Основные виды дефектов бурового станка

Nbsp;      

Содержание

Введение............................................................................................ 4

1.Виды и причины износа................................................................ 6

2.Основные виды дефектов бурового станка.................................. 14

3. Методы обнаружения неисправностей станков.......................... 16

3.1 Метод пробного включения и осмотра..................................... 16

3.2 Акустический метод................................................................... 16

3.3 Метод измерения........................................................................ 17

3.4 Радиационный метод.................................................................. 18

3.5 Оптический метод....................................................................... 19

3.6 Магнитный метод....................................................................... 19

4. Технология ремонта..................................................................... 21

5. Промышленная безопасность...................................................... 24

Заключение....................................................................................... 26

Список литературы.......................................................................... 29

 

 

 

Введение

 

В последние годы добыча полезных ископаемых открытым способом возрастает вы­сокими темпами и осуществляется на горных предприятиях различной мощности и с весьма разнообразными горно-геологическими условиями. Это обусловливает большое количество и разнообразие типов и моделей горных машин отечественного и зарубежного производства, применяемых на разрезах и карьерах.

На разрезах для бурения взрывных скважин создаются вы­сокопроизводительные буровые установки. К ним относят, преж­де всего, станки шарошечного бурения, которые выполняют основные объемы бурения на разрезах.

Внедрение сложных по конструкции буровых станков требу­ет систематического повышения квалификации и уровня тех­нических знаний рабочих. Полноценное использование современных буровых установок возможно только при наличии глубоких знаний по устройству каждой машины, ее регулировке, смазке, ремонту и т.п.

Вместе с тем опыт эксплуатации горных машин и оборудования показывает, что используются они недостаточно эффективно. Значительные простои машин приносят огромные убытки и объясняются недостатками в организации горных работ, нарушением действующей системы технического обслуживания и ремонта, ее несовершенством.

Многообразие используемых машин на горных предприятиях, различные срок службы и ресурсы, необходимость в своевременной остановке машин на техническое обслуживание и ремонт без ущерба для основного производства, обеспечение в необходимых количествах запасными частями, эксплуатационными материалами, топливом, маслами, оборудованием для ремонта делают чрезвычайно сложным управление системой эксплуатации и ремонта.

Цель: изучение вопросов связанных с обслуживанием буровых станков

Задачи:

· Выявить виды и причины износа

· Рассмотреть методы обнаружения неисправностей

· Ознакомиться с технологией ремонта

· Рассмотреть промышленную безопасность

 

Виды и причины износа

 

Движущаяся деталь работающего механизма всегда соприкасается с какой-либо другой деталью. Детали в этом случае называются трущи­мися парами, а их соприкасающиеся поверхности – трущимися поверхнос­тями.

На преодоление сил трения затрачивается значительная энергия, которая обычно составляет более 20 % всей энергии, затрачиваемой на работу машины. Эта величина зависит от ряда причин: вида материала трущихся поверхностей; чистоты их обработки; усилий, прикладываемых к рассматриваемому узлу; наличия и качества смазки и пр.

Элементы машины могут сопрягаться между собой подвижно – с зазорами или не­подвижно – с натягом. В процессе работы эти соединения теряют свои первоначальные качества: элементы истираются, ржавеют, изгибаются и т.п., материал стареет, уплотняется, деформируется или меняет струк­туру под воздействием температуры. При работе соединения, как правило, ослабляются, а при небрежном обращении возможно корродирование ме­талла и снижение подвижности элементов.

При износе закаленных, особенно цементированных, деталей снижа­ется их твердость. В некоторых случаях бывает наоборот – приобре­таемый деталью наклеп приводит к повышению ее твердости и хрупкости.

В зависимости от скорости протекания физический износ подраз­деляется на естественный и аварийный.

Естественный износ – износ, который нарастает постепенно в течение длительного времени. Он является следствием работы сил трения или других факторов (температуры, влажности, абразивности и т.д.), связанных с нормальными условиями эксплуатации, и имеет место при самом тщательном выполнении технических требова­ний по уходу за машиной.

Аварийный износ – внезапная или ускоренная полом­ка или деформация элементов машин в результате неправильной эксплу­атации, из-за конструктивных недостатков или внутренних пороков материала.

Аварийный износ, как и любой другой износ, может быть механическим или коррозионным. Он наступает значительно раньше естественного, а величина его достигает таких размеров, при которых дальнейшая эксплуатация машины или ее элемента недопустима или невозможна.

