Обоснование рациональных параметров шарниров тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, Нестеренко, Петр Иванович

• Нестеренко, Петр Иванович
• 1984

Оглавление диссертации Нестеренко, Петр Иванович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Область исследования. Анализ условий работы пластинчатых цепей ГШ

1.2. Анализ исследований износостойкости шарниров тяговых пластинчатых цепей

1.3. Анализ исследований в области выбора зазоров в шарнирах тяговых пластинчатых цепей

1.4. Анализ способов повышения износостойкости шарниров тяговых пластинчатых цепей ГТМ

1.5. Выводы и постановка задачи данного исследования.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИЗНАШИВАНИЯ

ШАРНИРОВ ТЯГОВЫХ ПЛАСТИНЧАТЫХ ЦЕПЕЙ

2.1. Программа и методика экспериментальных исследований

2.2. Планирование эксперимента

2.3. Проведения исследований, результаты измерений и их обработка

2-4.Обобщение результатов эксперимента.

Выводы

3. ТЕОРЕТИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК ТЯГОВЫХ ПЛАСТИНЧАТЫХ ЦЕПЕЙ

3.1. Обоснование выбора функционального размера размерной цепи тяговых органов

3.2. Определение закона распределения рассеяния отклонений зазоров шарниров пластинчатых цепей

3.3. Аналитические зависимости для подсчета минимального зазора в шарнирах цепей

3.4. Определение корректирующей функции линейной интенсивности изнашивания

Выводы

4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Реализация результатов исследований в промышленности

4.2. Экономическая эффективность работы.

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование рациональных параметров шарниров тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных машин»

