Содержание статьи:
- Принцип работы и устройство ходовой части карьерных экскаваторов
- Диагностика ходовой части
- Характерные неисправности
- Технологии ремонта ходовой части
- Подготовительные работы перед ремонтом
- Замена изношенных гусеничных траков и башмаков
- Ремонт и восстановление опорных и поддерживающих катков
- Ремонт и регулировка натяжных устройств
- Восстановление приводных механизмов
- Ремонт опорно-поворотных устройств
- Сварочные работы при ремонте несущих элементов
- Особенности ремонта в карьерных условиях
- Применение современных технологий и материалов
- Заключение
Принцип работы и устройство ходовой части карьерных экскаваторов
Ходовая часть карьерного экскаватора – это его «ноги», которые обеспечивают передвижение, маневрирование и устойчивость машины во время работы. Принцип действия основан на преобразовании вращательного движения от двигателя в поступательное движение экскаватора. Как это происходит?
- Мощность от двигателя (дизельного или электрического) передается через трансмиссию к бортовым редукторам, расположенным по обеим сторонам экскаватора.
- Эти редукторы уменьшают скорость вращения и увеличивают крутящий момент, передаваемый на ведущие звездочки. Каждый бортовой редуктор приводит в движение свою гусеницу, что позволяет экскаватору и двигаться прямо, и поворачивать, изменяя скорость вращения одной гусеницы относительно другой.
- Расположенные сзади или спереди ходовой части, ведущие звездочки имеют зубья, которые входят в зацепление с пальцами гусеничной цепи. Вращаясь, звёздочки «тянут» или «толкают» гусеничную цепь, приводя ее в движение.
- Гусеничная цепь – это бесконечная лента, состоящая из отдельных стальных звеньев – траков, соединенных между собой пальцами и втулками. Траки имеют специальные грунтозацепы («шпоры»), которые обеспечивают сцепление с грунтом, предотвращая пробуксовку даже на сложных и рыхлых поверхностях. Когда звездочка вращается, гусеничная цепь перекатывается по земле.
- Под нижней ветвью гусеничной цепи расположены опорные катки. На них опирается вес экскаватора, и они равномерно распределяют эту нагрузку на гусеницы. Катки вращаются на подшипниках, обеспечивая плавное качение гусеничной цепи по раме ходовой части.
- Расположенные над опорными катками, поддерживающие верхние катки предотвращают провисание верхней, ненагруженной ветви гусеничной цепи, направляя ее обратно к ведущей звездочке. Это обеспечивает правильное положение гусеницы и снижает ее износ.
- Направляющие колеса (ленивцы) расположены на противоположном конце гусеничной цепи от ведущих звездочек. Они не приводятся в движение, их функция – направлять гусеницу и поддерживать ее правильное натяжение.
- Гусеничная цепь должна иметь определенное натяжение. Поэтому в устройство ходовой части экскаватора устанавливаются натяжители: гидравлические или пружинные. Слабое натяжение может привести к соскакиванию гусеницы, а сильное к повышенному износу катков, подшипников и самих траков.
- Рама – это несущая конструкция, на которой смонтированы все элементы ходовой части, и она соединяется с опорно-поворотным устройством.
Гусеничный движитель карьерного экскаватора позволяет машине перемещаться по самым сложным рельефам, обеспечивая повышенную проходимость и стабильность, необходимые для работы в условиях карьера.
Диагностика ходовой части
Регулярная диагностика ходовой части – это не рекомендация, а этап технического обслуживания карьерных экскаваторов. Она своевременно выявляет износ, предотвращает поломки и продлевает срок службы горной техники. Игнорирование диагностики приводит к внезапным отказам, простоям и снижению производительности. Ниже методы и этапы диагностики.
Осмотр – первый и доступный метод оценки технического состояния компонентов ходовой части на предмет видимых дефектов. В него входят: обнаружение трещин и деформаций, чрезмерного износа, ослабления креплений и утечек масла.
Измерение износа проводится разными способами и инструментами:
- шаблон для траков определяет остаточную высоту грунтозацепов и износ пальцев и втулок;
- штангенциркули и микрометры используются для измерения диаметров рабочих поверхностей катков и зубьев звездочек. Сравниваются полученные значения с допустимыми пределами износа, указанными производителем.
- лазерные измерители используются для точного измерения износа компонентов.
