Монтаж и эксполоотация горного оборудования

Содержание 

1 Устройство и назначение штангенинструментов

2 Показатели надежности и долговечности, методы их определения

3 Дефектация деталей горного и электромеханического оборудования

4 Указание по заварке трещин, установке вставок, ребер и т.д.

5 Восстановление деталей полимерными материалами и клеями

6 Правила безопасности при ремонте оборудования

7 Организация монтажной площадки и подготовка оборудования к монтажу

Список  используемых источников 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Устройство и назначение штангенинструментов

     Штангенинструмент -  обобщённое название средств измерения и разметки внешних и внутренних размеров. Штангенинструмент представляет собой две измерительные поверхности (губки), между которыми устанавливается размер, одна из которых (базовая) составляет единое целое с линейкой (штангой), а другая соединена с двигающейся по линейке рамкой. На линейке наносятся через 1 мм деления, на рамке устанавливается или гравируется Нониус. В целях повышения надёжности штангенинструмент изготовляется из материалов с высокой износостойкостью и не подвергающихся коррозии, для чего используются закалённые стали, хромирование и армирование рабочих поверхностей твёрдым сплавом. Известны штангенинструменты, изготавливаемые из пластмассы. В СССР выпускается нескольких видов и типоразмеров штангенинструментов с размером отсчёта 0,05 и 0,1 мм. Выпуск штангенинструментов с размером отсчёта 0,02 мм прекращен. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей штангенинструмент разделяются на штангенциркули, штангенрейсмасы, штангенглубиномеры и штангензубомеры.

     Наиболее  распространённый штангенинструмент  — штангенциркуль (рис. 1). Первые штангенциркули с нониусом появились в конце 18 в. в Лондоне, хотя деревянные штангенциркули без нониуса применялись уже  в 17 в. В зависимости от конструкции  и числа измерительных губок  штангенциркули изготовляются трёх видов и 8 типоразмеров. Для пределов измерения до 400 мм обе измерительные  губки могут сдвигаться вплотную при нулевом отсчёте. На больших  размерах начало измерения не совпадает  с нулевой отметкой. Штангенциркули с пределом измерения от 0 до 125 (150) мм и размером отсчёта 0,1 мм имеют  двусторонние губки (рис. 1, а), служащие для измерения наружных (нижние губки) и внутренние (верхние губки) размеров, и линейки глубиномера для  измерения высоты уступов, глубин пазов, проточек и т.д. Штангенциркули с  верхним пределом измерения до 250 (160) мм и размером отсчёта 0,1 или 0,05 мм (рис. 1, б) имеют также двусторонние губки, но нижние губки используются для наружных и внутренних измерений, а верхние для разметки или измерений наружных размеров внутри узких неглубоких проточек. Разметочными губками можно наносить параллельные линии, окружности и другие элементы контура изготовляемых деталей. В этих штангенциркулях губки для измерения внутренних размеров имеют цилиндрические измерительные поверхности. Размер этих губок в сведённом состоянии, равный обычно 10 мм, маркируется на нерабочей поверхности губок и при измерении внутренних размеров прибавляется к отсчёту. Штангенциркули с верхними пределами измерений от 400 до 2000 мм имеют односторонние губки, по конструкции аналогичные нижним губкам штангенциркуля, показанного на рис. 1, б. Два последних вида штангенциркуля имеют т. н. микрометрическую подачу (используемую в основном при разметке) для более точной установки размера. Размер отсчёта у этих штангенциркулей — 0,1 мм.

       Штангенрейсмас (рис. 2), в отличие  от штангенциркуля, вместо неподвижной  губки имеет основание, нижняя  поверхность которого является  рабочей и соответствует нулевому  отсчёту по шкале. На рамке  штангенрейсмаса вместо подвижной  губки установлена державка, в  которой при разметке укрепляются  разметочные ножки или чертилки, а при измерении — специальные  измерительные губки или кронштейн  для крепления отсчётной головки  (например, индикатор часового типа). Штангенрейсмас обычно используется  при работе на плите, где  он устанавливается совместно  с деталью, которую необходимо  разметить или измерить. Нанесение  линий на размечаемой детали  осуществляется чертилкой при  перемещении штангенрейсмаса по  поверхности плиты. Штангенрейсмасы  изготовляются 6 типоразмеров с  размером отсчёта 0,05 мм при  верх. пределах измерений до 400 мм  и 0,1 мм при пределах измерений  от 400 мм до 2000 мм.

