مشکل متداول! خلاصه از ویژگی های رولر ردیاب حفاری و تجزیه و تحلیل علل آسیب

مشکل رایج! مروری برغلتک مسیر بیل مکانیکیصفات و تحلیل علل خسارت

چرخ نگهدارنده یک بیل مکانیکی وزن و بار عملیاتی خود را حمل می کند و ویژگی های Track Roller معیار مهمی برای اندازه گیری کیفیت آن است. این مقاله ویژگی‌ها، آسیب‌ها و علل چرخ نگهدارنده را تحلیل می‌کند.

1. ویژگی های Track Roller

(1) ساختار

ساختار غلتک مسیر در شکل 1 نشان داده شده است. پوشش خارجی 2 و پوشش داخلی 8 در هر دو انتهای دوک چرخ نگهدارنده 7 به قسمت پایینی قاب مسیر بیل مکانیکی ثابت شده است. پس از تثبیت پوشش خارجی 2 و پوشش داخلی 8، می تواند از حرکت محوری و چرخش اسپیندل 7 جلوگیری کند. در دو طرف بدنه چرخ 5 فلنج هایی وجود دارد که می تواند زنجیره مسیر را محکم کند تا از خارج شدن مسیر از ریل جلوگیری کند و از حرکت بیل مکانیکی در طول مسیر اطمینان حاصل کند.

یک جفت حلقه آب بندی شناور 4 و حلقه لاستیکی آب بند شناور 3 به ترتیب در داخل پوشش بیرونی 2 و پوشش داخلی 8 وجود دارد. پس از تثبیت پوشش خارجی 2 و پوشش داخلی 8، حلقه های لاستیکی آب بندی شناور 3 و 4 روی آن فشار داده می شوند. یکدیگر سطوح تماس بین دو حلقه آب بندی شناور 4 صاف و سخت هستند و یک سطح آب بندی را تشکیل می دهند. هنگامی که چرخ می چرخد، دو حلقه آب بندی شناور 4 نسبت به یکدیگر می چرخند و یک مهر و موم شناور را تشکیل می دهند. مهر و موم اورینگ 9 برای آب بندی بین دوک 7 و پوشش بیرونی 2، پوشش داخلی 8 استفاده می شود. مهر و موم شناور و مهر و موم اورینگ 9 می توانند از نشت روغن روان کننده در داخل چرخ نگهدارنده جلوگیری کرده و از ورود گل و لای و آب به داخل تکیه گاه جلوگیری کنند. چرخ سوراخ روغن در شاخه 1 برای افزودن روغن روان کننده به داخل چرخ نگهدارنده استفاده می شود.

(2) شرط نیرو

بدنه Track Roller بیل مکانیکی تحت نیروی پشتیبانی رو به بالا زنجیره مسیر قرار می گیرد و دو سر محور اصلی وزن بیل مکانیکی را تحمل می کنند، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.

گرانش بیل مکانیکی از طریق قاب مسیر، پوشش خارجی 2 و پوشش داخلی 8 به محور اصلی 7 منتقل می شود و سپس از طریق شفت اصلی 7 به آستین شفت 6 و بدنه چرخ 5 منتقل می شود و در نهایت به زنجیر منتقل می شود. صفحه ریل و مسیر از طریق بدنه چرخ 5 (شکل 1 را ببینید). هنگامی که بیل مکانیکی در زمین ناهموار کار می کند، به راحتی می توان باعث کج شدن کفشک های مسیر و در نتیجه شیب مسیر زنجیره ای شود. هنگامی که بیل مکانیکی یک حرکت چرخشی انجام می دهد، نیروی جابجایی محوری بین شفت اصلی و بدنه چرخ وجود خواهد داشت. به دلیل تنش پیچیده روی چرخ نگهدارنده، ساختار آن باید معقول باشد و شفت اصلی، بدنه چرخ و آستین شفت باید استحکام، چقرمگی، مقاومت در برابر سایش و عملکرد آب بندی نسبتاً بالایی داشته باشند.