Проверка натяжения гусеничной цепи проводится путем измерения провисания верхней ветви гусеницы между поддерживающими катками или между направляющим колесом и первым опорным катком. Значение провисания должно соответствовать рекомендациям производителя экскаватора.
Тепловизором выявляется аномальный нагрев узлов, который является признаком повышенного трения. Это может указывать на:
- заедание или разрушение подшипников в катках или бортовых редукторах;
- отсутствие или загрязнение смазки, увеличивающее трение;
- чрезмерные нагрузки на определенные компоненты.
Лабораторный анализ смазочных материалов методом отбора проб масла из бортовых редукторов и других смазываемых узлов ходовой части позволяет выявить:
- металлические частицы, которые указывают на износ зубчатых передач, подшипников или других трущихся деталей;
- присутствие воды, пыли, охлаждающей жидкости может быть следствием поврежденных уплотнений;
- снижение вязкости масла или присадок свидетельствует о необходимости замены.
Прослушивание и вибродиагностика:
- опытный механик может по характерным шумам выявить проблемы в работе подшипников, зубчатых передач или других элементов;
- специальное оборудование измеряет уровень и частоту вибраций. Аномальные вибрации могут указывать на дисбаланс, износ подшипников, деформацию валов или другие механические неисправности.
Регулярное проведение этих диагностических мероприятий позволяет составить точную картину состояния ходовой части, спланировать необходимые ремонтные работы и избежать внезапных поломок.
Характерные неисправности
Основные поломки ходовой части карьерных экскаваторов чаще обусловлены шестью факторами. Первый – это неправильная эксплуатация техники. Например:
- работа карьерного экскаватора с перегрузом, которая приводит к ускоренному износу компонентов, чаще катков и траков;
- резкие повороты, пробуксовки, движение по неровным поверхностям с высокой скоростью увеличивают ударные нагрузки и абразивный износ;
- эксплуатация на скальных породах или абразивных грунтах без учета специфики ходовой части также ускоряет износ;
- отсутствие регулярной смазки, проверки натяжения гусениц, очистки от грязи и налипаний.
Второе – это некорректно подобранные расходники и запчасти. То есть использование аналогов из некачественных сталей или с нарушением технологии производства, которые быстро ломаются. Это влечет каскадные поломки. Или несоответствие размеров и характеристик – это установка деталей, не предназначенных для этой модели экскаватора.
Третье – это естественный износ, когда компоненты ходовой части подвержены абразивному износу, усталости металла и деформации под постоянными нагрузками. Срок службы каждой детали ограничен и зависит от интенсивности эксплуатации.
Четвертое – попадание предметов. Камни, обломки породы попадают между элементами гусеничной цепи, катками и звёздочками, могут вызвать заклинивание, деформацию или разрушение.
Пятое – недостаточное или неправильное натяжение гусеницы. Слишком слабое приводит к соскакиванию гусеницы, чрезмерное к ускоренному износу подшипников катков и натяжных устройств.
Шестое – коррозия, которая ослабляет прочность металлических деталей.
Технологии ремонта ходовой части
Ремонт ходовой части карьерного экскаватора – это сложный процесс, требующий квалификации и специализированного оборудования.
Подготовительные работы перед ремонтом
Перед началом ремонтных работ необходимо провести подготовку.
- Ходовая часть экскаватора должна быть очищена от грязи, глины, остатков породы. Это облегчает доступ к узлам и предотвращает попадание абразивных частиц в механизмы.
- Для доступа к компонентам ходовой части необходимо снять защитные кожухи.
- Подготовка рабочей зоны: освещение, установить подъемное оборудование, приготовить необходимый инструмент.
- Повторная диагностика и дефектовка для точного определения объема работ и списка необходимых запасных частей.
Замена изношенных гусеничных траков и башмаков
Это наиболее частая операция, которая включает:
- прессом для выпрессовки пальцев гусеница разъединяется;
- поврежденные или чрезмерно изношенные траки удаляются;
- новые траки устанавливаются на место изношенных, а пальцы и втулки запрессовываются;
- гусеничная цепь снова соединяется;
- регулируется ее натяжение.
Ремонт и восстановление опорных и поддерживающих катков
Опорные и поддерживающие катки – это работники ходовой части гусеничного экскаватора. Они постоянно находятся под нагрузкой, выдерживая вес многотонной машины и обеспечивая плавное перекатывание гусеничной цепи. В условиях карьера, где господствуют абразивные частицы, пыль и экстремальные температуры, эти компоненты подвержены интенсивному износу.
