Надежность карьерного оборудования и финансовая стабильность горнодобывающего предприятия – напрямую взаимосвязанные параметры. Даже незначительное снижение производительности ковша экскаватора – тем более, его поломка, нарушают производственный процесс: как результат, простои техники и колоссальные убытки.
Именно поэтому горнодобывающие предприятия делают все больший акцент на способы защиты техники от ударного и абразивного воздействия добываемой породы. Безусловное первенство среди всех возможных материалов для защиты оборудования держит износостойкая сталь.
Основной «удар» принимают зубья
Каждое горнодобывающее предприятие, имеющее в своем парке оборудования мехлопаты карьерного типа, сталкивается с необходимостью периодической замены изношенных зубьев ковшей, а рано или поздно – и полной замены старого ковша на новый. Насколько быстро ковш, кузов или футеровка будут изнашиваться при контакте с породой зависит от совокупности характеристик. Это прочность материала, из которого изготовлены элементы оборудования, а также размер и форма зерен, содержащихся в породе – так, зерна с заостренными краями способствуют более быстрому износу металла. Нельзя сбрасывать со счетов и уровень содержания диоксида кремния.
На скорость износа металла и срок службы оборудования влияют не только характеристики материала, но и то, каким образом осуществляется контакт с ним. В случае, если ковш используется на перегрузке высокоабразивного материала, будет возникать трение, а при загрузке крупнофракционного материала появляется ударное воздействие — куски породы бьют по ковшу, либо по внутренней футеровке.
Элемент, принимающий на себя основной «удар» – зубья, закрепленные на режущей кромке передней стенки ковша. В процессе наполнения ковша экскаватора горной массой именно зубья подвержены наибольшему износу. Серьезному воздействию также подвергаются внутренняя и наружная поверхности передней стенки ковша и ее режущей кромки. Интенсивно истираются передние кромки и часть внутренних и наружных поверхностей боковых стенок ковша.
Защита – способ продлить срок эксплуатации
Круглосуточный режим работы карьерной техники неизменно приводит к быстрому износу ковша экскаватора, который в дальнейшем подлежит лишь замене. Для того, чтобы существенно увеличить срок службы ковша сегодня наиболее часто применяются следующие виды работ: замена режущих кромок вместе с адаптерами; установка межзубьевой и боковой защиты, установка футеровки. Установка защиты как минимум значительно продлевает межремонтный период эксплуатации техники и существенно сокращает затраты на покупку новых деталей, как максимум – позволяет вовсе избежать покупки новых ковшей.
Замена режущих кромок вместе с адаптерами. Наиболее распространенный элемент оснастки ковша – зубья. В большинстве своем они состоят из двух частей – адаптера, который приваривается или закрепляется резьбовым соединением непосредственно к режущей кромке ковша, и сменной коронки, которая надевается на адаптер и фиксируется штифтом. Таким образом, при износе или утере надо заменить только коронку, не срезая ее основы – адаптера, что значительно ускоряет и снижает трудозатраты и финансовые вложения на обслуживание ковша.
При изменении грунтовых условий или характера работы можно сменить один тип коронок на другой. Производители оснастки формируют типоразмерные ряды для ковшей разной вместимости и широкий выбор коронок для различных грунтовых условий.
Адаптеры для ковшей погрузчиков различаются конструктивно – с креплением к режущей кромке снизу, с креплением сверху и охватывающие кромку с обеих сторон. Также адаптеры различаются по углу наклона к плоскости днища ковша. Адаптеры для так называемого агрессивного, быстрого копания имеют значительный наклон вниз.
Для работ со значительными ударными нагрузками предназначены адаптеры с небольшим наклоном. Ковш с адаптерами без наклона, заподлицо с днищем, оставляет после себя ровную, гладкую поверхность. Резьбовое крепление адаптера к ковшу используют при ударных нагрузках от незначительных до средних. На скальные ковши адаптеры приваривают.
