CC BY
36
УДК 621.791.923
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПРИ РЕНОВАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНОЙ СТРУЖКИ
INCREASE OF WEAR RESISTANCE FOR RENOVATION OF PARTS OF
WOOD FLAKER'S EQUIPMENT
Прозоров Я.С. (БГИТА, г. Брянск, РФ), Тупицкий О.О. (БГУ им. ак. И.Г.Петровского, г. Брянск, РФ)
Prozorov Ya.S. (Bryansk state engineering and technological academy, Bryansk, Russian Federation), Tupitskiy O.O. (Bryansk state university, Bryansk, Russian Federation)
В статье кратко рассмотрены особенности механизмов изнашивания рабочих поверхностей деталей оборудования для производства древесной стружки в зависимости от условий эксплуатации. Предложена технология восстановления деталей стружечных станков.
This article is devoted to the investigations in wear resistance for flaker's details. The main wear mechanisms for knife shafts are considered here. The various methods are proposed to increase wear resistance. Selected optimal technology ensures a longevity of the flaker's knife shafts.
Ключевые слова: стружечный станок, коррозионно-механическое изнашивание, ножевой вал, наплавка
Key words: mechanochemical wear, tribocorrosion, flaker, tribocorrosion, wood-metal friction pairs, welding
Для эффективного развития лесного комплекса важным является обеспечение высокой работоспособности используемой техники и достижение необходимых условий для осуществления высокопроизводительной переработки древесины, в том числе при производстве технологической стружки, используемой для изготовления ДСтП, ЦСП и других древесных композитных материалов.
Для получения стружки используют стружечные станки, по конструкции механизма резания классифицируемые на дисковые, с ножевым валом, фрезерные и роторные. Наибольшее распространение как в отечественной, так и в зарубежной практике получили станки с ножевым валом.
Однако во многих случаях требуемая их работоспособность не обеспечивается по причине быстрого достижения недопустимой величины износа рабочих поверхностей ряда ответственных деталей применяемого оборудования, и прежде всего входящих в конструкцию узла ножевого вала (рабочих поверхностей ножевого вала, ножедержателей, клиньев, и прижимных планок). Повышение их износостойкости имеет существенную значимость с точки зрения достижения экономии материальных ресурсов и повышения надежности деревообрабатывающего оборудования для производства стружки.
Анализ физико-химических явлений, протекающих при эксплуатации рассматриваемых деталей, показывает, что для них характерно коррозионно-
механическое изнашивание при фрикционном контакте с древесиной, иначе называемое трибокоррозией, и представляющее собой процесс поверхностного разрушения при совместном действии механических нагрузок и химических реакций [1,2].
В таких условиях изнашивания для достижения повышенной износостойкости поверхностный слой деталей должен обладать благоприятной совокупностью физико-химических и механических характеристик. Для этого авторы рекомендуют наносить на функциональные поверхности рассматриваемых деталей слой из сплава, содержащего 12-14% Сг и 0,1-0,2% С и обладающего аустенитно-мартенситной матрицей с равномерно распределенными в ней карбидами хрома типа Сг7С3. В качестве способов нанесения покрытия предлагается полуавтоматическая дуговая наплавка электродами с внутренней защитой [3,4].
Разработана методика упрочняющей обработки деталей узлов трения стружечных станков. На подготовительном этапе необходимо произвести демонтаж вала и разбор ножевого узла. При этом при реновации изношенного оборудования следует проводить моечные операции. Мойку деталей проводят в погружной моечной машине.
Далее проводится механическая обработка деталей на токарном или фре-зерном станках, сводящаяся к формированию поверхностных характеристик, обеспечивающих необходимое сцепление наплавленного слоя с материалом заготовки. При этом получаемые размеры должны обеспечивать нанесение упрочняющего слоя толщиной 6-8 мм и исключить (при реновации) сохранение ранее сформировавшихся при эксплуатации следов износа.
