Cara untuk meningkatkan hayat alat penggerudian batu

Analisis kegagalan alat penggerudian batu:

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, alat penggerudian batu di negara saya telah berkembang pesat, dan satu siri produk telah dibentuk dengan ciri-ciri mereka sendiri, seperti bit gerudi gigi lajur, bit gerudi integral karbida, bit gerudi batu yang sangat lasak, K610 karbida, keluli alat gerudi kekuatan ultra tinggi Ni-Cr-Mo, ∅38 beralun dan trapezoid. rod hayat dan gerudi yang bertambah baik dengan ketara, dsb. Walau bagaimanapun, kualiti pengeluaran besar-besaran masih tidak stabil, dan alat gerudi gagal awal. Sebab-sebabnya dianalisis seperti berikut:

1. Mata gerudi

Bentuk kerosakan mata gerudi terutamanya termasuk haus tidak normal dan haus biasa seperti serpihan, gigi patah, penyingkiran gigi dalaman, bonjolan badan gerudi, dan patah tulang. negara saya telah lama menggunakan mata gerudi lurus gaya lama. Selepas mengikis, purata bilah baki di tengah-tengah kepingan aloi adalah lebih daripada 12mm, dan kadar normal adalah kurang daripada 5%. Kon yang membonjol, haus kon terbalik, pinggang patah, retak dan serpihan jatuh dalam batuan keras selalunya menyumbang lebih daripada 80% daripada penggunaan mata gerudi. Sebab utama ialah sayap bilah mata gerudi terlalu nipis, dan ketebalan sayap relatif hanya 1.16. Ia tidak tahan haus, mempunyai haus jejari yang cepat, dan mempunyai kestabilan bentuk geometri yang lemah. Badan keluli bilah mempunyai daya pengapit yang tidak mencukupi pada kepingan aloi, yang menyebabkan kepingan itu jatuh, lubang letupan tidak bulat, rintangan putaran adalah besar, dan haus bilah gerudi bertambah teruk. Kepala gerudi berbentuk lurus lama mempunyai kedalaman lubang tirus 32mm, dan kedalaman pemasukan hujung gerudi kurang daripada 24mm. Lubang tirus adalah cetek. Di bawah tindakan beban frekuensi tinggi dan berimpak tinggi, tekanan positif setiap unit luas dinding seluar dengan mudah akan melebihi kekuatan muktamad badan keluli kepala gerudi dan menyebabkan pengembangan seluar atau keretakan seluar. Pertama, bermula dari dinding dalam bukaan seluar, ubah bentuk sisa tegangan tangensial dihasilkan, menyebabkan dinding seluar mengembang, membentuk bentuk sangkakala, sambungan longgar, dan seluar jatuh. Apabila kekerasan keluli badan seluar terlalu tinggi untuk menyebabkan seluar retak, sistem pelepasan serbuk adalah lemah, dan penghancuran berulang berlaku, yang meningkatkan haus kepala gerudi.