Поэтому ремонт и восстановление катков – часто проводимая операция. Обслуживание катков продлевает срок их службы, влияет на равномерность износа гусеничной цепи, а также на безопасность работы экскаватора. Игнорирование износа катков может привести к повреждению гусениц, увеличению сопротивления движению и дополнительным расходам на топливо и более серьезным поломкам.
Как проводится ремонт – его последовательность:
- катки снимаются с рамы ходовой части;
- проверяются состояние подшипников, сальников, осей и рабочей поверхности катка;
- изношенные подшипники, сальники, оси заменяются на новые;
- при незначительном износе возможна наплавка и последующая механическая обработка рабочей поверхности катка;
- при сильном износе или повреждении каток подлежит замене;
- катки собираются, смазываются и устанавливаются обратно.
Ремонт и регулировка натяжных устройств
Натяжные устройства отвечают за натяжение гусеницы, что является залогом ее стабильного хода, предотвращения соскакивания и равномерного износа сопряженных элементов: траков, катков и ведущих звездочек.
В условиях постоянных динамических нагрузок, воздействия абразивных частиц и перепадов температур компоненты натяжных устройств – это гидроцилиндры, пружины, уплотнения – также подвергаются износу и повреждениям. Неправильное натяжение приводит к ускоренному износу ходовой части, повышению расхода топлива и риску возникновения аварийных ситуаций. Поэтому своевременный ремонт и точная регулировка натяжных устройств являются обязательными процедурами для поддержания работоспособности экскаватора и снижения эксплуатационных расходов.
Последовательность ремонта:
- осмотр гидроцилиндров на предмет утечек и проверка работоспособности;
- при утечках заменяются уплотнительные элементы;
- оценка целостности и упругости пружин;
- после ремонта или замены проводится точная регулировка натяжения гусеничной цепи.
Восстановление приводных механизмов
К приводным механизмам относятся бортовые редукторы и ведущие звездочки. Ремонт первых – это разборка, дефектовка зубчатых передач, подшипников, валов и замена изношенных элементов. Далее сборка и тестирование.
Звездочки при износе зубьев подлежат замене. При незначительном износе возможна наплавка с последующей обработкой, но лучше полная замена.
Ремонт опорно-поворотных устройств
Хотя опорно-поворотное устройство (ОПУ) формально не является частью ходовой части, но тесно с ней связано и обеспечивает поворот рабочей платформы экскаватора. Ремонт ОПУ начинается с проверки зазоров для определения степени износа. При сильном износе опорных элементов, а это ролики или шарики, производится их замена. При износе зубьев зубчатого венца чаще проводится восстановление наплавкой, редко требуется полная замена венца. Последнее – элементы ОПУ смазываются.
Сварочные работы при ремонте несущих элементов
При ремонте рамы ходовой части, кронштейнов и других несущих элементов может потребоваться сварка. Нужно использовать специальные сварочные технологии и материалы, обеспечивающие повышенную прочность сварных швов. Сварочные работы должны производиться квалифицированными сварщиками с соблюдением технологий ремонта спецтехники.
Особенности ремонта в карьерных условиях
Ремонт ходовой части карьерных экскаваторов в карьерных условиях отличается от работы в специализированных ремонтных цехах. Это требует от ремонтных бригад особой подготовки, адаптивности и использования специфических подходов.
Карьерные экскаваторы – гигантские машины, часто работающие в ограниченных пространствах между уступами или на узких рабочих площадках. Это означает, что для ремонта может быть затруднен доступ крупногабаритной техники – больших кранов для перемещения тяжелых узлов, или специализированного инструмента. Иногда приходится работать в неудобных позах, под землей или на высоте, что усложняет выполнение точных операций.
Карьеры – запыленные и грязные места. Постоянное присутствие абразивной пыли, глины, остатков породы и влаги требует мер предосторожности. При ремонте необходимо защищать открытые механизмы от попадания грязи, которая может привести к быстрому износу вновь установленных деталей или загрязнению смазочных материалов. Это означает тщательную очистку рабочих зон, использование защитных чехлов и контроль за чистотой при сборке узлов.