Наиболее характерные причины, вызывающие аварийный износ, следующие:

· нарушение нормального режима работы станка (перегрузка, нару­шение правильного взаимодействия частей, ослабление крепления болтов, шпонок и т.п.);

· неправильный режим смазки (отсутствие смазки, несоответствие сортов смазки, неправильные нормы смазки);

· несвоевременная очистка механизма от грязи и абразивных
частиц;

· несвоевременная замена износившихся деталей или недоброкачественный ремонт;

· низкое качество материала деталей;

· усталостные явления в материале деталей;

· некачественное изготовление деталей;

· неправильная сборка механизма;

· неправильная организация горного производства (поломки при взрывных работах и пр.);

· стихийные бедствия.

При правильной организации плановых ремонтов и правильной экс­плуатации оборудования аварийные износы происходят редко.

В буровых станках чаще всего наблюдается механический износ, воз­никающий под действием сил трения. Механический износ наступает в результате возникновения в поверхностном слое металла напряжений, способных вызвать остаточные деформации. Износ ускоряется окислительными процессами.

Коррозиейназывается разрушение металлических частей машин под действием окружающей среды. Коррозионное раз­рушение протекает под воздействием воды, воздуха или хими­ческих веществ. Оно начинается с поверхности и постепенно распространяется в глубь металла. Наиболее распространенным видом коррозии является ржавение.

Коррозия может проявляться в равномерном разъедании всей по­верхности детали, в образовании глубоких пороков отдельных ее мест и в межкристаллическом разъединении металла по всему сечению.

В результате коррозионных процессов детали теряют металлический блеск, покрываются слоем ржавчины. Главной же опасностью является потеря чистоты обработки полированных деталей, для нормальной работы которых необходима зеркальная их поверхность (гидро- и пневмоцилиндры и др.). На деталях, изготовленных из малоуглеродистых сталей, их поверхность может приобрести губчатую структуру, теряя первоначальную прочность.

Коррозионный износ является чаще всего медленным процессом, однако некоторые детали могут выходить из строя достаточно быстро.

Наиболее изнашиваемым узлом буровых станков является буровой инструмент, который непосредственно взаимодействует с горными порода­ми и работает в скважине, т.е. режущие и шарошечные долота, а также пневмоударники и буровые коронки для пневмоударного бурения.

На износ режущего инструмента при бурении существенное влияние оказывают физико-механические свойства горных пород, материал ре­жущего инструмента (резца), его геометрия, режим резания, режим нагрева и теплоотдачи, конструкция коронки и др.

Для режущего инструмента установлено, что интенсивность изнашивания пропорциональна длине пути, пройденного рез­цом в контакте с породой. При этом в начале пути происходит интенсивное микровыкрашивание и скругление лезвия и посте­пенно формируется рабочая геометрия резца. После окончания этого процесса интенсивность изнашивания не увеличивается, а геометрия остается практически постоянной.

Зависимость износа режущего бурового долота от пути тре­ния носит прямолинейный характер, и вид ее не зависит от величины осевого усилия. Однако абсолютная величина износа в единицу времени увеличивается при увеличении осевого уси­лия. Разрыв сплошности забоя обеспечивает снижение интен­сивности износа инструмента за счет снижения прочностных свойств породы. Для режущих буровых долот со сплошной ре­жущей кромкой существенное значение имеет форма режущей кромки, обеспечивающая равномерный ее износ. Для долот, ос­нащенных съемными резцами, важно обеспечить вписывание резцов в выбуриваемые ими канавки.

Существенное влияние на износостойкость режущего буро­вого инструмента оказывают процессы, связанные с его нагре­вом, и режим бурения. Количество тепла, образующегося на поверхности трения, увеличивается с увеличением площади из­носа, а количество отводимого тепла ограничено теплопровод­ностью материала долота и неблагоприятными условиями его охлаждения. Применение охлаждения благоприятно сказывается на работе инструмента. За счет крайне низкой теплопроводно­сти горных пород до 20 % тепла поглощается инструментом. Температура режущего бурового долота достигает 450–500 °С. При бурении с продувкой воздухом даже незначительное уменьшение скорости воздушного потока влечет за собой быс­трое нарастание температуры режущего инструмента.

Наряду с износом режущих кромок значительному износу подвергаются и боковые грани долот, не соприкасающиеся с породой забоя, причем даже тогда, когда они не соприка­саются и со стенками скважины. Очевидно, что главной причиной износа боковых граней долота в этом случае яв­ляется их взаимодействие с буровой мелочью, заполняющей скважину.