Bentuk utama kerosakan pada kepala gerudi gigi bola ialah jatuh gigi tepi, patah gigi jatuh, retak seluar, tanggal penutup, dan pecah pinggang. Mengikut statistik kegagalan bit gerudi gigi bola Sweden ∅48mm yang digerudi dengan gerudi batu hidraulik COP1038HD di Universiti Geosains China, 37% daripada gigi telah hilang, 28.3% daripada gigi telah patah dan 13.2% daripada gigi telah patah. Apabila menggerudi lubang dalam granit keras dengan 7655 gerudi batu pneumatik, 22.7% daripada gigi telah hilang, 35.4% daripada gigi telah patah, dan 26.4% daripada gigi telah patah. Ujian lapangan menunjukkan bahawa gigi hilang dan patah. Ini kerana gigi tertakluk kepada tekanan sipi, yang teragih sangat tidak sekata, dan gigi tertakluk kepada tekanan lilitan jejari yang berbeza, yang menjadikan gigi menanggung tekanan dan gigi tertakluk kepada tekanan lilitan jejarian yang berbeza, yang menjadikan gigi menanggung tekanan dengan teruk dan menyebabkan gigi patah. Disebabkan oleh kekerasan yang tinggi pada asas mata gerudi, kesesuaian gangguan antara gigi dan lubang kekal tidak berubah. Apabila membetulkan, disebabkan oleh kekerasan tinggi lubang gigi, ubah bentuk anjal-plastik adalah lemah. Apabila gigi dipasang di bawah tekanan, keretakan mikro mudah dihasilkan. Apabila batu digerudi pada kelajuan yang lebih cepat, ia mengembang ke arah yang berbeza, mengakibatkan penghancuran gigi aloi yang tidak teratur. Apabila bilangan hentaman pada bit gerudi gigi lajur meningkat, ubah bentuk plastik dinding lubang gigi terus meningkat, menyebabkan mulut loceng muncul di mulut lubang gigi, mengakibatkan penurunan daya penetapan gigi dan mudah menyebabkan penanggalan gigi. Di samping itu, disebabkan gangguan kecil antara lubang gigi, kekerasan rendah badan bit gerudi juga memburukkan lagi pelucutan gigi. Memandangkan karbida bersimen adalah bahan rapuh, liang-liang yang tidak dapat dielakkan, kemasukan dan sumber retakan mikro lain di dalamnya akan terus mengembang dan pecah semasa proses berjuta-juta hentaman semasa batu itu digerudi. Pengaruh badan bit gerudi kekerasan tinggi pada gigi karbida bersimen jauh lebih besar daripada badan bit gerudi kekerasan sederhana dan rendah. Semakin rendah kekerasan badan mata gerudi, semakin kecil pengaruh daya tekanan terhadap prestasi karbida bersimen. Walau bagaimanapun, mengurangkan kekerasan badan mata gerudi akan membawa kepada daya yang tidak mencukupi untuk menetapkan gigi dan pelucutan gigi. Di samping itu, ia berkaitan dengan faktor seperti bahan, prestasi fluks, operasi kimpalan dan kaedah penggunaan.

Lebih daripada 80% keretakan badan keluli bit gerudi berlaku di sempadan antara muka hujung hujung gerudi dan bahagian bawah seluar gerudi, dan patah mata gerudi gigi lajur berlaku di sepanjang antara muka bawah lubang gigi. Daripada undang-undang penghantaran gelombang tegasan, dapat dilihat bahawa kawasan antara muka hujung hujung gerudi dan bahagian bawah seluar adalah kawasan di mana rintangan gelombang berubah secara tiba-tiba. Keretakan keletihan yang disebabkan oleh pantulan gelombang tegasan dan mutasi keratan rentas sering diburukkan oleh faktor seperti pemilihan keluli yang tidak betul, reka bentuk parameter struktur geometri yang tidak munasabah, pemilihan proses pembuatan yang tidak sesuai, dan kaedah penggunaan yang tidak betul.

2. Batang gerudi

Rod gerudi tertakluk kepada tegasan berselang-seli komprehensif terutamanya terdiri daripada tegasan hentaman, tegasan lentur dan tegasan kakisan semasa operasi. Oleh itu, rod gerudi dikehendaki mempunyai kekuatan keletihan yang tinggi, rintangan hentaman, rintangan kakisan, dan kepekaan takuk rendah dan kadar pertumbuhan retak. Bentuk kerosakan rod gerudi termasuk kekerasan yang tidak mencukupi pada hujung pemegang rod gerudi kecil menyebabkan timbunan atas; kekerasan yang berlebihan menyebabkan letupan atas; kehausan benang rod penyambung; dan patah keletihan dan patah rapuh.