     Штангензубомер  предназначается для измерения  толщины зуба и представляет собой  сочетание штангенглубиномера и  штангенциркуля. Вертикальная линейка  штангензубомера предназначена  для установки высоты от вершины  зуба, на которой производится измерение  толщины зуба, а горизонтальное устройство предназначено для непосредственного  измерения толщины зуба. Штангензубомеры  изготовляются (два типоразмера) для  измерения толщины зуба колёс  с модулем до 36 мм с размером отсчёта 0,05 мм. Из-за быстрого износа наконечников, относительно малой точности штангензубомеры  всё больше заменяются зубомерами смещения (тангенциальными зубомерами).        

Рис. 1. Штангенциркуль: 1 — штанга; 2 — рамка; 3 — нониус; 4 — верхние губки; 5 — нижние губки; 6 — линейка глубиномера; 7 — микрометрическая подача; 8 — стопорные винты.        

Рис. 2. Штангенрейсмас: 1 — штанга; 2 — основание; 3 — чертилка. 
 
 

     2 Показатели надежности и долговечности, методы их определения

     Показатель  надежности — количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.

     Под номенклатурой показателей надежности понимают состав показателей, необходимый  и достаточный для характеристики объекта или решения поставленной задачи. Полный состав номенклатуры показателей  надежности, из которой выбираются показатели для конкретного объекта  и решаемой задачи, установлен ГОСТ 27.002-89.

     Показатели  надежности принято классифицировать по следующим признакам:

     по  свойствам надежности:

     — показатели безотказности;

     — показатели долговечности;

     — показатели ремонтопригодности;

     — показатели сохраняемости;

     по  числу свойств надежности, характеризуемых  показателем:

     — единичные показатели (характеризуют  одно из свойств надежности);

     — комплексные показатели (характеризуют  одновременно несколько свойств  надежности);

     по  числу характеризуемых объектов:

     — групповые показатели;

     — индивидуальные показатели;

     — смешанные показатели;

     Групповые показатели – показатели, которые  могут быть определены и установлены  только для совокупности объектов; уровень надежности отдельного экземпляра объекта они не регламентируют.

     Индивидуальные  показатели – показатели, устанавливающие  норму надежности для каждого  экземпляра объекта из рассматриваемой  совокупности (или единичного объекта).

     Смешанные показатели могут выступать как  групповые или индивидуальные.

       по источнику информации для  оценки уровня показателя:

     — расчетные показатели;

     — экспериментальные показатели;

     — эксплуатационные показатели;

     — экстраполированные показатели;

     Экстраполированный  показатель надежности – показатель надежности, точечная или интервальная оценка которого определяется на основании  результатов расчетов, испытаний  и (или) эксплуатационных данных путем  экстраполирования на другую продолжительность  эксплуатации и другие условия эксплуатации.

       по размерности показателя различают  показатели, выражаемые:

     — наработкой;

     — сроком службы;

     — безразмерные (в том числе, вероятности  событий).

     Показатели  безотказности объектов.

     Показатели  безотказности объектов можно разбить  на две группы, характеризующие невосстанавливаемые  и восстанавливаемые объекты.

     Восстанавливаемый объект–это объект, для которого в  рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния  предусмотрено в НТД и (или) конструкторской  документации.

     Под восстановлением нужно понимать не только ремонт того или иного  элемента или системы, но и замену его на аналогичный и подключение  резервного элемента. Например, при  выходе из строя одного из трансформаторов (и при наличии устройства АВР) система ЭСН может быть восстановлена  достаточно быстро устройством АВР, хотя поврежденный трансформатор еще  не будет восстановлен.