Износ долота, происходящий вследствие его взаимодействия с буровой мелочью, называют вторичным износом в отличие от износа, происходящего от взаимодействия с породой забоя, который можно считать первичным износом.

Вторичный износ приводит к уменьшению диаметра кор­пуса, а также к обнажению режущих элементов (резцов или пластинок твердого сплава), их отрыву, и, в конечном счете, к преждевременному выходу долота из строя. Вторичному износу могут подвергаться наряду с корпусом и резцы. Для долот, оснащенных съемными резцами, износостойкость корпуса дол­жна быть в несколько раз больше износостойкости резцов, т. е. вторичный износ в этом случае должен быть минимальным. Однако при испытаниях долот фиксировался износ, как резцов, так и корпуса. При бурении скважин с очисткой их сжатым воздухом корпуса режущих долот изнашиваются незначительно, хотя из­нос резцов в ряде случаев достаточно велик.

Шарошечные долота теряют работоспособность по причине износа их вооружения или опор. Могут быть аварийные выхо­ды долот из строя вследствие выкрашивания твердого сплава или заклинивания опор. В первом случае это свидетельствует о некачественной пайке твердого сплава, а во втором – о засо­рении продувочных отверстий, заводских дефектах подшипни­ков или высоких осевых усилиях. Кроме того, преждевремен­ный выход из строя вооружения долот может свидетельствовать о несоответствии типа долота буримым породам.

Данные, полученные при бурении взрывных скважин, пока­зывают, что стойкость шарошечных долот зависит от выбора типа долота, режима бурения и качества выпускаемых долот.

Стойкость долот принято выражать двумя показателями: стойкость по вооружению и стойкость по опорам. На стойкость по вооружению оказывают влияние как крепость, так и абразивность буримых пород. У зубчатых долот в основном разру­шаются периферийные венцы шарошек от пластических дефор­маций, выколов и абразивного износа. Вооружение в этих до­лотах довольно быстро выходит из строя, особенно вершины и периферийные венцы, работающие в наиболее трудных услови­ях. Средние венцы шарошек работают в более благоприятных условиях и поэтому меньше изнашиваются, хотя и на них имеются сколы металла, обусловленные некоторыми факторами изготовления долот с фрезерованным вооружением.

Стойкость штыревых долот в значительной степени определя­ется качеством запрессовки штырей. При слабой запрессовке штыри выпадают на забой, разрушают долото и приводят к вы­ходу его из строя. Если штыри запрессованы очень туго, то оста­точные напряжения в комплексе с динамическими нагрузками, возникающими при разрушении забоя, приводят к поломкам штырей и резкому снижению производительности долота.

Комбинированные шарошечные долота содержат в себе эле­менты зубчатых и штыревых долот. Вследствие различной износостойкости штырей и легированных зубьев последние раз­рушаются значительно быстрее. После этого вся нагрузка ло­жится на оставшуюся часть штырей, долото начинает работать с большими вибрациями и часто выходит из строя из-за ди­намических перегрузок. Все же следует отметить, что комбини­рованные долота в диапазоне пород с коэффициентами крепо­сти f =7÷14 значительно более стойкие, чем зубчатые и даже штыревые долота.

Анализ износа вооружения штыревых долот показывает, что срабатываются твердосплавные зубки, обрабатывающие забой, а ка­либрующие зубки изнашиваются незначительно. Интенсивный износ вооружения обычно наблюдается в крепких абразивных породах. При этом причиной выхода из строя вооружения яв­ляется не только абразивный износ, но и скол зубков. В ре­зультате износа зубков происходят постепенное уменьшение контактной нагрузки на породу забоя и снижение механической скорости бурения.

При бурении в крепких породах наряду с износостойкостью зубки вооружения должны обладать достаточной вязкостью, так как они работают при больших изгибающих и ударных нагруз­ках. Этим требованиям в большей степени соответствует твер­дый сплав марки ВК-15, который более пластичен, чем сплав марки ВК-8В.

В ряде случаев отработанные серийные долота имеют спин­ки и козырьки лап, изношенные до обнажения тел качения периферийных подшипников. Одной из причин этого является недостаточная производительность компрессоров буровых стан­ков. Иногда изнашиваются до обнажения опор вершины шаро­шек, которые работают в весьма тяжелых условиях, особенно при бурении крепких и абразивных пород.