(3) الزامات فنی

مواد دوک از فولاد ساختاری کربن با کیفیت بالا 50Mn، با محتوای C 0.48٪ تا 0.56٪، محتوای Si 0.17٪ تا 0.37٪، محتوای منگنز 0.7٪ تا 1.0٪، محتوای S کمتر از 0.035٪، محتوای P است. کمتر از 0.035٪، محتوای کروم کمتر از 0.25٪، محتوای Ni کمتر از 0.30٪، و محتوای مس کمتر از 0.25٪. در میان آنها، منگنز یک عنصر مهم در فولاد آلیاژی است که می تواند آهنگری و پلاستیسیته فولاد را بهبود بخشد و اطمینان حاصل کند که مواد دارای چقرمگی و مقاومت در برابر سایش کافی هستند. پس از عملیات حرارتی، فولاد 50Mn دارای استحکام و سختی بالا، سختی پذیری عالی، لایه سخت شدن عمیق، ساختار پرلیت ریز و خواص مکانیکی خوب است.

همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، استاندارد طراحی دوک به عمق کوئنچ T 2-7 میلی متر و سختی کوئنچ 50-62HRC نیاز دارد.

اینغلتک آهنگبدنه چرخ تحت بارهای ضربه ای مکرر روی سطح مسیر بدنه چرخ قرار می گیرد که مستعد تغییر شکل فشاری است و باعث می شود سطح مسیر بدنه چرخ به شکل مخروطی کشیده شود. برای بهبود شرایط تنش، ما طول سطح مسیر بدنه چرخ را گسترش داده‌ایم و انتقال بین سطح مسیر و کمر چرخ را به‌عنوان یک شیب طراحی کرده‌ایم تا ظرفیت پشتیبانی سطح مسیر را افزایش دهیم. ناحیه سایه دار در شکل 4 سطح مسیر گسترده و شیب انتقال را نشان می دهد.

به منظور بهبود مقاومت در برابر سایش بدنه چرخ نگهدارنده، مواد بدنه چرخ فولاد ساختاری آلیاژی 40Mn2 است. محتوای C 0.37٪ - 0.44٪، محتوای Si 0.17٪ - 0.37٪، محتوای منگنز 1.4٪ ~ 1.8٪، محتوای P کمتر از 0.030٪، و محتوای S کمتر از 0.030٪ است.

بدنه چرخ با آهنگری شکل می‌گیرد و پس از شکل‌گیری، بدنه چرخ ناهموار برای حفظ استحکام بالا، انعطاف‌پذیری، چقرمگی و خواص مکانیکی جامع در داخل چرخ، برای دستیابی به سختی 26 ~ 32HRC تحت عملیات خاموش کردن و تلطیف قرار می‌گیرد. بدن سطح بدنه چرخ برای بهبود سختی و مقاومت در برابر سایش سطح مسیر چرخ نگهدارنده خاموش می شود. سختی خاموش شده 50~58HRC و عمق لایه سخت شده 6~12mm است، بنابراین سختی سطح مسیر اساساً نزدیک به اتصال ریل زنجیره ای (48~58HRC) است.

اندازه و زبری سطح شیار O-ring آب بندی باید الزامات طراحی را برآورده کند و سطح جفت گیری باید پخ زده و از سوراخ ها و لبه های تیز تمیز شود.

حلقه های لاستیکی آب بندی شناور و مهر و موم های O-ring باید از لاستیک نیتریل با کیفیت بالا ساخته شوند. قطر داخلی، قطر سیم، کشش، سختی (Shore) و صافی سطح باید استانداردها را برآورده کند. قبل از مونتاژ، باید قبل از مونتاژ، یک به یک مطابق موارد فوق بررسی و واجد شرایط شوند.