В В Е Д Е Н И Е Машины непрерывного транспорта (МНТ) с цепньм тяговым органом нашли широкое применение в народном хозяйстве СССР. Им принадлежит большая роль в деле механизации и автоматизации трудоемких процессов во всех отраслях народного хозяйства и, особенно, в угольной и горнорудной промьгашенности. Как видно из "Основных направлений экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" в одиннадцатой пятилетке резко возрастет добыча сырья: угля, руды, строительных материалов, а также производство цемента, минеральнзК удобрений и т.д., то есть возрастут потоки крупнотоннажных материалов и грузов [1 Большой объем работ при транспортировании материалов и грузов в угольной и горнорудной промъш]ленности выполняют и будут выполнять горно-транспортные машины с цепным тяговым органом. В настоящее время только в угольной промьшшенности на 151 обогатительных фабриках эксплуатируются свыше 2800 горно-транспортных машин (ГТМ) с тяговыми пластинчатыми цепями. Это объясняется тем,что тяговые пластинчатые цепи, по сравнению с другими типами цепей имеют ряд достоинств [2,3,4, 5]. Но показатели надежности и долговечности тяговых пластинчатых цепей, являются недостаточньми. Например, в углеобогатительной отрасли на обезвоживающих элеваторах Гб,7j срок службы тяговых цепей не превышает 7...12 месяцев. Замена цепи связана с затратами на ее приобретение, например, стоимость одного комплекта цепи обезвоживающего элеватора ЭОбС составляет 179 рублей fej трудоемкость замены тягового органа на элеваторе ЭОбС по данньм Г б находится в пределах 128...168 человеко-часов, при этом простои технологического оборудования доходят до 8..М часов в сутки. Основной причиной отказов пластинчатых цепей является абразивное и коррозионно-механическое изнашивание шарниров, которое выражается в изменении контактирующих поверхностей и увеличении шага цепи. Так линейный износ деталей шарниров ленты ковшевой обезвоживающего элеватора ЭОбС при обезвоживании антрацита пласта Ремовский крупностью О 13 мм на обогатительной фабрике шахты Снежнянской производственного объединения (ПО) Торезантрацит за 8 месяцев эксплуатации при двухсменном режиме работы составил: валика 8...10 мм, втулки 4...б мм (рис.1). Поэтому в качестве основного критерия долговечности тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных машин принята износостойкость шарниров цепей [_9\ При расчете цепей на долговечность приходится учитывать большое количество факторов, прямо или косвенно влияющих на износ шарниров. Влияние удельного давления р риала (модуль упругости Е упругих свойств матепрочностных характеристик материалов о о ТГу фрикционных свойств сопряжения (коэффициент трения -f- шероховатости и волнистости поверхностей, твердости трущихся поверхностей и наличия абразива на износостойкость шарниров цепей, работающих в абразивной среде, достаточно изучены [4,10,II, 12,13,14,84,85,8б] Влияние зазоров в шарнирах на изнашивания контактирующих поверхностей изучены бРис.1. Абразивно-коррозионный износ валика (а) Й втулки (б) тяговой цепи обезвоживающих элеваторов Э06.не достаточно. Цель работы установление зависимости изнаишвания шарниров тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных ма шин от зазоров между валиком и втулкой для повышения их долговечности. Идея работы использование явления "сводообразования" абразивных частиц в зазорах шаршров тяговой пластинчатой цепи для повышения их износостойкости. Автор защищает: I. зависимость износа контактирующих поверхностей шарниров тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных машин от зазоров и времени их работы в абразивнокоррозионной среде; 2. выбор функционального параметра размерной цепи тягового органа горно-транспортных машин; 3. минимальный зазор в шарнирах тяговых пластинчатых цепей; 4. зависимость интенсивности изнашивания шарниров тяговых пластинчатьк цепей горно-транспортных машин; 5. местодику расчета допусков и посадок элементов шарнирных соединений тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных машин. Практическая ценность проведенных исследований заключается Б разработке нию минимального научно-обоснованных решеьшй по определеизнашивания контактирующих поверхностей в зависимости от рационального зазора. Это приведет к снижению интенсивности износа шарниров, к повышению долговечности пластинчатых цепей, а значит к уменьшению числа отказов горнотранспортных машин. Реализация настоящих теоретических и экспериментальных исследований дает возможность получить годовой народно-хозяйственный эффект свыше 340 тыс.руб.I.--СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ I.I. Область исследования. Анализ условий работы пластинчатых цепей TTli Наиболее широкое применение горно-транспортные машины с тяговыми пластинчатьми цепями нашли в угольной промьгашенности, на углеобогатительных фабриках, на предприятиях черной и цветной металлургии, на горнообогатительных предприятиях. Они являются неотъемлемой частью цепи аппаратов обогатительных фабрик и горнообогатительных комбинатов |I4,I5], выполняют транспортные и технологические функции и позволяют удобно компоновать технологическое оборудование промьшшенных объектов. Характеристика основных параметров и размеров горнотранспортных машин с тяговьпли пластинчатыми цепями приведена в таблице I.I. Из таблицы 1,1 следует, что основные параметры горнотранспортньк машин, применяемых в угольной и горнорудной промышленности, имеют широкий диапазон: производительность изменяется в пределах от 38 до IIOO т/ч, скорость движения цепи от 0,25 до 0,63 м/с, разрзпнающая нагрузка на одну цепь от 300 до 2000 кН. Особые условия транспорта на горньк предприятиях, в частности на фабриках, характеризуются следующими факторами: большие грузопотоки; стационарная установка технологического и транспортного оборудования и взаимозависимость его работы; тяжелые и в ряде случаев особо тяжелые условия эксплуатации; большая запыленность, абразивность транспортируемого материаОсновные параметры и размеры горно-транспортных маши органами, применяемые в угольной и горнорудной Максималь-:Максималь1-Крупность:Разруш нал произ-:ная ско- :транспор-:щая на водитель- :рость це-:тируемого:ка на ность, :пи, :материала:цепь, т/ч м/с :мм, не бо-не мен :лее Наименование машины Элеватор Э04 Элеватор Э04С Элеватор Э06 Элеватор ЭОбС Элеватор ЭОЮ Багер-элеватор Багер-элеватор Багер-элеватор Багер-элеватор Багер-элеватор Элеватор ЭНТ4 Элеватор ЭНТ5 Элеватор ЭНТб ЭОБ-б ЭОСБ-б ЭОБ-Ю ЭОСБ-Ю ЭОСБ-12 38,0 61,5 77,0 123,0 193,0 60,0 98,0 150,0 243 322 60 100 160 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 0,25 0,25 0 25 о;25 0,25 0,50 0,50 0,50 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 100 100 150 700 700 1250 1250 1250 1250 1250 1250 1250 2000 700 700 1250 Элеватор Элеватор Конвейер Конвейер Конвейер Питатель Питатель Питатель Питатель Питатель ЭНТ8 ЭНТЮ КСГСб КСГС8 КСГСЮ пластинчатый 11Л5 пластинчатый РЛб пластинчатый Ш18 пластинчатый ПЛЮ пластинчатый ПЛ12 250 400 250 310 490 180 330 500 720 IIOO 0,50 0,50 0,63 0,63 0,63 0,40 0,40 0,40 0 40 0,40 150 150 300 300 300 150 260 320 400 500 200 200 70 70 125 30 30 30 50 50 II ла; химическая активность шахтных вод; взрывоопасность среды [14,16 J. В процессе работы горно-транспортных машин происходит контактирование цепей с транспортируемым материалом; углем, породой, рудой. На работу шарниров цепи, кроме других факторов, оказьгаает влияние мелкая фракция, имеющая значительный объем в общей массе материала. В таблице 1.2 представлены данные ситового анализа отгружаемого угля по ряду шахт Донецкого бассейна. Таблица 1.2. Ситовой состав углей сырьевой базы шахт Центрального района Донбасса в I98I г. Обозначение клас- orrri ps сов крупности,мм Т ТЯ П v;-x .g масса Т -Всего гор- "вжодТ Зола 37io 49,20 iiio 35,20 iiB iooo 28,8 39,0 Р1з таблицы следует, XJTO фракция О I мм с содержанием золы 28,8% составляет 21,5% от общей массы транспортируемого материала. Поэтому вероятность проникновения в зазоры шарниров пластинчатых цепей частиц породы, угля, руды очень велика. Шарниры тяговых пластинчатых цепей, применяемые в горнорудной промышленности, как правило, работают без смазки и характеризуются следующими специфическими условиями их эксплуатации: I) большими удельными давлениями в зоне фрикционного кортакта, которые могут составлять 40...50 м Па; 2) небольшими скоростями скольжения тяговых органов, составляющих всего О,16...О,25 м/с; 3) циклическим характером работы шарниров, которая сочетается с большой продолжительностью работы тягового органа (20...22 ч в сутки); 4) наличием абразива в зоне фрикционного контакта частиц угля, породы, железной руды; 4) наличием шахтных вод, кислая среда которых составляет р Н 5, рудничной атмосферы; 6) образованием в зазорах шарниров абразивного "свода". Из 465 типоразмеров платсинчатых цепей, предусмотренных ГОСТ 588-81, в углеобогатительной и горнорудной промьшшенности применяется 8 типоразмеров (табл.1.3). Таблица 1.3. Характеристика тяговых пластинчатых цепей горнотранспортньк машин, применяемых в угольной и горнорудной промъга]ленности Номер цепи по ГОСТ 588-81 :Шаг цепи,:Диаметр ва-:Разрушающая нагрузка мм :лика, мм :кН 1кгс), не менее MI60 M3I5 M3I5 M3I5 М450 МбЗО М900 MI250 100 160 200 250 315 315 400 500 18,0 25,0 25,0 25,0 30,0 36,0 44,0 50,0 160 315 315 315 450 630 900 1250 16000 31500 31500 31500 45000 63000 90000 12500 Фактический срок службы цепей, выпускаемых заводом имени Пархоменко (г.Ворошиловград), не превышал 8 месяцев с момента ввода в эксплуатацию. За последние годы ЦКБ цепных передач и устройств при институте ВНИИПТуглемашi институтом "Гипромашуглеобогащение", а также Ворошиловградским заводом им.Пархоменко проведена модернизация и унификация пластинчатых цепей с целью улучшения их качества и технологии изготовления. Так, число пластин, применяемых для изготовления цепей, сократилось с 37 наименований до 17, валиков с 21 до 15. Упорядочено применение марок сталей и твердости поверхностей деталей после термообработки [l7J Институтом Гипромащуглеобогащение разработаны чертежи, а заводом им.Пархоменко изготовлены специальные пластинчатые втулочные ковшевые ленты, гарантийный срок которых доведен до 12 месяцев. Однако по данным TlSJ горная масса, транспортируемая из шахт, имеет плотность в среднем на 15...17 превышающую ранее принятзш для рядовых углей а, следовательно, нагрузка на цепи горно-транспортных машин возрастает в среднем на 15%. Поэтому, несмотря на ряд конструктивных и технологических мероприятий, направленных на повьш1ение долговечности пластинчатых цепей, фактический их срок службы составляет 10...12 месяцев. В результате недостаточного срока службы потребности углеобогатительной отрасли удовлетворяются не полностью, хотя ежегодный выпуск пластинчатых цепей только на Ворошиловградском машиностроительном заводе им.Пархоменко составляет 35...40 тыс.