Patah batang gerudi adalah bentuk kegagalan utama. Fraktur keletihan adalah rekahan yang disebabkan oleh pengumpulan kerosakan di bawah tekanan berulang. Ia biasanya berasal daripada bahagian bahan yang lemah, seperti kemasukan bukan logam, buih, bintik putih, parut, penyahkarbonan, retakan kakisan di dalam bahan; bahan yang lemah dan rawatan haba, seperti teras rod gerudi berkarburasi terlalu keras, pelindapkejutan yang lemah menghasilkan retak dan retak pada hujung pemegang ekor; disebabkan oleh sebab reka bentuk seperti bentuk benang rod gerudi yang tidak betul, pemasangan lengan dan benang yang tidak baik, pemasangan kon dan pemegang ekor yang tidak betul, retak dan pecah; penggunaan yang tidak betul seperti tanda tukul, pelinciran yang lemah pada sendi, dan kakisan keluli gerudi, dsb., yang menyebabkan keretakan dan pecah. Serta pengembangan retakan ini, patah keletihan rod gerudi berlaku selepas proses pembangunan yang panjang. Rawatan patah keletihan rod gerudi boleh dibahagikan kepada tiga peringkat: di bawah tindakan tegasan kitaran, beberapa bahagian rod gerudi menghasilkan ubah bentuk plastik dalam bentuk slip, dan retak mikro muncul, yang secara beransur-ansur berkembang menjadi retakan makro di bawah tindakan berulang tekanan kitaran; pada peringkat kedua, kawasan berkesan batang gerudi dikurangkan dengan perkembangan retakan makro; pada peringkat ketiga, apabila keratan rentas rod gerudi dikurangkan kepada tegasan yang setara dengan kekuatan tegangan, ia pecah. Keretakan keletihan rod gerudi rod penghubung kebanyakannya berlaku pada akar benang, dan retakan berkembang dari permukaan luar ke dalam; patah keletihan rod gerudi kecil, retak keletihan dalaman dijana pada permukaan lubang air rod gerudi dan secara beransur-ansur berkembang ke luar, dan retak keletihan luaran dijana pada permukaan rod gerudi dan secara beransur-ansur berkembang ke dalam. Patah keletihan batang jarum kecil kebanyakannya berlaku dalam lingkungan 300~400mm sebelum kolar.

Dalam proses penggerudian batu di lombong, sebilangan kecil batang gerudi patah tidak mempunyai tanda keletihan pada permukaan patah, secara amnya menunjukkan keadaan permukaan kristal yang terang, yang sering dipanggil patah rapuh. Ini disebabkan terutamanya oleh kecacatan pada rod gerudi, seperti kemasukan, lekukan, tanda tukul atau perubahan yang berlebihan pada keratan rentas, serta mulut loceng yang dihasilkan semasa penempaan, rawatan haba yang tidak betul dan faktor lain, mengakibatkan kekuatan rendah rod gerudi, keplastikan yang lemah atau kepekatan tegasan yang besar, yang menjadikan retakan berkembang dengan cepat dan mudah menyebabkan patah batang gerudi awal.

Cara untuk meningkatkan hayat alat gerudi

1. Meningkatkan kualiti reka bentuk

Menentukan parameter struktur yang munasabah dan terus membangunkan varieti baharu adalah prasyarat untuk meningkatkan hayat alat gerudi. Selama bertahun-tahun, mata gerudi lurus gaya lama telah digunakan. Sebab utama hayatnya yang singkat ialah reka bentuk produk yang tidak munasabah, yang ditunjukkan dalam ketebalan sayap relatif kecil, lubang kon cetek, kesan pelepasan serbuk yang lemah, bentuk geometri yang tidak stabil, mudah untuk menghasilkan ubah bentuk silinder awal, dan parameter geometri yang tidak munasabah lembaran logam keras. Oleh itu, sukar untuk diperbaiki berdasarkan reka bentuk asal, dan mata gerudi lurus gaya lama harus dihapuskan secepat mungkin.