     Невосстанавливаемый объект–это объект, который не подлежит восстановлению или его восстановление нецелесообразно в рассматриваемой ситуации.

     Однако  это не означает, что данные устройства не могут ремонтироваться. Понятие  невосстанавливаемый (неремонтируемый) объект характеризуется не видом  данного элемента, а его специфическим  назначением. Например, выключатель  в системе ЭСН является, по существу, неремонтируемым элементом, но это  не означает вообще невозможность ремонта  и восстановления выключателя.

     Основные  показатели долговечности 

      Средний срок  службы (математическое ожидание  срока службы)

     Для восстанавливаемого объекта, средний  срок службы представляет собой среднюю  календарную продолжительность  эксплуатации объекта от ее начала или ее возобновления после ремонта  определенного вида до перехода в  предельное состояние.

     Средний ресурс (математическое ожидание ресурса)

     Средний ресурс представляет собой среднюю  наработку объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после предупредительного ремонта до наступления предельного  состояния. В эксплуатации весьма важно  так подобрать параметры объекта  по мощности, стратегии технического обслуживания и ремонта, режимов  работы, чтобы срок службы и срок срабатывания ресурса совпадали. Опыт эксплуатации объектов массового производства (трансформаторов, выключателей, разъединителей, автоматов и т.п.) показывает, что  как наработка на отказ, так и  наработка между отказами имеют  значительный статистический разброс. Аналогичный разброс имеют также  ресурс и срок службы. Этот разброс  зависит от технологической культуры и дисциплины, а также достигнутого уровня технологии, как изготовления объектов, так и их эксплуатации (использования по назначению, технического обслуживания, ремонта). Разброс наработки до первого отказа, ресурса и срока службы можно уменьшить при увеличении их значения вышеназванными способами.

     Поскольку средний и капитальный ремонты  позволяют частично или полностью  восстановить ресурс, то отсчет наработки  при исчислении ресурса возобновляют по окончании такого ремонта, различая в связи с этим доремонтный, межремонтный, послеремонтный и полный (до списания) ресурс. Встречающийся достаточно часто термин «технический ресурс» представляет собой запас возможной наработки объекта. Полный ресурс отсчитывают от начала эксплуатации объекта до его перехода в предельное состояние, соответствующее окончательному прекращению эксплуатации.

     Аналогичным образом выделяют и виды срока  службы. Соотношение значений ресурса  и срока службы зависит от интенсивности  использования объекта. Полный срок службы, как правило, включает продолжительность  всех видов ремонта, то есть учитывается  календарный срок.

     Для невосстанавливаемого объекта ресурс представляет собой среднюю продолжительность  работы до отказа или до наступления  предельного состояния. Практически  эта величина совпадает со средней наработкой до отказа.

     Используется  также такой показатель долговечности, как гамма-процентный ресурс, представляющий наработку, в течение которой  объект не достигает предельного  состояния с заданной вероятностью (численно равной заданной величине g в  процентах).  

     3 Дефектация деталей горного и электромеханического оборудования

     После разборки, очистки и мойки деталей  экскаватора производится их дефектация, которая осуществляется квалифицированным специалистом, знающим устройство экскаваторов, владеющим техникой замеров и методикой определения дефектов.

     Результатом дефектации должно быть определение  состояния деталей: годные без восстановления; негодные (брак); подлежащие восстановлению. Негодные детали метят красной краской и отправляют на склад утиля. Детали, подлежащие восстановлению, метят желтой краской, годные — зеленой.

     При дефектации некоторых деталей следует  соблюдать условия обязательной комплектности — если одна из деталей сопряжения бракуется (подлежит восстановлению), то парная с ней также бракуется (подлежит восстановлению) независимо от ее состояния. К таким деталям относятся клапаны золотников, отдельные зубчатые пары и др.