м. Тяговые пластинчатые цепи, будучи несложными по конструкции и выполняя простые технологические фкнкции, работают в довольно тя}келых эксплуатационных условиях, подвергаясь совместному воздействию циклических (усталостных), статических и ударных нагрузок, абразивного и коррозионного износа, механического истирания, износу, воздействию шахтных агрессивных вод и рудничной атмосферы. Цепь становится неработоспособной из-за появления тех или иных функциональных нарушений в цепной передаче или устройстве. Пластинчатые цепи являются основными и наиболее уязвимыми узлами транспортирующих машин. Это увеличивает ряд требований, предъявляемых к цепям. Основными из них являются следующие: I) износостойкость; 2) долговечнос1ть; 3) прочность; 4) надежность; 5) работоспособность; 6) удобство и надежность крепления рабочих органов; 7) подвижность в шарнирных соединениях; 8) простота и технологичность при массовом изготовлении; 9) легкость разборки и надежность против саморазборки. 1.2. Анализ исследований износостойкости шарниров тяговых пластинчатых цепей Вопросы теории и расчета кинематики и динамики, рационального конструирования и изнашивания деталей и узлов горно-транспортных машин освещены в работах А.В.Спиваковского, Н.В.Воробьева, И.Г.Штокмана, Н.С.Полякова, Г,И.Солода, Е.Е.Новикова, И.И.Ивашкова, Г.Б.Столбина, А.А.Готовцева и др. советских и зарубежных ученых. Опыт эксплуатации цепных передач в горных машинах показал, что главной причиной выхода цепей из строя является повьга1енный износ шарниров. Для прогнозирования износостойкости деталей шарниров пластинчатых цепей, особенно на этапе проектирования цепного контура, важное место занимают расчеты на износ. В результате исследований [j[I,I8,I9,20] И.В.Крагельский предложил зависимость для определения линейной интенсивности изнашивания: где ISs=D,S с it V параметр опорной кривой; на поверхности коэффи(ч множитель, определяемый геометрической конфигурацией и расположением по высоте единичных неровностей твердых тел, обычно К", 2 i циент перекрытия; ционной усталости при упругом контакте; "Со показатель, кривой фрикоС -j— А а/ номинальная площадь контакта (НПК); А Г- фактическая площадь контакта (ФПК); ti- поправочный коэффициент, учитывающий число циклов линейного суммирования усталостных повреждений до отделения частицы износа; номинальное давление; Е модуль упругости; р Va сдвиговое сопротивление при экстраполяции нормального давления к нулю; сз( коэффициент гистерезисных потерь; К коэффициент,характеризующий напряженное состояние на контакте, зависит от природы материала: для хрупких материалов К=5, для высокоэластичных К=3; fm молекулярная составляющая коэффициента трения; S o параметр фрикционный усталости. Но экспериментальные данные о зависимости предельного допустимого увеличения шага цепей от длительности работы доказывают, что величина износа шарниров зависит не только от передаваемых усилий, размеров и кинематики цепей, механических свойств материалов, смазки, микрогеометрии трущихся поверхностей, но и величины заданных исходных зазоров в шарнирах, точности изготовления |_2 l] Влияния этпх факторов на интенсивность изнашивания шарниров не полностью учитываются зависимостью (I.I). Зависимость интенсивности изнашивания цепей от удельного давления и скорости скольжения в их шарнирах предложена в виде [4] где К коэффициент пропорциональности; р среднее удельи п ное давление; и- средняя скорость скольжения; m показатели степени. На основании имеющихся данных Н.В.Воробьев рекомендует показатель степени П принять равным единице. Основная зар окадача состоит в определении степени при удельном давлении. В результате исследований Q2I] показатель степени при в дальнейшем значении m принято равным единице. зался равным примерно О,92...О,98, С целью упрощения расчетов Д.И.Решетов и З.М.Левина предлагают следующую степенную зависимость между рассматриваемыми величинами: р/. --Const J где (1.3) L путь трения; fT> 3;2;1, т.е. выбираем в зависиГ.В.Столбин для приводных втулочно-роликовых цепей предмости от характера трения. лагает следующую зависимость износа от удельного давления: иО/р"" (1.4) где и износ (увеличение шага цепи); С1 коэффициент пропорциональности (постоянный при принятых условиях испытаний); показатель степени X принимается равным в среднем Ij3.,.1,5, а существование линейной зависимости между удельным давлением и износом допускается лишь при наличии абразивного износа. И.И.Ивашков по результатам испытаний цепей при абразивном загрязнении со смазкой утверждает [22,23j что зависимость износа от удельного давления далека как от прямо пропорциональной, так и от степенной (1,4). В зависимости от материала и термообработки втулки и валика, свойств абразива, -загрязнящего смазку, закономерность изнашивания предлагается выражать в виде степенной зависимости с показателем степени, равным в среднем 0,5...