Mata gerudi bilah secara meluas menggunakan mata gerudi yang tersusun jejari seluruh bahagian lurus, tiga bilah, berbentuk salib dan berbentuk x. Lebih banyak bilah mata gerudi mempunyai, lebih tinggi rintangan haus. Mata gerudi berbentuk salib mempunyai rakaman pengisaran 30~50% lebih tinggi daripada mata gerudi berbentuk lurus, tetapi pembuatan dan pengisaran adalah rumit dan mahal. Ketebalan sayap relatif adalah sebaik-baiknya 1.6~2.2, dan keratan rentas alur saliran serbuk dan jumlah luas keratan rentas lubang air mestilah sama atau lebih besar daripada keratan rentas lubang tengah rod gerudi. Susunan 3 lubang sering digunakan, dan diameter lubang tengah lebih besar sedikit. Struktur badan yang munasabah ialah mempunyai sudut kelegaan 2°~3° di bahagian kepala, dan peralihan lengkok atau kon bulat dengan jejari kelengkungan R=30~80mm antara permukaan kon dan permukaan silinder ekor badan seluar panjang. Mata gerudi kecil dengan diameter kurang daripada 45mm disambungkan ke batang gerudi dengan sambungan kon, dan mata gerudi dengan diameter lebih besar daripada 45mm disambungkan dengan benang trapezoid beralun atau komposit. Kelajuan penggerudian batu adalah berkadar songsang dengan kuasa dua diameter mata gerudi. Walau bagaimanapun, untuk menggunakan teknologi secara munasabah dan meningkatkan kualiti dan hayat mata gerudi, kekerapan pengisaran mata gerudi boleh ditingkatkan kepada 15 kali ganda. Untuk mengurangkan haus jejari mata gerudi, kawasan sentuhan antara bilah mata gerudi dan dinding lubang boleh ditingkatkan untuk menjadikan pelepasan serbuk licin, sudut jurang lembaran aloi boleh ditentukan dengan munasabah, dan ketebalan kepingan aloi boleh ditingkatkan dengan sewajarnya.

Bentuk mahkota gigi lajur mata gerudi gigi lajur kebanyakannya adalah hemisfera. Kelajuan penggerudian batu adalah tinggi. Apabila menekan ke dalam batu, permukaan gigi agak kuat dan tahan lama di bawah tekanan mampatan. Saiz diameter gigi harus mengambil kira tegasan tegangan yang mencukupi, ketegasan gigi tetap dan kemungkinan susunan gigi. Bilangan gigi harus mempertimbangkan pemecahan batu yang berkesan, kemungkinan susunan gigi, kekuatan yang mencukupi dan pengisaran semula yang mudah. Daripada analisis kegagalan, diketahui bahawa keadaan tekanan gigi sisi adalah buruk, dan gigi sisi patah dan patah. Langkah-langkah berikut boleh diambil untuk mengurangkan kerosakan gigi sisi dan memanjangkan hayat perkhidmatan bit gerudi gigi tiang.

(1) Kuatkan gigi sisi dan pilih bentuk gigi, diameter gigi dan ketinggian gigi dengan betul. Diameter gigi tengah dan gigi sisi pada masa ini ialah 9.65~9.95mm. Diameter gigi sisi boleh ditingkatkan kepada 10.65~10.95mm untuk meningkatkan kekuatan hentaman dan rintangan haus, dan diameter gigi tengah boleh dikurangkan kepada 8.65~8.95mm untuk memudahkan susunan gigi sisi dan mengurangkan kos.

(2) Mengurangkan sudut kecondongan gigi sisi dengan sewajarnya adalah kondusif untuk memperbaiki keadaan tekanan dan meningkatkan rintangan hentaman gigi sisi. Negara asing sering menggunakan sudut kecondongan 30°~35°, yang boleh dikurangkan kepada 20°~25°, meningkatkan kawasan sentuhan antara permukaan luar gigi sisi dan batu, dan juga kondusif untuk mengasah sendiri gigi sisi dan meningkatkan rintangan haus jejari mata gerudi. Gigi tengah lebih tinggi sedikit daripada gigi sisi untuk memudahkan pemusatan dan membuka permukaan bebas sisi untuk gigi sisi untuk meningkatkan kecekapan pecah batu. Untuk batuan lembut dengan kesat jejari yang rendah, sudut kecondongan hendaklah kecil.