     При проведении дефектации необходимо соблюдать  следующие правила:

     - необходимо проверять все параметры рабочей поверхности детали, выборочный контроль параметров не допускается;

     - независимо от объема подеталыюй дефектации и степени разборки узлов все максимально доступные детали или их элементы должны быть визуально осмотрены для выявления деформации и трещин;

     - при частичной разборке узла места контроля обязательно очищают от следов масла и краски, при замере шестерен и зубчатых колес с зубьев удаляют заусенцы и накат металла;

     - если детали основных механизмов и устройств имеют два и более дефекта, то характеристика их дается полностью по одному дефекту, независимо от браковочного признака;

     - оценка дефектов производится по зонам (местам) наибольших изпосов, повреждений. Для определенных деталей в ведомости необходимо фиксировать положение этих зон (вверху или внизу, слева или справа, расположение мест наименьших и наибольших износов относительно деталей данного сопряжения). В ведомости также следует отражать расположение трещин, грубых задиров, вмятин, их количество и размеры (длина, глубина);

     - освещенность объекта дефектации должна быть не менее 150 лк при общей освещенности помещения не менее 50 лк.

     Дефектация  проводится согласно последовательности технологического процесса разборки узлов экскаватора на рабочих местах ремонтного завода или па ремонтной площадке.

     Обнаружение дефектов производится визуальным, измерительным и неразрушающим методами контроля. Наибольший объем контрольных операций производится измерительным методом. К неразрушающим методам контроля относится проведение ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) по ГОСТ 14782—76.

     При дефектации необходимо использовать универсальные  и специальные измерительные  инструменты. К универсальным контрольно-измерительным  инструментам относятся измерительные линейки, рулетки, наборы щупов, штангенциркули, штангензубомеры, микрометры, нутромеры и скобы с отсчетным устройством.

     Проводить дефектоскопию контрольными пробками и скобами запрещается; пользование ими допускается только при контроле вновь изготовленных деталей.

     Выбор диапазона измерений производится при ремонте конкретной модели экскаватора.

     К специальным измерительным инструментам относятся: шаблоны для профиля  блоков, барабанов и кулачков полумуфт и ходовых колес (точность измерения 0,05 мм); плоский шлицевой калибр для шлицевых отверстий (точность измерения 0,02 мм). Плоские шлицевые калибры следует изготавливать для деталей конкретной модели экскаватора и использовать их совместно с набором щупов.

     Для определения дефектов валов или  осей, а также посадочных отверстий деталей необходимо проверить: размеры посадочных мест и цилиндричность; выкрашивание поверхностей; наличие трещин, ржавчины; задиров и заусенцев; прогиб осей; скручивание валов.

     Замеры  шеек валов, осей, а также отверстий  деталей следует производить в двух-трех сечениях в зависимости от длины посадочного места, отступая от края или торца 10—15 мм. В каждом сечении производить не менее двух замеров во взаимно перпендикулярных направлениях.

     Контроль  деталей на наличие трещин производится визуально с помощью лупы 6—10-кратного увеличения. Для более четкого выявления границ трещин следует делать керосиновые пробы.

     Скрытые трещины и другие дефекты сварных  швов или основного металла выявляют способом УЗД. Места контроля определяют в соответствии с техническими требованиями, результаты дефектоскопии оформляют протоколом.

     При дефектоскопии зубчатых колес-шестерен проверяют: размеры зуба по толщине; выкрашивание рабочей поверхности  зуба; заострение, подрез и другие искажения  профиля зуба; наличие трещин, изломов, наката и заусенцев зуба, местных  скалываний зубьев, трещин вне зоны зуба.

     При дефектации проверяют:

     - для деталей шлицевых и шпоночных соединений — размеры по толщине шлица, ширине шлицевого паза и ширине шпоночных пазов, выкрашивание боковых поверхностей шлица; наличие трещин и местных сколов шлицев и шпоночных пазов; скручивание шлицев; наличие коррозии шлицев;

     - для металлоконструкций и корпусных деталей — наличие трещин, прогибов, короблений и вмятин; нарушение геометрии элементов несущих конструкций (несоосность); наличие скрытых дефектов стыковых сварных швов и основного металла (ответственных мест) несущих металлоконструкций;

     - для деталей муфт—размеры по толщине зуба полумуфт и обойм для зубчатых муфт и размеры кулачков по рабочему профилю для кулачковых муфт; задиры, волнистость рабочей поверхности тормозных шкивов (полумуфт); наличие трещин;