О,62. Исследования износостойкости открытых шарниров гусеничных механизмов, проведенные институтом машиноведения АН СССР Г23] подтверждают существование линейной зависимости между удельным давлением и износом как в случаях отсутствия, так и при наличии абразивного загрязнения, Таким образом, приведенный анализ имещихся в отечественной 121,22,24,25] И зарубежной литературе [85,8б] данных о влиянии удельного давления в шарнирах цепей на их износ показывает, что для цепей, работающих при жидкостной смазке, в случае как наличия, так и отсутствия абразивного загрязнения имеется линейная или близкая к линейной зависимость между указанными величинами [l9] На трущихся поверхностях шарниров цепи имеет место абразивный износ, даже при наличии смазки, так как возникающие в шарнирах продукты износа превращаются в своего рода абразивные материалы. Детали шарниров цепей, изготовленных из сталей различных марок, как углеродистых (ст 5,20), так и легированных (I5X, 18ХГТ, I2XH3A, 12ХНЧА) при одинаковой термической обработке и одинаковой твердости практически равноценны по своей износостойкости. Применение легированных сталей дтш цементируемых деталей может быть оправдано лишь в том случае, если это дик Таким образом, в настоящее время, в основном, не установлено влияние условий эксплуатации, точности изготовления допускаемых отклонений деталей цепи, а также зазоров в шарнире на интенсивность износа тяговой пластинчатой цепи, т.е. на её долговечность. Для расчета цепи по критерию износа ее в шарнирах необходимы дальнейшие исследования процессов взаимодействия трущихся поверхностей с учетом таких факторов, как величина первоначального зазора между контактирующими поверхностями. 1.3. Анализ исследований в области выбора зазоров в шарнирах тяговых пластинчатых цепей Долговечность цепей, кроме использования других факторов, можно значительно повысить выбором оптимальных допусков деталей цепи. Во многих случаях надежность определяется требованиями точности. Но.повышение точности параметра изделия вызывает повьга1ение стоимости его изготовления, причем это соотношение между точностью и стоимостью механической обработки примерно характеризуется гиперболической кривой [27] Установление правильного соотношения номинальных размеров деталей и их допустимых отклонений в ответственных размерах связях один из методов повьга1ения качества изделий, обеспечения надежности и долговечности их работы, а также собираемости деталей и узлов без подгоночных работ, и, следова- тельно, с минимальными затратами на их изготовление и сборку. Эти задачи размерного анализа машин и приборов решаются при помощи теории размерных цепей [28,29,30,31] Малая вероятность сочетания крайних предельных размеров В общем, в настоящее время, выбор величины зазоров в шарнирах пластинчатых цепей производится, в основном, по математической зависимости (1.9). Специфические факторы условий работы горно-транспортных машин приводят к тоглу, что в зазорах шарниров, расчитанных по (1.9) происходит адгезия между контактирующими поверхностями, а это приводит к увеличению интенсификации их изнашивания. 1.4. Анализ способов повьмения износостойкости шарниров тяговых пластинчатых цепей ГТМ Известны различные методы повышения износостойкости цепей [_7,10,38,39,40,41 J газовое цианирование (нитроцементация) деталей шарниров; защита шарниров от абразивного загрязнения с помощью густой смазки и специальньк уплотнений; хромирование деталей шарниров и др. Для упрочнения контактирующих поверхностей используют закалку с низким отпуском. Более высокую износостойкость по сравнению с закалкой показывает химико-термическая обработка (ХТО) деталей шарниров цепей. К числу таких видов обработки относятся широко применяемые процессы нитроцементации и цианирования. Согласно [22] цианирование деталей шарниров роликовтулочных цепей с шагом до 50,8 мм обеспешвает повьга1ение износостойкости поверхностных слоев в 1,5...2 раза по сравнению с цементацией. Но эти процессы имеют следующие недостатки: глубина износостойкого слоя составляет всего О,5...1,0 мм,что для деталей шарниров тяговых пластинчатых цепей явно недостаточна; кроме того наличие ядовитых солей при цианировании требует ряда предосторожностей со стороны обслуживающего персонала. Защита шарниров от абразивного загрязнения с помощью густой смазки и специальных уплотнений для тяговых цепей горно-транспортных машин, работающих при наличии большого количества абразивных частиц на угольных и горнорудных предприятиях не приводит к повьга1ению износостойкости [23] Конструктивные методы для снижения удельного давления в шарнире приводят к увеличению габаритов, а значит и массы цепи, примерно в 2...2,5 раза, трудоемкости изготовления,увеличению мощности электродвигателей приводов горно-транспортных. Более перспективным направлением в исследовании конструктивных методов повышения долговечности деталей шарниров цепей является упорядочения полей допусков и посадок сопрягаемых размеров деталей. Хромирование как метод повышения износостойкости стальных изделий занимает одно из первых мест. Износостойкость хромированных деталей возрастет в 5...15 раз. Однако в настоящее время отсутствзшт методы хромирования, пригодные для массового производства деталей шарниров цепей. Кроме того, хромирование не рекомендуется производить для контактирующих поверхностей при слишком высоком удельном давлении; для производства процесса хромирования, необходимо поверхность подверили полированию, что гать тонкому шлифованию, хонингованию не экономично при изготовлении деталей шарниров цепей; толщина слоя хрома составляет ОД...0,3 мм, а это недостаточно для контактирующих поверхностей деталей шарниров цепей..5. Выводы и постановка задачи исследования Путем анализа теоретических трудов и эксплуатационных данных [3,4,40,42,43,44,45,83] выделены наиболее существенные факторы (рис.1.1), влияющие на износ шарниров тяговых пластинчатых цепей горно-транспортных машин, с учетом специфики их эксплуатации в угольной и горнорудной промьшшенности. Для удобства все факторы, влияющие на износ шарниров, рекомендуется

