение конструкции узла машины.

Каменное литье

Каменное литье отличается высоким сопротивлением истиранию, кислотостойкостью, хорошими диэлектриче­ скими свойствами и значительной механической проч­ ностью на сжатие.

Благодаря этим свойствам изделия из каменного литья могут быть применены для замены черных и цвет­ ных металлов, подвергающихся интенсивному истиранию

икорродирующему воздействию различных материалов

икислот.

Большой практический опыт эксплуатации каменного литья показал, что срок службы оборудования, защищен­ ного литыми изделиями, увеличивается в 4—15 раз.

Так, на Южном горно-обогатительном комбинате ре­ монт хвостопровода обогатительной фабрики производи­ ли не реже чем через 1,5—2 мес.; после футеровки его„каменными плитами срок службы хвостопровода увеличил­ ся до двух лет.

Срок службы гидроциклонов диаметром 750 мм, фу­ терованных каменным литьем, в 6 раз больше, чем чу- -гунных. Всасывающий стальной патрубок пескового на­ соса 6П7 с толщиной стенки 8 мм выходит из строя через 30—35 суток работы; патрубок, защищенный каменным литьем, за такой же срок службы имеет износ на сторо­ ну не более 1 мм.

На Кузнецком, металлургическом комбинате коксовые бункера, выложенные плитками, работают без ремонта по 8—10 лет. Срок службы травильных баков, футеро­ ванных толстыми свинцовыми пластинами, при воздейст­ вии 18—'20%-ной серной кислоты температурой около 60°С не превышал 6 мес. После замены свинцовых пла-

155

Л

•~ч

стин каменными плитами, поставленными на кислото­ упорном порошке, срок службы травильных баков увели­ чился до 5—7 лет. Днища флотационных машин, отли­ тые из каменного литья, имеют срок службы' в 6 раз больше, чем чугунные.

Кроме увеличения сроков службы различного обору­ дования, каждая тонна установленного каменного литья обеспечивает экономию четырех тонн металла.

Камнелитейная промышленность может отливать де­ тали любой сложности массой до 1 т, с габаритными раз­ мерами до 2 м при толщине стенки 15—100 мм. Возмож­ ность армирования литых изделий в несколько раз уве­ личивает механическую прочность и дает возможность отливать их без отжига.

Трубы диаметром до 1,5 м и длиной до 2 м, колена различных размеров, гидроциклоны диаметром 250— 750 мм, улитки песковых насосов, статоры и импеллеры флотомашин, различные желоба и фасонные плиты, ша­

Дальнейшее внедрение и более широкое применение каменного литья обеспечит возможность замены черных и цветных металлов (чугуна, марганцовистой стали, ле­ гированной стали, свинца, меди), а также сокращение потребности в металлических нефтепроводных трубах.

Благодаря повышенной прочности кристаллической решетки силикаты весьма устойчивы по отношению к сильным кислотам. Стойкость литья, работающего на ис­ тирание в промышленных условиях, в основном зависит от твердости транспортируемого материала и скорости его движения. Чем ближе твердость материала к твер­ дости литья и больше скорость его движения, тем боль­ ше износ. Однако в некоторых случаях, когда каменное литье подвергается резким ударным нагрузкам транспор­ тируемого материала, особенно под углом 15—20° к пло­ скости литых изделий, его износ резко возрастает, так как в данном случае он работает на скалывание. Поэто­ му .при установке и монтаже каменного литья необходи­ мо учитывать направление движения материала.

■ М о н т а ж и э к с п л у а т а ц и я к а м е н н о г о лит ь я . Результаты исследований и практический опыт эксплуатации изделий из каменного литья свидетельст­ вуют о том, что их сопротивление сжатию в несколько

160

раз больше, чём прочность литья при разрыве й изгибе. Поэтому необходимо, чтобы .поставленные литые изде-

. лия имели опору по всей площади, что исключает воз­ можность возникновения растягивающих и изгибающих напряжений. Особое значение при монтаже каменного литья имеет правильная установка плиток. Срок службы их зависит от жесткости конструкции и цементной или кислотоупорной основы, которая устраняет возможность появления изгибающих усилий в литье. Вибрация конст­ рукции разрушает цементную подушку и тем самым ос­ лабляет крепление плиток. Наиболее 'целесообразной конструкцией считается бетонное основание, к которому лучше пристает цементный раствор, что увеличивает прочность плиток.

В металлических конструкциях плитка укладывается на цементную подушку толщиной 10—20 мм. Цементный раствор состоит из одной части цемента марки 300—500 и одной-двух частей просеянного речного песка. На вер­ тикальных стенках плитки дополнительно укрепляются уголками или полосками, которые крепятся к металличе- ■ ской стенке. На вертикальных стенках с большой высо­ той уголки необходимо приваривать через каждые 1—2 ряда. Для усиления крепления плиток к уголкам прива­ ривается проволока диаметром 6—8 мм.

В зависимости от условий уголки устанавливают в вертикальном или горизонтальном положении. Плитки широко попользуют для футеровки полов в различных отраслях промышленности в местах, подвергающихся интенсивному истиранию и корродирующему воздейст­ вию. Плитки в корродирующих средах монтируют на кис­ лотоупорной замазке следующего состава: 100 весовых частей порошка из каменного литья, 6 весовых частей кремнефтористого натрия и жидкого стекла.

Колена и трубы с фланцами скрепляют болтами, меж­ ду которыми устанавливают резиновые прокладки.

Бесфланцевые трубы и колена стыкуются на цемент­ ном растворе и обвариваются электросваркой. Посколь­ ку масса каменных труб в 1,5—2 раза больше металли­ ческих, их крепление к опорам производится через 4 м. Монтаж гидроциклонов диаметром 750 мм и другого фа­ сонного литья производится на цементном растворе в металлических кожухах. Между отдельными деталями допускаются зазоры не более 10 мм, которые заполняют­ ся цементным раствором. В процессе эксплуатации при

161

таком зазоре цемент не вымывается. В зазоры большего размера вставляются резиновые прокладки или тонкие каменные плитки. Детали, отлитые в металлические ко­ жухи (гидроциклоны диаметром 350 мм, втулки, желоба и т. д.), а также каменные детали, установленные на це­ ментном растворе в отдельных металлических кожухах, монтируются на месте эксплуатации как обычные метал­ локонструкции.

Г л а в а IX

ВЫБОР ЭКОНОМИЧЕСКИ ОПТИМАЛЬНЫХ МЕТОДОВ УПРОЧНЕНИЯ

И ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Критерии для выбора оптимального метода

Выбор метода упрочнения или восстановления любой детали производится в зависимости от материала, из ко­ торого она изготовлена, конфигурации, размеров и усло­ вий работы данной детали. Знание служебных характе­ ристик деталей и различных методов их упрочнения и восстановления позволяет предварительно определить применимость того или иного метода.

На основе имеющегося опыта и практики работы в этой области можно заранее установить, какие детали подвергаются упрочнению или восстановлению несколь­ кими методами, а какие детали по своим служебным ха­ рактеристикам допускают применение только одного оп­ ределенного метода. Например, известно, что валики, втулки и звенья цепей различных устройств (шлепперов, конвейеров и т. д.) для транспортировки металла нера­ ционально наплавлять или подвергать газопламенной повеохностной закалке. Эти детали обычно подвергают­ ся объемной или поверхностной закалке с нагревом то­ ками высокой частоты.

Определение применимости методов упрочнения или восстановления к конкретным деталям позволяет заранее выявить детали, упрочнение или восстановление которых

162