В большинстве карьеров нет полноценных стационарных ремонтных мастерских с необходимым набором станков, подъемных механизмов и условиями для комплексной дефектовки или реставрации сложных узлов. Это вынуждает ремонтные бригады использовать мобильные мастерские, заранее подготовленные и прошедшие испытания узлы на замену, а также выполнять объем работ на месте поломки. Такой подход требует квалификации персонала, способного принимать оперативные решения и адаптироваться к текущим условиям.
Работа под открытым небом означает прямую зависимость от погодных условий. Дождь, снег, сильный ветер, низкие или экстремально высокие температуры могут усложнять проведение ремонтных работ. Они создают дискомфорт для персонала и могут влиять на качество сварочных работ, затяжку креплений и свойства материалов. Например, при низких температурах металл становится хрупким, а при высоких требуется защита от перегрева.
Каждый час, когда карьерный экскаватор простаивает из-за поломки, означает прямые экономические потери для горнодобывающего предприятия. Поэтому требование к ремонту в карьерных условиях – скорость проводимых операций. Ремонтные бригады работают в режиме жесткого графика, часто посменно, чтобы как можно быстрее вернуть технику в строй. Это подразумевает быструю диагностику, оперативное принятие решений и слаженную работу команды.
Доставка запасных частей, расходных материалов и оборудования в карьер сопряжена с логистическими трудностями, если карьер расположен в удаленном или труднодоступном регионе. Нужно заранее планировать поставки, иметь достаточный запас деталей и обеспечивать бесперебойную транспортировку.
Учет этих факторов и разработка соответствующих стратегий эффективно справляются с ремонтом ходовой части карьерных экскаваторов непосредственно на месте их эксплуатации, снижая простои и обеспечивая непрерывность производственного процесса.
Применение современных технологий и материалов
Современные технологии и материалы продлевают срок службы ходовой части и улучшают эксплуатационные характеристики.
- Детали ходовой части, изготовленные из специальных сталей с повышенной износостойкостью и прочностью, способны выдерживать высокие нагрузки и служить дольше. Примером могут служить легированные стали с добавками хрома, молибдена, никеля.
- В некоторых узлах, где нет критических ударных нагрузок, могут применяться композитные материалы. Они легче с хорошими антифрикционными свойствами, что снижает износ сопряженных деталей.
- Для восстановления изношенных поверхностей: катков, зубьев звёздочек используются методы наплавки износостойкими сплавами. Технологии поверхностного упрочнения повышают твердость и износостойкость рабочих поверхностей, увеличивая ресурс деталей.
- Применение инновационных смазочных материалов с улучшенными адгезионными, антифрикционными и противозадирными свойствами снижает трение, уменьшает износ и отвод тепла от трущихся поверхностей. Смазки с твердыми присадками: графит, дисульфид молибдена обеспечивают дополнительную защиту.
- Современные экскаваторы оснащаются системами мониторинга, которые в режиме реального времени отслеживают параметры работы ходовой части: температуру катков, натяжение гусениц, уровень вибрации. Эти данные оперативно выявляют отклонения и планировать превентивное обслуживание.
Российские производители разрабатывают и внедряют новые технологии для увеличения надежности узлов карьерных экскаваторов. Например, компания Stmining – яркий представителей российской индустрии.
Компания разрабатывает и поставляет специализированное оборудование для ремонта и обслуживания горной техники. Для ходовой части Stmining предлагает, разные подъемные механизмы, мобильные маслораздаточные комплексы. А также приспособления для гусеничной техники: выпресовщики пальцев и втулок гусениц, устройства для сборки и разборки возвратной пружины. Это позволяет проводить ремонтные работы профессионально, сокращая время простоя техники.
Российские производители, такие как Stmining, вносят значительный вклад в поддержание работоспособности и продление срока службы карьерных экскаваторов, предоставляя решения для их ремонта и обслуживания.
Заключение
Ходовая часть карьерного экскаватора – это узел, от которого зависит эффективность горнодобывающей деятельности. Регулярная диагностика, своевременное обслуживание и ремонт с использованием современных технологий и материалов являются факторами для продления срока службы экскаваторов. Инвестиции в надежные запасные части и квалифицированный персонал, а также сотрудничество с ведущими производителями, такими как Stmining, позволяют снизить риски простоев, эксплуатационные расходы и обеспечить стабильную работу карьерной техники.