Заключение диссертации по теме «Горные машины», Нестеренко, Петр Иванович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕШМЕВДАЦИИ

В диссертации дано новое решение актуальной научной задачи, состоящее в обосновании рациональных параметров шарниров, что имеет существенное значение для горнодобывающей промышленности, так как дает возможность говшить долговечность тяговых органов горно-транспортных машин.

Основные научные и практические выводы сводятся к следующему:

1. Тяговые пластинчатые цепи являются основными рабочими органами горно-транспортных машин. Бресте с тем пластинчатые цепи работают в довольно тяжелых эксплуатационных условиях, подвергаясь совместному воздействию циклических, статических и ударных нагрузок, абразивного и коррозионного износа, воздействию шахтных агрессивных вод и рудничной атмосферы. Надежность и долговечность пластинчатых цепей горно-транспортных машин, применяемых в угольной и горнорудной промышленности, недостаточны. Основным видом отказа цепей является абразивно-коррозионный износ шарниров. Повышение надежности и долговечности цепей путем вариации традиционных факторов, например, увеличение твердости поверхностей шарниров свыше HRC 62 или применение высоколегированных сталей не дает положительных результатов.

2. Получено уравнение регрессии второй степени зависимости линейного износа контактирующих поверхностей шарнира тяговой пластинчатой цепи горно-транспортных машин, работающих в агрессивно-коррозионной среде, от величины зазора и времени работы. Это позволяет прогнозировать долговечность вновь разрабатываемых конструкций пластинчатых цепей.

3. Разработана математическая зависимость скорости изнашивания поверхности шарнира в зоне фрикционного контакта от величины зазоров, что дает возможность выбирать наиболее рациональные направления для снижения интенсификации изнашивания.

4. Обоснован, выбор функционального параметра размерной цепи тягового органа горно-транспортных машин. Этим звеном является зазор в шарнире, что позволяет обосновать рациональные параметры тяговых пластинчатых цепей.

5. Предложено аналитическое выражение для определения минимального зазора в шарнирах пластинчатых цепей горно-транспортных машин. Это позволяет конструировать шарниры, в зоне фрикционного контакта которых не наблюдаются явления адгезии.

6. Получена зависимость интенсивности изнашивания шарниров тяговых органов зазора. Это позволяет определить рациональные параметры тяговых органов и повысить их долговечность.

7. Разработаны научные методы по определению минимального изнашивания шарниров в зависимости от рационального зазора. Это дало возможность повысить долговечность тяговых органов ГТМ в. 1,5 . 1,8 раза.

8. Получена зависимость для определения минимального,гарантированного, оптимального и максимального зазоров в шарнирах тяговых пластинчатых цепей, что позволило установить пути дальнейшего усовершенствования тяговых органов.

9. Установлено, что выбор зазора в качестве функционального параметра позволил упорядочить назначение допусков, расширить поля допускаемых отклонений основных параметров шарнирных соединений. Это позволило уменьшить потери от брака на заводе изготовителе на 35. .40J6.

10. Полученные результаты положено в основу отраслевых технических условий ОТУ 24.218-69 "Цепи тяговые пластинчатые", стандарта предприятия СГП 15-10-80 "Цепи тяговые пластинчатые. Методика расчета допусков и посадок", усовершенствованию пластинчатых цепей. На Ворошиловградском машиностроительном заводе им.Пархоменко организовано серийный выпуск этих цепей, которые в течение ряда лет эксплуатируются на горнорудных предприятиях Донбасса, Караганды, Чиатури и др.

Годовой экономический эффект от внедрения тяговых пластинчатых цепей с минимальным (гарантированным) зазором в шарнирах составил 340 тыс.руб., за счет снижения интенсивности износа контактирующих поверхностей шарнирных соединений. Срок службы цепи увеличен в 1,5.2 раза.

11. Проведенные исследования могут быть рекомендованы для внедрения на аналогичных тяговых органах пластинчатых конвейеров, питателей, эскалаторов и других типов МНТ, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

Список литературы диссертационного исследования Нестеренко, Петр Иванович, 1984 год

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. - М.: Политиздат, 1981. -- 223 с.

2. Спиваковский А.О., Дьячков B.S. Транспортирующие машины. М.: Машиностроение. 1968. - 504 с.

3. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортные машины.- М.:Маягиз, 1955. 344 с.

4. Воробьев Н.В. Цепные передачи. М.: Машиностроение, 1968.- 252 с.

5. Воробьев Н.В. Цепные передачи. М.: Машгиз,1962.- 400 с.

6. Оконишников А.И., Запсельский В.Я., Нескоромных В.М. и др. Техническое обслуживание и ремонт оборудования углеобогатительных фабрик. М.: Недра, 1972. - 207 с.

7. Дербасов Н.М. Повышение надежности и долговечности машин. М,: Недра, 1966. - 167 с.

8. Прейскурант № 27-22-39. Оптовые цены на запасные части к грузоподъемному и транспортирующему оборудованию. М.: Прейсцурантгиз, 1967. - 362 с.

9. Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач. Справочник. М.: Машиностроение, 1982. - 336 с.

10. Ивашков И.И, Пластинчатые цепи. М«: Машгиз, I960.- 264 с.

11. Крагедьский И.В. Трения и износ. М«: Машиностроение, 1968. - 480 с.

12. Кащеев В.Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.:Машиностроение, 1978. - 213 с.

13. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание.- М.: Наука, 1970. 252 с.

14. Кузнецов Б.А., Ренгевич А.А., Шорин В.Г. и др. Транспорт на горных предприятиях. М.: Недра, 2976. - 552 с.