     - для барабанов, блоков и полублоков — размеры профиля ручья; толщину боковых стенок ручьев блоков и полублоков; толщину стенок рабочей части барабанов;

     - для подшипников качения —радиальный и осевой зазоры; наличие трещин и коррозии; выкрашивание беговой дорожки колец и тел качения; состояние сепаратора;

     - для ходовых колес — искажение профиля и выкрашивание обода; размер по наружному диаметру; размеры кулачков по рабочему профилю; твердость рабочих поверхностей;

     - для резьбовых соединений — смятие, срыв резьбовых витков и наличие коррозии, а также деформацию стержней болтов, шпилек и повреждение граней «под ключ» болтов и гаек.

     Радиальный  зазор подшипников качения проверяют  на специальном приборе, осевое биение — с помощью специальных приспособлений.

     Для определения неплоскостности поверхности  катания кольцевого рельса опорной  или нижней рамы, а также биения ее относительно оси центральной  цапфы пользуются специальным приспособлением типа «флажок». Приспособление центрируют по шейке центральной цапфы. Таким же образом проверяют привалочные плоскости под зубчатый венец шагающих экскаваторов и плоскости платиков под кольцевой рельс рамы поверхностной платформы. В последнем случае приспособление базируют по посадочному отверстию центрового стакана. Точность замеров должна быть не менее 0,6 мм. Кроме этого, проверяют выкрашивание поверхности катания рельса и наличие трещин.

     Контроль  износа осей в случае затруднения  разборки стыкового узла стрелы шагающего экскаватора рекомендуется производить методом УЗД, позволяющим установить повреждения; покрытий металлоконструкций и корпусных деталей; верхнего и нижнего настилов пола кабины машиниста; наружной и внутренней обшивок кабины машиниста; сидения машиниста.

     Дефектовщик несет полную ответственность за отсутствующие и неправильные замеры дефектов, а также за их неточную характеристику.

     Операции  контроля должны охватывать весь производственный цикл ремонта экскаваторов. Контроль на ремонтном предприятии осуществляет ОТК (дефектация деталей не относится к функции ОТК, контролируются только результаты). 

     4 Указание по заварке трещин, установке вставок, ребер и т.д.

       Электродуговая сварка и наплавка. Данный метод сводится к заварке трещин, приварке накладок, замене отдельных участков или элементов металлоконструкций, установке вставных элементов и наплавке изношенных мест деталей.

     Сваркой устраняют трещины и разрывы несущих металлоконструкций. Наплавкой восстанавливают изношенные шейки неразъемных цапф, проушины коушей и серьги ковшей, посадочные отверстия корпусов и крышек редукторов, корпусов подшипников, отливок (стаканов) поворотной платформы, обойм, колес, полумуфт и муфт.

       Для сварных наплавочных работ рекомендуется использовать следующие виды электродов: сварочные (УОНИ – 13/45; УП – 2/55у; К – 5А; УОНИ – 13/55); наплавочные и Э42А при низких температурах воздуха (К – 2 – 55, СМ – 11, АНО – 5, УОНИ – 13/45, УОНИ – 13/55); для специальных видов наплавки (ОЗН – 300, ЭН – 153 Г – 25, ОЗН – 350, ЭЛ – 1Г6, 7А – 1Б и др.).

     Основой режима сварки является правильный выбор  величины сварочного тока.

     При температуре воздуха ниже – 5 оС сварку необходимо вести непрерывно. Если толщина свариваемого металла свыше 16 мм и температура воздуха ниже – 5 оС то первые два слоя сваривают с подогревом до 180 – 250 оС на участке шириной 120 – 160 мм в обе стороны от места сварки.

     По  возможности следует избегать проведение сварки при температуре воздуха ниже – 15 оС. С учетом толщины элементов металлоконструкций сварка производится многослойная, обратно-ступенчатым методом. Перед сваркой выполняют разделку воздушно-дуговой резкой стыковых кромок V – образной или X – образной формы, угол раскрытия стыка 40о – 50о, последняя форма предпочтительнее.