Установка межзубьевой и боковой защиты. Защита наиболее нагруженных частей ковшей от истирания играет важную роль при эксплуатации карьерной техники. Защита сохраняет основу ковша неизменной: не допускает истончения листов металла, из которых собран ковш и изменения толщины сварных швов.
Конструктивно элементы защиты можно разделить на два вида: 1) привариваемая защита; 2) съемная защита. К первому можно отнести элементы, которые привариваются к наиболее нагруженным частям ковша. Во втором же случае эффективность защитных элементов повышается за счет быстросменной конструкции: к ковшу один раз необходимо приварить адаптеры, на которые затем болтовым соединением приворачиваются сменный элементы. При использовании такой конструкции замена элементов производится на порядок быстрее, что минимизирует простои техники.
Футеровка. Защита рабочей поверхности ковша дополнительным покрытием – стальными полосами, которые приваривают на тот или иной элемент оборудования, – позволяет уменьшить физическое, термическое, химическое, механическое воздействие.
Футеровка ковшей горнодобывающей техники может включать в себя внутреннюю и внешнюю защиту днища; защиту боковых стенок; защиту угловых швов; защиту адаптеров.
В случае, если футеровка подобрана и установлена правильно, то сначала стираются защитные элементы, а уж затем сам ковш. Как правило, для изготовления футеровочных элементов используются износостойкие стали твердостью не ниже 450–500 единиц по Бринеллю. Они отлично зарекомендовали себя как универсальное решение проблемы защиты оборудования от абразивного износа.
От вида воздействия материала зависит и геометрия защитных элементов. При трении скольжения на ковшах необходимо устанавливать стандартную продольную футеровку, при ударном воздействии рекомендуется устанавливать поперечную, поскольку она лучше защищает целостность днища ковша.
Лучшая защита – износостойкая сталь
Сегодня для того, чтобы продлить срок эксплуатации задействованных в горнодобывающей промышленности ковшей, отвалов и кузовов используются различные современные разработки. Безусловное первенство среди всех возможных материалов для защиты оборудования держит износостойкая сталь. Выполненные из высокопрочной стали сменные элементы снижают влияние абразивного износа, а также уменьшают массу ковша, что, в свою очередь, повышает грузоподъемность базовой машины. Одним из лидеров в сегменте износостойких сталей является компания Olofsfors (Швеция) – и ее стали торговой марки Bruxite.
Bruxite – это особый вид боросодержащей закаленной стали, в создании которой нашли свое отражение более чем 250-летний опыт работы компании Olofsfors и инновационные подходы. Эта сталь очень твердая и прочная одновременно, такими же получаются и изготовленные из нее изделия. Показательный нюанс, продукция Bruxite соответствует самым высоким требованиям к допускам по качеству – к примеру, со стороны систем роботизированной сварки.
Ключевое отличие Bruxite от того, что представлено на рынке в том, что вся механическая обработка и формовка износостойкой продукции выполняется до закалки изделия, а не после закалки, как это делают большинство компаний.
Использование износостойких пластин и кромок Bruxite позволяет крупным и средним угледобывающим компаниям сэкономить финансовые средства на замене и обслуживании экскаваторных ковшей, а также существенно продлить жизнь ковша.
Специально для того, чтобы соответствовать чрезвычайно жестким требованиям, предъявляемым к передним режущим ребрам экскаваторных ковшей. Ее отличительное сварочное свойство – высокое сопротивление растрескиванию, позволяющее без ущерба для прочности вваривать держатели зубьев. Bruxite характеризует и отличная износостойкость: максимальная твердость и максимальное сопротивление истиранию до самого края режущей кромки, что обеспечивает более длительный срок службы, чем у передних граней ковшей, вырезанных из закаленной листовой стали.
Передние грани ковшей из стали Bruxite получают свои оптимальные свойства благодаря особому сплаву, разработанной компанией Olofsfors термообработке. Благодаря тому, что переднему режущему ребру ковша форма придается до ее закаливания, он получает режущую кромку с максимальной твердостью и износостойкостью, что продлевает срок его службы, уменьшая износ и снижая риск образования трещин между держателями зубьев.