15. Головная тема Минуглепрома СССР. 2401. Создатьи освоить высокопроизводительное оборудование для оснащения ма-:лоопереционных технологических схем углеобогатительных фабрик Донецкого бассейна. М.: Недра, 1979. - 70 с.

16. Новиков Е.Е., Смирнов В.К. Введение в теорию динамики горно-транспортрых машин.- Киев, Наукова думка, 1978. -г* 173 с.

17. Унифицированный ряд тяговых цепей для транспортных машин углеобогатительных фабрик (отчет по теме 5072). Гипро-мащуглеобогащение, Луганск,1967. 47 с.

18. Трение, износ и смазка. Справочник. В 2-х кн. Под ред. И.В.Крагельского, В.В.Алисина. М.: Машиностроение, 1978. - 400 с.

19. Крагельский И.В., Люберский И.М. и др. Трения и износ в вакууме. М.: Машиностроение, 1973. - 216 с.

20. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трения и износ. М.:Машиностроение, 1977.-513с.

21. Воробьев Н.В., Герасимов В,Я. К вопросу о влиянии удельного давления в шарнирах втулочно-роликовых цепей на износ. "Известия вузов. Машиностроение",1971, № 12,с.32-35.

22. Ивашков И.И. Экспериментальное исследование износа деталей шарниров цепей в условиях абразивного загрязнения.

23. В кн.: Трение и износ в машинах. Сборник ХУ1. М.:1962. -с.51-80.

24. Ивашков И.И. Основы конструирования, повышения качества и экономичности пластинчатых цепей.:Автореф. Дис.докт. наук-М.: 1969, 40 с.

25. Матвеевский Р.С. Абразивный износ при возвратно-вращательном движении. Вестник машиностроения, 1958. № 5,с.22-24.

26. Готовцев А.А., Столбин В.Г. Цепные передачи и элементы цепных устройств. В кн.: Детали машин. Расчет и конструирование. Справочник. Том З.М.: 1969. с.278-345.

27. Ивашков И.И. Основы рационального конструирования и расчета цепей. В кн.: Новые конструкции, технология и специализация производства цепей. - М.:1964. с.74-102.

28. Иванов В.А. Практика расчета размерных цепей в машиностроении. М.гКиев, Машгиз, I960, 112 с.

29. Бородачев Н.А. Основные вопросы теории точности производства. М.:Л.: АН СССР, 1950. 416 с.

30. Якушев А.И., Дунин-БарковскиЙ И.В., Чекмарев А.А. Взаимозаменяемость и качество машин и приборов. М.: Стандарт-издат, 1967. - 234 с.

31. Взаимозаменяемость в машиностроении под ред. В.В.Бой-цова. М.: Стандартгиз, 1970. - 551 с.

32. Дунаев П.Ф. Размерные цепи. М.: Машгиз, 1963. - 308с

33. Бородачев Н#А. Обоснование методики расчета допусков и ошибок кинематических цепей. М.: Л.: АН СССР, 1943.

34. Бородачев Н.А. Анализ качества и точности производства. М.: Машгиз, 1946.

35. Балакшин Б.С., Волосов С.С., Дунин-Барковский И.В. и др. Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении. М.: Машиностроение, 1972. - 616 с.

36. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, 1974. - 472 с.

37. Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении. Под рук. А.К.Кутая. М.:Машиностроение,1967.-291 с.

38. Хлунов В.А. Способы зацепления шарниров втулочно-ро-ликовых цепей с зубьями звездочек, В кн.: О цепных передачах, М., 1955.

39. Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. М.: Машиностроение, 1973. - 430 с.

40. Ивашков И.И., Готовцев А.А. и др. Модернизация и типаж пластинчатых, разборных и круглозвенных цепей. В кн.: Новые конструкции, технология и специализация производства цепей.1. М.: 1964. с.39-50.

41. Чугреев Л.И., Солод Г.И. Расчет промежуточных приводов конвейеров. М.: Недра, 1970. - 104 с.

42. Штокман И.Г.,Эппель Л.И. Прочность и долговечность тяговых органов. М.: Недра, 1967. - 223 с.

43. Глущенко И.П., Петрик А.А. Цепные передачи. Киев, Техника, 1973. - 104 с.

44. Коряков П.Л., Кордюков Г.С., Павлов Ю.Н. и др. Ковшевые погруэочно-транспортные машины М.: Недра, 1980. - 200 с.

45. Рафалес-Ламарка Э.Э., Коткин A.M. Инструкция по планированию эксперимента. Ворошиловград. УкрНИИуглеобогащение, 1969. - 116 с.

46. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 279 с.

47. Нестеренко П.И. Экспериментальные исследования зависимости износа шарнира тяговых пластинчатых цепей от зазора и времени работы. Ворошиловград.: ЦООНГИЦНИИЭНуголь, 1980, - 4с

48. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. М.: Наука, 1970. - 248 с.