     Перед наплавкой деталей из легированных сталей места восстановления необходимо нагреть до 250о – 400 оС. Толщину  наплавленного слоя следует выдерживать минимальной, так для восстановления отверстий и шеек цапф толщина наплавленного слоя равна 3 – 4 мм, для других деталей 5 – 20 мм. Наплавка свыше 20 мм не рекомендуется. При многослойной наплавке каждый предшествующий слой очищают от шлака.

     Наплавку  цилиндрической поверхности обычно производят вдоль оси. Ширина наплавленного слоя составляет 2,5 d эл , где d эл – диаметр электрода. Валики накладываются так, чтобы последующий слой перекрывал на 1/2 - 1/3 ширину предыдущего.

     Трещины длиной до 400 мм заваривают от середины к краям каскадным способом, более 400 мм – способом «горка». При заварке несквозных трещин в литых деталях с глубиной разделки свыше 40 мм и длиной более 800 мм совмещают оба способа. При заварке сквозных трещин и доступа к ним и с обратной стороны корень шва разделывают и подваривают. Шов состоит из основных слоев, отжигающего и подварочного.

     При заварке сквозных трещин места толщиной свыше 22 мм (особенно в жестких конструкциях) рекомендуется в зоне контактов трещин производить перед заваркой нагрев до 200 – 250 оС.

     Применение  накладок, вставок, ребер жесткости при ремонте экскаваторов должно быть обоснованным, так как во многих случаях дополнительные накладки в форме заплат создают дополнительные напряжения в элементах конструкций, не позволяют контролировать ранее заваренную трещину и увеличивают жесткость конструкции.

     Размеры накладок выбирают из условий обязательного  перекрытия трещины и возможности приварки к другим элементам конструкции.

     Сварные швы крепления накладок не должны пересекать швы конструкции и трещин. Перед установкой накладок необходимо тщательно зачищать швы трещин заподлицо с основным металлом.

     Толщина накладок обычно составляет (0,6 ч 0,85) Sм, где Sм – толщина листа металлоконструкций.

       Рекомендуется вводить усиливающие  элементы – взамен накладок

ребра в виде гнутых полуобечаек.

Частичная вырезка листа и установка  вставок на несущих конструкциях (кроме ковша) нежелательны и применяются только в исключительных случаях.

После окончания сварочных и наплавочных  работ необходимо контролировать качество сварного шва и при обнаружении  дефектов их устранять.

     Контроль  швов производят визуально, высверливанием отверстий и с помощью ультразвуковой дефектоскопии. 

     5 Восстановление деталей полимерными материалами и клеями

     Полимерные  материалы применяют для восстановления деталей, склеивания элементов и нанесения антикоррозионных покрытий. Они обладают значительной прочностью, водо-, бензо- и маслостойкостью.

     В ремонтном производстве применяют  термореактивные (реактопласты) и термопластичные (термопласты) пластмассы. Для придания им необходимых свойств в них  вводятся различные наполнители, связующие элементы, пластификаторы, модификаторы и т. д. Высокой механической прочностью обладают пластмассы на основе смол.

     Эпоксидные  смолы ЭД-5 и ЭД-б наиболее часто  применяются в качестве связующих элементов реактопластов, а также для ремонта деталей, работающих при температуре от —70 до + 120 °С. В смолы вводят: отвердитель — полиэтиленполиамин; пластификатор — дибутилфталат; наполнители — чугунный, железный или алюминиевый порошок, графит и т. д.

     Из  термопластов в ремонтном производстве наибольшее распространение получили полиамиды, капрон, полиэтилен высокого давления и полиформальдегид.

     Полиэтилен  высокого давления ПЭ-150, применяемый  дли изготовления деталей и в  качестве антифрикционного покрытия, представляет собой твердый материал молочно-белого цвета, имеющий: плотность 0,925 г/м3; предел прочности при растяжении 12,5 МПа, при изгибе 12—17 МПа и при сжатии 12,5 МПа; твердость НВ 13.