Анализ наработки шарошечных долот на горных предпри­ятиях показывает, что до 80 % общего количества используемых шарошечных долот выходят из строя в результате износа их опор, т. е. стойкость шарошечных долот в насто­ящее время определяется главным образом стойкостью их опор.

На стойкость шарошечных долот по опорам, которая зна­чительно меньше нормальной долговечности подшипников, большое влияние оказывают абразивные свойства разрушаемых горных пород. Основной причиной выхода долот из строя по этому показателю является проникновение породной мелочи через зазор между шарошкой и лапой в полость подшипников. Пыль, проникая в элементы подшипников, поглощает смазку и спрессовывается. Затем наступает нагрев и заклинивание шарошки. Заклиненные шарошки быстро из­нашиваются вследствие истирания о забой. Самое качественное долото выходит из строя в крепких породах через 10–15 м после забивания буровой мелочью опор шарошек.

Если же пыль, попадающая в подшипник, абразива, то она интенсивно изнашивает тела качения и дорожки на шарошке и цапфе. В этом случае заклинивание шарошек на цапфе, как правило, не происходит, а долото выходит из строя из-за из­носа подшипников и нарушения вследствие этого нормального режима бурения. Стойкость долот, имеющих опоры по схеме ролик–шарик–ролик, больше чем долот с опорами по схеме шарик–шарик–ролик. В крепких породах опоры шарик–ша­рик–ролик быстрее разрушаются, но с возрастанием частоты вращения (при бурении пород средней крепости и ниже) они более устойчивы. Опорные поверхности (дорожки) цапф изна­шиваются в большей степени, чем опорные поверхности ша­рошки. Особенностью работы опорных поверхностей цапф яв­ляется их одностороннее нагружение.

Перекашивание шарошки и возникающее в связи с этим неравномерное распределение нагрузки также отражается на работе опор. В результате перекашивания только часть дорожек цапфы участвует в работе. Это приводит к образованию срав­нительно высоких удельных давлений на контактных поверхно­стях, интенсивному их изнашиванию и не позволяет эффек­тивно использовать рабочую поверхность беговых дорожек.

Основными видами износа опорных поверхностей цапф яв­ляются выкрашивание и сколы, осповидный и абразивный из­нос. Во всех случаях выкрашиванию и сколу предшествует воз­никновение мелких трещин, расположенных в зоне максималь­ных контактных нагрузок.

Большинство трещин располагается почти перпендикулярно к направлению движения опорных элементов.

Износ тел качения (шариков и роликов) определяется кон­структивными особенностями долот. В ряде случаев изношен­ные тела качения не теряют своей формы и имеют относитель­но гладкую поверхность. Изменение формы, раскалывание и выкрашивание шариков и роликов – результат высоких контак­тных напряжений и зажима. Появление расколотых тел качения способствует перегрузке оставшихся целых и ускоряет их износ и раскалывание.

Незначительный естественный или аварийный износ, если его своевременно не устранить, в конечном счёте, может при­вести к серьёзным отказам, приводящим к длительному про­стою. Поэтому своевременное обнаружение возникающих отка­зов и правильная диагностика имеют важное значение для пре­дупреждения длительных простоев машин на ремонтах и способствуют его высокой эффективности.

Основные виды дефектов бурового станка

Диагностирование буровых станков производится с целью оценки их технического состояния, как в период расчетного срока службы, так и выработавших свой расчетный ресурс. Внеочередное обследование буровых установок проводят в следующих случаях:

• если в процессе эксплуатации наблюдается неоднократное появление дефекта в узлах металлоконструкций и механизмах;

• при наличии деформаций, возникающих в результате высокихдинамических нагрузок, пожара и т.п.;

• если буровая установка подлежит перемонтажу или реконструкции.

Основные виды дефектов буровых станков:

1. Деформации

2. Вмятины;

3. Трещины

4. Коррозия;

 

Деформация - изменение формы и размеров тела под действием внешних сил.Деформация и излом возникают при чрезмерном увеличении напряжений в материале конструкции, превосходящих соответственно предел текучести или предел прочности.

 

Вмятина-местное углубление различной величины и формы с пологими краями

.

Трещина-дефект поверхности, представляющий собой разрыв металла, идущий вглубь под прямым углом к поверхности, образовавшийся вследствие напряжений, связанных со структурными превращениями или неравномерным нагревом или охлаждением.

 

Коррозия - это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой

---

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 2185; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!