49. Зенков Р.Л., Ивашков И.И.,Колобов Л.Н. Машины непрерывною транспорта. М.:Машиностроение, 1980. - 304 с.

50. FTM 23-61 Методика расчета измерительных цепей (на базе теории вероятностей). М.: Стандартгиз, 1967 г.

51. Дунин-Барковский И.В. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.:Машиностроение. 1975-352с.

52. Точность производства в машиностроении и приборостроении. Под ред. А.Н.Гаврилова. М. Машиностроение, 1973. -567 с.

53. Абезгауз Г.Г., Тронь А.П., Кожнин Ю.П., Коровина И.А. Справочник по вероятностным расчетам. М.:Воениздат, 1970. -- 536 с.

54. Карасев А.И. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Статистика, 1970 - 344 с.

55. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969. 512 с.

56. Дажин В,Т. Расчет допустимых отклонений параметров деталей машин. Вестник машиностроения, 1978, № I, с.8-11.

57. Гнеденко В.В. Курс теории вероятностей. М.: Наука, 1965. 400 с.

58. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. - 576 с.

59. Дунин-Барковский И.В. Основы взаимозаменяемости и Технические измерения. М.:Машиностроение, 1964. 303 с.

60. СТП 15-10-80 Цепи тяговые пластинчатые. Методика расчета допусков и посадок деталей цепей. Ворошиловград.: 1980. -- 12 с.

61. ГОСТ 12864-69. Элеваторы ковшевые наклонные транспортирующие. М.: Стандартгиз, 1969, 5 с.

62. Нестеренко П.И. Расчет геометрии звездочек для тяговых пластинчатых цепей с шарнирами качения. М.: 1979. 8 с. Депонирована в ВНИИТИ $ I, с.64.

63. Благов И.С., Алешина В.М. ЗИП Международный конгресс пообогащению углей. М.: ЦНИИЭИуголь, 1979, - 15 с.

64. Елизаветин М.А., Сагель Э.А, Технологические способы повышения долговечности машин. М.: Машиностроение, 1969. -- 400 с.

65. Кармазин В.И., Серго Е.Е. и др. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1974. - 560с.

66. Методика ^основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. Экономическая газета, 1977. № 10.

67. Методические указания по определению экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в тяжелом и транспортном машиностроении. М.: НИИинформтяжмаш, 1978. - 26 с.

68. Старосельский А.А., Горкунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение, 1967. - 395 с.

69. Якушев А.И., Бежелукова Е.Ф., Плуталов В.П. Допуски и посадки ЕСДП СЭВ для гладких цилиндрических деталей (расчет и выбор). М.:Стандартиздат, 1978, 256 с.

70. Клебанов О,В., Шутов Л.Я.,Щеглова Н.К. Справочник технолога по обогащению руд цветных металлов. М.:Недра,1977, 472 с.

71. Оконишников А.И., Запсельский В.Я. Эксплуатация и ремонт оборудования на углеобогатительных фабриках. М.: Недра, 1967. - 288 с.

72. Фридпендер И.Г., Подлинная Н.А. Стандарт на цепиГ? размерные требует уточнения. Стандарты и качество, 1978,№ 5, с.36-27.

73. Исаченков Е.И. Контактное трениеи смазка при обработке металлов давлением. М.:Машиностроение, 1978. - 208 с.

74. Смирницкий Е.К. Экономические показатели промышленности. М.'.Экономика, 1974. - 381 с.

75. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение. 1969. - 559 с.

76. Остапенко А.Ф. Технический прогресс в угольной промышленности УССР в десятой пятилетке. Уголь Украины, 1977, № 5, с.8-10.83» Rabinowich Е. Practical Uses of Surfaces Energy Criterion Wear,vol.7,No 1,1964,p. 9-12.

77. Bowden P.P., Hanwell A.E. "The Friction of Clean Crystal Surfaces" Prac.Poy.Soc.v. A 295,No1442 ,1966.85«V/.Cochran, G.M.Gox. Experimental Designs, Zed. N.Y.-I Wiley,1960.

78. Abbrecht V/.M. Chain drive system design.--"Mach.design," 1962,No 29.

79. Kuntzmann P. Les transmissions parcheines a rouleux. Paris,Dudon,196l,IX.

80. УСТАНОВЛЕНИЕ СРЕДНИХ ВЕЛИЧИН УДЕЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ И СКОРОСТИ СКОЛЬЖЕНИЯ В ШАРНИРАХ

81. Среднее значение удельного давления в шарнирах пластинчатой цепи МНГ будет равноVр= JLji . ещ. =sb*r/cMz--3mс,Vгде Н' <22) число обследуемых типов МНТ.

82. Среднее значение скорости скольжения контактирующихповерхностей шарнира при зацеплении его с зубом звездочки.v7f ^ O.S4Q у -77-= =o,o*bS Vc.