Введение
В условиях научно-технического прогресса особенно важно развитие тех областей науки, техники и производства, которые определяют технический прогресс. К таким областям могут быть причислены сварка и резка металлов, которые во многих отраслях промышленности являются одним из основных факторов, определяющих темпы технического прогресса, и оказывают существенное влияние на эффективность общественного производства.
Сварку и термическую резку широко используют в промышленном производстве всех стран.
На предприятиях возрастают мощности по производству сварных изделий, неуклонно развивается производство наплавочных работ. Все больше производятся сварные изделия не только из сталей, но и из алюминия, меди, никеля, титана и их сплавов, а также из разнородных материалов, например алюминия и стали.
Одним из способов повышения износостойкости деталей в механизмах, поверхности которых работают на истирание, является наплавка сплавами с особыми свойствами.
Для контроля качества сварки применяют как разрушающие, так и неразрушающие виды контроля, основанные, как правило, на последних достижениях науки и техники.
Сварка во многих случаях заменила также трудоемкие процессы изготовления конструкций, как клепка и литье, соединение на резьбе и ковка.
Преимущества сварки перед этими процессами следующие:
экономия металла – 10… 30% и более в зависимости от сложности конструкции;
уменьшение трудоемкости работ, а соответственно сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости;
удешевление оборудования;
возможность механизации и автоматизации сварочного процесса;
возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей;
герметичность сварных соединений выше, чем клепаных и резьбовых;
уменьшение производственного шума и улучшение условий труда рабочих.
Возросший интерес к сварке объясняется также появлением различных малых и больших фирм, в мастерских которых выполняют достаточно большой объем сварочных работ. Примерами использования сварочного оборудования могут служить многочисленные мастерские по ремонту автомобилей, цеха по изготовлению бронированных дверей, окон из алюминия и метало пластика и Т.д., в основу которых заложены сварные соединения.
Технологию сварки стали применять не только для металлов. Сваркой соединяют полимерные материалы, добиваясь при этом высокой прочности и надежности соединений.
1. Общая часть
В настоящее время открытый способ добычи полезных ископаемых развивается с большим ростом производительности предприятий, увеличением объема работ и вскрыши. Наблюдается рост добычи угля открытым способом, в отдаленных районах с суровыми климатическими условиями. На предприятиях все в большей степени находят применение оборудование и машины со сложной конструкцией и большой мощности, эксплуатируемые в условиях низких температур. Таким образом, возникают требования к конструкции машин и механизмов, где следует учитывать снижение свойств стали под влиянием низких температур. Работа горного оборудования связана с нагрузками, высокой влажностью и запыленностью, вибрацией, а также с резкими перепадами температуры. Все эти факторы влияют на снижение производительности и повышению трудоемкости ремонта горнотранспортного оборудования и их технического обслуживания.
Эксплуатация металлоконструкций горнотранспортного оборудования в условиях отрицательных температур характеризуется низкой работоспособностью и малым сроком службы, что требует больших, а зачастую и неоправданных материальных и трудовых затрат на ремонты. Все перечисленные факторы ставят во главу угла проблему повышения надежности и долговечности металлоконсткруций горнотранспортного оборудования, работающего в условиях Севера.
Решение проблемы ремонта и изготовления металлоконструкций горного оборудования является одной из важнейших задач. Причиной постановки вопроса, таким образом, является тот факт, что выпускаемое оборудование, предназначенное для открытых горных разработок, постоянно совершенствуется и усложняется, следовательно, техническое обслуживание, ремонт и эксплуатация должны также совершенствоваться, причем таким образом, чтобы трудоемкость ремонтных работ неуклонно снижалась, увеличивался уровень механизации и автоматизации процессов ремонта.
Одним из направлений решения проблемы повешения уровня эксплуатации металлоконструкций горной техники является повышение надежности сварных соединений металлоконструкций горного оборудования, эксплуатирующегося в условиях Севера.
1.1 Назначение и описание конструкции
На предприятиях Южной Якутии широко используются бульдозеры малой, средней и большой единичной мощности как отечественного, так и импортного производства. Из отечественных наиболее часто применяются бульдозеры на базе тракторов Т-130, Т-170, Т-500, ДЭТ-250. Достаточно широко применяется тяжелая техника зарубежных фирм: «Комацу» (Япония), «Фиат-Аллис» (Италия), «Катерпиллер» (США).
Бульдозерный способ разработки россыпей полезных ископаемых имеет преимущества, так и недостатки. Однако в настоящее время в Южной Якутии этот вид горно-добывающей техники имеет весьма широкое распространение. Большую роль в этом играет универсальность бульдозера как горнотранспортной машины. Бульдозер способен выполнять весь комплекс горноподготовительных, вскрышных, добычных, рекультивационных и вспомогательных работ. Учитывая специфику организаций работ на россыпных месторождениях, немаловажным преимуществом бульдозера является его автономность.
