К вопросу исследования механических свойств стали металлоконструкций горного оборудования Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

тельно роста угледобычи в Южной Якутии, однако учитывая состояние сырьевой базы разреза «Нерюнгринский», а также ряда технических и технологических вопросов объем добычи угля на разрезе экономически целесообразен на уровне 10-11 млн. т/год.

— Коротко об авторах -------------------------------------------

Фирсов А.Л. - директор филиала ОАО ХК «Якутуголь» Разрез «Нерюнгринский»,

Акименко В. В. - главный инженер филиала ОАО ХК «Якутуголь» Разрез «Нерюнгринский»,

Бобровский Д.А. - ведущий инженер филиала ОАО ХК «Якутуголь» Разрез «Нерюнгринский».

УДК 621.879:622.271.4

В.С. Квагинидзе, Н.Н. Чупейкина

К ВОПРОСУ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ГОРНО ОБОРУДОВАНИЯ

© В.С. Квагинидзе, Н.Н. Чупейкина, 2007

~П настоящее время наблюдается рост производительности

-Я-М предприятий, осуществляющих добычу полезных ископаемых открытым способом. Вследствие увеличения объемов работ созданы благоприятные условия для применения горнотранспортного оборудования высокой производительности.

На разрезе «Нерюнгринский» по состоянию на 01.01.07 г. парк вскрышных и добычных экскаваторов составляет 26 единиц (вместимость ковша - 4,6-40,0 м ). Транспортирование осуществляется карьерными автосамосвалами грузоподъемностью 120-220т, общая численность - 88 единиц. Для бурения скважин применяются станки как отечественного, так и зарубежного производства в количестве 11 единиц. На отвальных работах используются мощные бульдозеры (36 единиц). Коэффициент использования оборудования низкий: 0,3-0,6; очень много отказов различных систем оборудования и большой процент занимают отказы металлоконструкции, которые требуют классификации и проведения исследований.

Металлоконструкции горно-транспортного оборудования в основном изготавливаются из легированных сталей, марки и механические свойства которых приведены в табл. 1.

Как показала практика, к более частым отказам металлоконструкций горно-транспортного оборудования приводят жесткие условия их эксплуатации.

Анализ надежности несущих металлоконструкций показывает, что после 2-3 лет эксплуатации резко снижается их наработка на отказ. Основным видом повреждения (порядка 96 %) является тре-щинооборазование в наиболее нагруженных сечения сварного корпуса металлоконструкции.

Таблица 1

Механические свойства легированных сталей

Марка стали Толщина, мм От, Н/мм2 ов, Н/мм2 О5, % Іисп, °С КСУ, Дж/см2

10ХСНД 4-15 400 540-700 19 - 40

16-32 400 540-660 19 - 50

34-40 400 520-660 19 - 50

15ХСНД 4-32 350 680 21 - 30

33-50 340 660 21 - 30

09Г2С 4-10 350 500 21 - 40

11-20 330 480 21 - 60

21-32 310 470 21 - 60

12ГН2МФАЮ 16-40 588 689 14 -70 29

14ХГНМД 3-30 687 785 16 -40 39

14ХГ2САФД 16-40 588 686 14 -40 39

Установлено, что наработка на отказ несущих металлоконструкций горно-транспортного оборудования определяется, в основном, напряженным состоянием в наиболее нагруженных сечениях конструкции, степенью изменения свойств, применяемого стального проката в процессе эксплуатации. Отмечено также, что до 15 % отказов связано с образованием усталостных трещин в конструкции. Усталостное повреждение с последующим хрупким развитием трещины и хрупкое развитие трещины из-за снижения вязкости (пластичности) стального проката в процессе эксплуатации являются основными причинами отказов и составляют 36 % и 34 % соответственно от общего количества.

Экспериментальные исследования поврежденных несущих металлоконструкций горно-транспортного оборудования свидетельствуют о преобладании механизма многоциклового усталостного повреждения. В частности, как показывают расчеты для металлоконструкций экскаваторов, в течение первых двух лет эксплуатации число циклов нагружения металлоконструкций рабочего оборудования при частоте 1,5-2 Гц составляет от 210 до 410. Это соответствует также началу повышенного трещинообразования.

Таким образом, с течением времени в процессе эксплуатации по причине ряда влияющих факторов различного характера происходит изменение механических свойств сталей металлоконструкций горно-транспортного оборудования, поэтому необходима разработка методики исследования механических свойств сталей, которая позволит определить фактические параметры механических свойств сталей металлоконструкций, которые находились в эксплуатации при низких отрицательных температурах в течение определенного периода времени.

— Коротко об авторах --------------------------------------------

Квагинидзе В.С. - доктор технических наук, профессор, ОАО ХК «Якутуголь»,

Чупейкина Н.Н. - кандидат технических наук, ОАО ХК «Якутуголь».

А__________

------------------------------ © В.С. Квагинидзе, Н.Н. Чупейкина,

2007

УДК 621.879:622.271.4

В.С. Квагинидзе, Н.Н. Чупейкина

СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯХ ПРИ РЕМОНТНОЙ СВАРКЕ

У^азрушение металлоконструкций горно-транспортного обо--мГ рудования происходит в большинстве случаев от мест ре-