(3) Pilih dengan betul jurang kimpalan dan gangguan gigi tetap untuk meningkatkan daya penetapan gigi tiang. Apabila gangguan kecil, daya pengetatan dikurangkan. Apabila gangguan lebih besar sedikit, calar akan muncul di lubang gigi. Jika gigi diperbesarkan lagi, ia tidak akan ditekan. Apabila terlalu besar, gigi mudah patah, dan kadangkala badan gerudi akan membengkak dan pecah. Jika kekasaran permukaan lubang gigi meningkat, pekali geseran meningkat untuk meningkatkan daya pengetatan, yang merupakan ukuran yang boleh dilaksanakan. Menggunakan sarang plastik (bahan tembaga H62Y yang biasa digunakan) sebagai perantara, sarang dan lubang dipadankan secara peralihan, dan gigi dipadankan gangguan. Apabila gigi ditekan sejuk, sarang dihimpit antara satu sama lain di bawah tindakan daya penetapan gigi, dan sarang mengalami ubah bentuk plastik dan permukaan kasar gigi lubang terjepit antara satu sama lain, dengan itu meningkatkan daya ikatan (geseran statik) antara gigi lubang dan mencapai gigi tetap yang kukuh.

(4) Gigi sisi dipilih daripada karbida bersimen keliatan tinggi dan tertakluk kepada rawatan isostatik panas untuk mengelakkan gigi patah dengan berkesan. Mengukuhkan badan keluli bit gerudi meningkatkan rintangan lelasan badan keluli.

(5) Susunan gigi yang munasabah, tingkatkan bilangan gigi sisi sebanyak mungkin, perbaiki sistem pelepasan serbuk, kekalkan lubang air hadapan dan jurang besar tiga alur dua lubang sistem pelepasan serbuk, kecekapan pelepasan serbuk yang tinggi, mengurangkan penghancuran serbuk batu berulang kali, mengurangkan penggunaan tenaga dan memanjangkan hayat perkhidmatan mata gerudi.

Batang penggerudian batu lubang cetek menggunakan keluli berongga heksagon B19, B22, B25, yang menyumbang kira-kira 80~85% daripada penggunaan keluli berongga; rod penggerudian batu lubang dalam menggunakan D32, D38, B25, B32, keluli berongga bulat atau heksagon, menyumbang 15~20%. Rod gerudi heksagon mempunyai ketegaran yang baik, jurang pelepasan serbuk yang besar, dan mudah digulung.

Memperbaik struktur rod gerudi, seperti rod gerudi benang penuh yang dicadangkan oleh Syarikat Ingersoll Rand di Amerika Syarikat, yang diproses dengan kaedah membentuk rolling, rawatan pengerasan permukaan, meningkatkan keliatan dan rintangan haus, sudut heliks yang besar, penguncian diri yang baik, dan pembongkaran dan pemasangan yang mudah. Apabila hujung penyambung haus, ia boleh dipotong dan dicakar dan digunakan semula, yang meningkatkan hayat perkhidmatan sebanyak 3~4 kali. Rod gerudi SPEEDROD Syarikat Samdvik di Sweden menggunakan rod penyambung berulir, membatalkan lengan rod penyambung, menghilangkan kelegaan permukaan sendi, meningkatkan penjajaran dan ketegaran sambungan dengan sangat baik, mengekalkan kelinearan lubang penggerudian, dan menjimatkan tenaga.

Meningkatkan kualiti penampilan dan kualiti pembungkusan alat gerudi, mereka bentuk rupa bentuk dan struktur pembungkusan dengan baik, dapat melindungi alat gerudi dengan berkesan, mencantikkan alat gerudi, dan memanjangkan hayat perkhidmatan alat gerudi.