Назначение и область применения бульдозеров. Бульдозер – землеройно-транспортная машина, состоящая из трактора и навесного оборудования и предназначенная для разработки и перемещения грунта на небольшое расстояние и его разравнивания.
Бульдозеры находят широкое применение в различных отраслях промышленного, гидротехнического, мелиоративного и гражданского строительства, а так же при разработке полезных ископаемых открытым способом. На горных предприятиях в качестве, как основного добычного оборудования, так и вспомогательного, обеспечивающего работу высокопроизводительных добычных комплексов.
В качестве основного оборудования бульдозеры применяются:
при разработке россыпных месторождений для перемещения песков и песчано-гравийных смесей из полигонов и отвалов к промывочным приборам;
при разработке нерудных строительных материалов на производстве вскрышных работ, в карьерах небольшой производственной мощности с мягкими покрывающими породами;
при строительстве горных предприятий (рудных карьеров, угольных разрезов) на расчистке площадок от леса и кустарника, при удалении растительного слоя почвы, засыпке выемок, сооружения дамб, проходке канав и траншей, сооружении котлованов;
при рекультивации нарушенных производственной деятельностью площадей;
В качестве вспомогательного оборудования бульдозеры применяются:
при выемочно-погрузочных работах в забое, на зачистке подошвы уступа и строительстве подъездных дорог в схемах с одноковшовым экскаватором и автомобильным транспортом;
при строительстве и передвижке карьерного железнодорожного пути и конвейерных линий, на планировке, подсыпке и зачистке трасс;
при строительстве и ремонте карьерных дорог, на зачистке и планировке;
при подготовке блока к выемке, например, на угольных разрезах – зачистке кровли пласта, на ручных карьерах – зачистка после взрывных работ;
при работе на аккумулирующих и усреднительных складах, на перемещении грунта или полезного ископаемого к месту погрузки, формировании штабеля, зачистке площадок и т.д.
Сведения о конструкции бульдозеров. Конструктивно бульдозер состоит из базового трактора и расположенного впереди бульдозерного оборудования, которое содержит отвал, толкающее устройство (толкающие брусья или толкающую раму) и систему управления отвалом (канатную или гидрофицированную).
Типы бульдозерного оборудования. Бульдозерное оборудование навешивается на базовый трактор и состоит из отвала, брусьев и системы управления. Отвал служит для срезания слоя грунта, формирования призмы из разрыхленного грунта и перемещения его из забоя в отвал по поверхности. Брусья предназначены для передачи усилия, необходимого для выполнения работ, от базовой машины на отвал. Положение отвала относительно поверхности устанавливается системой управления.
По конструктивным признакам, согласно ГОСТ 7410 – 79, различают бульдозеры с неповоротным и поворотным отвалами.
Бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом отличается жесткой установкой относительно базового трактора. Отвал установлен перпендикулярно к продольной оси трактора, положение его регулируется только в вертикальной плоскости. У бульдозеров с поворотным отвалом имеется возможность, кроме того, регулировать положение отвала относительно продольной оси трактора. Отвал может устанавливаться под углом в обе стороны от продольной оси трактора или перпендикулярно к ней. Для изменения угла резания отвал снабжается механизмом поперечного перекоса, который изменяет положение отвала относительно толкающих брусьев. Конструктивно механизм поперечного перекоса может быть выполнен с механическим или гидравлическим приводом.
Бульдозерное оборудование с неповоротным отвалом и гидравлическим управлением его положением наиболее распространено.
Отвал – рабочий орган бульдозера – представляет собой сварную конструкцию, состоящую из лобового листа, имеющего в нижней части криволинейный профиль, переходящий в плоский. Для прочности с тыльной стороны лобового листа приварены гнутые профили, образующие жесткую конструкцию коробчатого сечения. Для устранения возможного пересыпания грунта на верхнюю кромку отвала может быть установлен козырек. Нижняя часть отвала, дополнительно усиленная накладным листом, служит для установки ножей. Для надежной работы бульдозера на скальных и мерзлых грунтах к боковинам отвала привариваются боковые ножи. При работе бульдозера на легких грунтах ширину отвала увеличивают за счет установки уширителей. Конструктивно уширитель выполнен аналогично отвалу и имеет лобовой лист криволинейного профиля с ножом в нижней части. Для увеличения жесткости с тыльной стороны листа также приварены гнутые профили. Применение уширителей позволяет более полно использовать мощность двигателя трактора, повышать производительность бульдозера. Для соединения отвала с брусьями, штоками гидроцилиндров и раскосами на его тыльной стороне приварены проушины.