اگر حلقه لاستیکی آب بند شناور به دور شیار حلقه آب بند شناور پیچیده نشده باشد یا با حلقه آب بند شناور تماس نداشته باشد، باعث فشار ناهموار از حلقه لاستیکی آب بند شناور بر روی حلقه آب بند شناور می شود. فشار ناهموار می تواند باعث افزایش سایش موضعی تیغه در طول چرخش حلقه آب بند شناور شود و منجر به نشت روغن حلقه آب بند شناور شود. اگر لبه اورینگ درزگیر قطع شود، نیمی از آن در خارج از شیار رینگ گیر کرده باشد یا در هنگام نصب روکش های داخلی و خارجی پیچ خورده باشد، باعث کاهش عملکرد آب بندی یا عمر مفید O می شود. مهر و موم حلقه گاهی اوقات اگر فشار در حین بازرسی هوابند به مقدار مشخصی نرسد، نشتی قابل تشخیص نیست و پس از تزریق روغن نشتی ایجاد نمی شود. اما پس از اینکه بیل مکانیکی برای مدت معینی کار کرد، دمای اصطکاک اجزای چرخ نگهدارنده و فشار داخل حفره به مقدار مشخصی افزایش می یابد و نشتی ایجاد می شود. اگر پس از وقوع نشتی از روغن بند شناور استفاده شود، نشت روغن شدیدی را تجربه خواهد کرد.

فاصله بین شفت اصلی چرخ نگهدارنده و آستین شفت روی بدنه چرخ 0.2-0.4 میلی متر است و در حین چرخش نباید مانعی ایجاد شود. عملکرد آب بندی خوب است و نشتی روغن وجود ندارد.

روانکاری باید از روغن گیر برای اضافه کردن روغن دنده به آن استفاده کندغلتک آهنگو در صورت لزوم ویسکوزیته روغن روان کننده را به طور مناسب افزایش دهید. قبل از افزودن روغن دنده، ابتدا باید روغن دنده تاریخ مصرف گذشته را تخلیه کرد و سپس روغن دنده جدید را به سوراخ شاخه روغن اضافه کرد تا روغن خارج شود. هنگام اضافه کردن روغن روانکار، دوشاخه انتهای شفت را باز کنید، قسمت بالای سر نازل انژکتور روغن را روی شانه ی عبور روغن قرار دهید و روغن را به محل عبور روغن تزریق کنید. هنگام نصب دوشاخه روغن، یک آچار گشتاور برای کنترل گشتاور سفت شدن شاخه روغن در محدوده 157~255N • متر مورد نیاز است.

2. تجزیه و تحلیل علل آسیب

این مقاله یک بیل مکانیکی 20 تنی را از یک سازنده خاص به عنوان مثال برای تجزیه و تحلیل دلایل آسیب چرخ های نگهدارنده آن می گیرد. چرخ‌های تکیه‌گاه بیل مکانیکی آسیب‌دیده را بررسی کردیم و متوجه شدیم که عیوب اصلی آسیب به شفت اصلی و بدنه چرخ و همچنین نشت روغن است. شفت اصلی چرخ نگهدارنده که به شدت آسیب دیده بود گرفتار شد و باعث شد که کل چرخ نگهدارنده نتواند بچرخد. اکنون آن را جداگانه تحلیل می کنیم.

(1) آسیب اسپیندل

ما از یک طیف‌سنج برای تشخیص محتوای عناصر مختلف در دوک آسیب‌دیده غلتک مسیر بیل مکانیکی استفاده کردیم، اگر مواد واجد شرایط نبودند. محتوای اندازه‌گیری شده عنصر منگنز 59/0 درصد بود که تفاوت معنی‌داری با محتوای استاندارد (7/0 تا 0/1 درصد) داشت. این به طور جدی بر عملکرد مکانیکی اسپیندل تأثیر می گذارد. عملیات حرارتی غیرمجاز منجر به آسیب اندازه گیری شده به سختی سطح و عمق خاموش شدن دوک می شود، همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است. داده های آزمایش نشان می دهد که سختی خاموش کننده سطح و عمق لایه خاموش کننده دوک الزامات طراحی را برآورده نمی کند و به طور جدی بر روی آن تأثیر می گذارد. استحکام، سفتی و مقاومت در برابر سایش دوک.

همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، از طریق آزمایش، شفت اصلی خم شده و قسمت های جفت کننده قطر شفت اصلی و آستین شفت به شدت فرسوده شده اند. پس از اندازه گیری، فاصله بین شفت اصلی و آستین شفت از 0.3 میلی متر فراتر رفته است. (این فاصله باید کمتر از 0.2 میلی متر باشد)، و شفت اصلی و آستین شفت باید به روز شوند.

(2) آسیب به چرخ

پس از بازرسی از آسیب دیدهغلتک آهنگبدنه، مشخص شد که سطح مسیر بدنه چرخ تغییر شکل داده، ترک خورده و افتاده است. شکل 6 گسترش سطح مسیر چرخ نگهدارنده را به شکل مخروطی پس از ضربه نشان می دهد.

سایش شدید بدنه چرخ عمدتاً در سطح مسیر، فلنج راهنما و سوراخ صندلی آستین شفت ظاهر می شود. این به این دلیل است که بیل مکانیکی اغلب در زمین های شنی، گلی و شن کار می کند و مقدار زیادی مواد ساینده بین سطح ریل چرخ نگهدارنده و ریل زنجیر وارد می شود و سایش ساینده قوی ایجاد می کند. این شن و ماسه همچنین تنش فشاری قابل توجهی را بر روی سطح مسیر، فلنج و بخش ریل زنجیره مسیر ایجاد می کند که منجر به تغییر شکل های فشاری میکروسکوپی و اصطکاک خشک می شود. این اصطکاک های خشک هم شامل اصطکاک غلتشی و هم اصطکاک لغزشی می شود که در نتیجه سایش شدید سطح مسیر چرخ و کاهش سفتی و استحکام چرخ را به همراه دارد. پس از سایش شدید فلنج، چرخ نگهدارنده به راحتی از ریل خارج می شود.

عملیات حرارتی ناموفق، اندازه گیری واقعی نشان می دهد که چرخ نگهدارنده آسیب دیده است و سطح بدنه چرخ سخت است.

نتایج آزمون برای سختی و عمق لایه کوئنچ شده روی سطح چرخ در جدول 2 نشان داده شده است. داده های اندازه گیری شده نشان می دهد که سختی و عمق لایه سختی خاموش شده روی سطح چرخ الزامات طراحی را برآورده نمی کند.

تشریح بدنه چرخ با مسائل مادی، ترک‌هایی را در داخل نشان داد، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است. این نشان می‌دهد که آهنگری چرخ خالی نیست و فرآیند آهنگری چرخ باید بهبود یابد تا از دانه‌های درشت و ساختار غیرعادی جلوگیری شود.

(3) نشت روغن

ابعاد شیار آب بندی اورینگ ازبولدوزردوک نخ ریسی D81 D8N D90 Rollers (عرض شیار، عمق شیار، گردی حلقه O و غیره) در محدوده تحمل طراحی قرار دارد و الزامات فنی را برآورده می کند. تشخیص دهید که قطر سیم و قطر داخلی حلقه لاستیکی آب بندی شناور و حلقه O بیش از حد تحمل است و روی سطح آسیب دیده است. دلیل آسیب آن عدم واجد شرایط بودن مواد حلقه آب بندی است که در انبساط و تغییر شکل پس از تماس با روغن روان کننده، از دست دادن خاصیت ارتجاعی، پیری زودرس و سختی (Shore) عدم رعایت الزامات طراحی و در نتیجه روغن منعکس می شود. نشتی به دلیل آب بندی ضعیف

دو دلیل برای نشت روغن چرخ نگهدارنده وجود دارد: اول اینکه غلتک های مسیر بولدوزر در حین کار بیل مکانیکی برای مدت طولانی در آب خیس می شوند و باعث خوردگی حلقه آب بند شناور و شیار O-ring می شود. ثانیا، ساخت و ساز در آب گل آلود در طول زمستان می تواند باعث یخ زدن و از کار افتادن حلقه آب بند شناور شود.