2. Pilih bahan berkualiti tinggi

Pemilihan bahan alat gerudi harus mempertimbangkan keliatan dan rintangan haus, ketegaran yang baik dan rintangan haus, kekuatan keletihan yang cukup tinggi, kepekaan takuk keletihan yang rendah, keupayaan tinggi untuk mengapit kepingan aloi, dan rintangan kakisan tertentu. Prestasi proses yang baik, pemotongan mudah, kebolehkerasan dan kebolehkerasan yang baik, kebolehkimpalan yang baik. Ia selaras dengan keadaan negara, harga rendah, dan cuba kurangkan penggunaan Ni dan Cr. Keputusan kaedah pemilihan keluli alat gerudi berdasarkan matematik kabur adalah disyorkan seperti berikut:

(1) Keluli 24SiMnNi²CrMo ialah jenis keluli baharu yang meniru keluli FF710 Sweden dan mempunyai sifat mekanikal konvensional terbaik, sifat patah dan penilaian menyeluruh. Purata hayat mata gerudi lajur sembilan gigi ∅50 yang dihasilkan secara domestik dalam Projek Jalan ialah 715.2m/keping, dan hayat maksimum ialah 901.4m/keping, yang hampir dengan hayat perkhidmatan mata gerudi lajur Sweden ∅48 dalam projek 760m/keping. Ia juga merupakan bahan rod gerudi yang baik. Purata hayat perkhidmatan troli hidraulik gerudi batu hidraulik Mercury 300 di Lombong Besi ialah 152.4m/keping, dan hayat perkhidmatan ekor gerudi ialah 609m/keping, iaitu 76% lebih tinggi daripada hayat ekor gerudi 23CrNi³Mo Perancis sebanyak 345m/keping;

(2) Purata rakaman terkumpul rod gerudi yang diperbuat daripada keluli 40SiMnMoV ialah 1225.4m, yang hampir dengan paras asing;

(3) Hayat perkhidmatan rod gerudi kecil yang diperbuat daripada 55SiMnMo adalah hampir dengan paras 250m rod gerudi kecil Sweden 95CrMo;

(4) Purata hayat perkhidmatan rod gerudi yang diperbuat daripada 35SiMnMoV boleh mencapai 300m/keping. Keluli di atas dirawat haba dengan pelindapkejutan, pembajaan, penyepuhlindapan, penormalan, dll. untuk membentuk keluli bainit dengan kekuatan dan keliatan yang tinggi.

Untuk kepingan tetap pematerian aruhan dan gigi tetap bit gerudi bersaiz kecil dan sederhana, 40MnMoV digunakan sebagai bahan badan mata gerudi. Jangka hayat ∅50 mata gerudi benang bergelombang gigi silang dan lajur yang dihasilkan adalah hampir dengan mata gerudi Sweden. Untuk bit gerudi gigi tiang dengan gigi tertanam panas, keluli 45NiCrMoV lebih disukai.

Pemilihan bahan karbida bersimen mestilah disesuaikan dengan sifat mekanikal batuan dan jenis gerudi batu. Biasanya, karbida bersimen dengan kandungan kobalt tinggi seperti YJo dan YG13C digunakan untuk batuan yang sangat lasak dan gerudi batu dengan kuasa hentaman yang besar; YJ¹, YK25 dan YG11C kebanyakannya digunakan untuk batuan keras; YG8C dan YJ² digunakan untuk batu bijih sederhana keras; dan YJ³ dan YG6 digunakan untuk batuan lembut. Pekali pengembangan linear fasa kobalt dalam karbida bersimen adalah kira-kira 3 kali ganda daripada tungsten karbida. Tegasan dalaman yang dijana semasa pemanasan dan penyejukan pantas akan menyebabkan antara muka yang sama retak. Oleh itu, tidak kira dalam proses pembuatan, kimpalan dan pengisaran, pemanasan dan penyejukan tiba-tiba karbida bersimen harus dielakkan.

Pateri berasaskan perak digunakan secara meluas dalam pematerian asing hujung gerudi. Ia mempunyai takat lebur yang rendah, sedikit kesan ke atas prestasi badan keluli dan karbida bersimen, kekuatan kimpalan yang tinggi dan tegasan kimpalan yang rendah. negara saya harus menjalankan penyelidikan dan pembangunan untuk memenuhi keperluan membuka pasaran perdagangan asing. Pada masa ini, pemateri berasaskan tembaga seperti 105, 801, dan SB-1 kebanyakannya digunakan berdasarkan kecekapan penggerudian batu dan hayat perkhidmatan.