Наплавочные работы проводят отдельно для небольших деталей стружечных станков (клинья, прижимные планки, ножедержатели) и ножевого вала. Для этого вместо ножей в вал устанавливается медная полоса сплошной длины, выступающая над поверхностью вала на 5—6 мм и толщиной около 4 мм. Медная полоса способствует удержанию расплавленного металла за счет быстрого теплоотвода. Ножевой вал устанавливается на приспособлении, состоящем из сваренной из уголка 75—90 мм рамы, на которой имеются две опорные стойки, расположенные между собой на расстоянии подшипниковых мест детали. Опорные стойки должны иметь небольшие углубления для вала, давая возможность производить поворачивание вала вокруг оси. Высота приспособления должна быть не более 450 мм, так как при установке на приспособление ножевого вала высота поверхности вала находится в удобном положении.
Процесс выполняется поэтапно: вначале наплавляют кромки ножевых впадин, затем при их поднятии обрабатывают всю поверхность между пазами вала. Наплавку ведут таким образом, чтобы после ее окончания поверхность одного промежутка междуножевого пространства вала оборачивалась на 180° и наплавка проводилась на противоположной поверхности его. Наплавленный шов должен быть без подрезов, непроваров, кратеров и наплывов. После каждого прохода и наложения шов проковывают, удаляя шлак.
Для наплавки ножедержателей, клиньев и прижимных планок используются медные пластины (подкладки), равные по длине рабочей части деталей. Устройство, состоящее из пневмоцилиндра и рычажного усилительного механизма, прижимает детали к подкладкам, обеспечивая надежный контакт для подвода тока и отвода тепла, удерживая детали в зажатом состоянии и уменьшая деформацию в процессе наплавки. Наплавку ведут заподлицо с пластинами, рассчитанными заранее по высоте на припуск для планируемой механической обработки. При этом детали с пластинами устанавливаются таким образом, чтобы наплавляемая поверхность была расположена горизонтальна, во избежание стекания наплавленного металла.
Наплавочные работы осуществляют порошковой проволокой предло-жен-ного состава с внутренней защитой с помощью специального стенда, состоящего из универсального сварочного инвертора Kemmpi PS-5000, прово-локоподающей установки FU-30 и осциллятора ТО-50. Режим наплавки: сила тока 1= 850-900А, напряжение и = 40-47 В и скорость подачи V = 15-30 м/ч.
После окончания наплавки вал и детали остывают при температуре окружающей среды. Затем вал протачивается под рабочий диаметр и фрезеруется для выравнивания кромки. Ножедержатели, клинья и прижимные планки обрабатывают на фрезерном станке. Проводимая механическая обработка должна обеспечивать достижение необходимой точности и погрешностей формы, а также шероховатости Ra не выше 6.4 мкм. Примеры упрочненных деталей представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Восстановленный и изношенный ножедержатели стружечного станка ДС-8
Результаты проведенных в работе исследований реализованы в производственных условиях на ОАО «Дятьково ДОЗ». Установленный технико-экономический эффект подтверждает обоснованность использования деталей с нанесенной поверхностью повышенной износостойкости в узлах оборудования для производства стружки.
Список использованных источников
1. Памфилов, Е.А. Особенности изнашивания железоуглеродистых сплавов при фрикционном контактировании с древесиной / Е.А.Памфилов, С.В.Лукашов, Я.С.Прозоров // Трение и смазка в машинах и механизмах. - М., 2012. -Номер 6. - с. 3-9
2. Памфилов, Е.А. Модель механохимического разрушения деталей оборудования для производства технологической стружки/ Е.А.Памфилов, С.В.Лукашов, Я.С.Прозоров // Лесной журнал. - Архангельск, 2012. -Номер 5. - с. 108-116
3. Памфилов, Е.А. Изнашивание деталей из железоуглеродистых сплавов при фрикционном контакте с древесиной / Е.А.Памфилов, Я.С.Прозоров // Системы. Методы. Технологии. - Братск, 2012. - Номер 1(13). - с. 49-53
4. Памфилов, Е.А. Повышение износостойкости деталей оборудования для производства древесных композиционных материалов / Е.А.Памфилов, С.С.Грядунов, Я.С.Прозоров // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - Самара, 2011. - Том 13.- Выпуск 4(3). - с. 842-846.
