ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской и технологической разработок.

Цель изобретения - увеличение срока службы дражных черпаков.

Поставленная цель достигается тем, что в дражном черпаке, состоящем из стальной основы, армированной вставками из износостойкого материала, вставки выполнены в виде штырей диаметром и длиной, равными соответственно 0,25-0,50 и 1-3 толщины рабочей кромки черпака, при этом штыри размещены равномерно по объему кромки с шагом между основаниями на торце рабочей кромки 1,5-3,0 диаметра вставки.

На рис.1 схематически изображен предлагаемый черпак, общий вид; на рис. 2 - вид А (часть черпака); на рис. З - собранная литейная форма черпака, поперечное сечение.

Черпак состоит из основы 1, выполненной из стали 110Г13Л и вставок 2 цилиндрической формы, отлитых из износостойкого чугуна, с элементом крепления.

Элементы крепления могут представлять собой цельную со вставкой литую конструкцию, либо литейную шпильку (проволочный пруток), установленную в литейную форму при отливке вставок из износостойкого чугуна.

Пример. Дражный черпак, толщина рабочей кромки которого составляет 52 мм.

Предварительно из износостойкого чугуна марки 250Х20РТ отливаются вставки цилиндрической формы диаметром 16 мм и длиной 40 мм с элементами крепления. Готовые вставки 2 с элементами 3 крепления проставляются в литейную форму черпака (рис. З) по рабочей (режущей) кромке толщиной 32 мм с шагом 25 мм. Собранная литейная форма со вставками заливается через литниковую систему 4 сталью 110Г13Л. После затвердевания и очистки отливки черпак подвергается закалке; нагрев до 1100°С, а затем охлаждение в воде. Твердость вставок после закалки составляет 58-60 НРС, основы - 207 НВ.

Износостойкие чугуны обладают высоким сопротивлением к абразивному и гидроабразивному износу и превосходят сталь, в том числе и высокомарганцовистую, в
5-10 раз.

Вставки черпака, изготовленные из износостойкого чугуна и проставленные по рабочей кромке, способны защитить от износа стальную основу, создавая при этом теневой эффект. Принятая цилиндрическая форма вставок определяется оптимальностью периметра круга, а также требованием отбивок к круглой форме и плавки к переходам.

Величина диаметра вставок определена опытным путем и колеблется в пределах 0,25-0,5 толщины рабочей кромки. Увеличение величины диаметра более 0,5 приводит к разрыву осно­вы металла (трещинам). В случае использования вставок диаметром меньше 0,25 происходит расплавление и смешивание их с основой металла, что исключает достижение цели.

Максимально допустим и износ черпаков, составляющий 1-3 толщины рабочей кромки. В связи с этим и длина вставок принимается равной 1-3 толщинам рабочей кромки.

Результаты испытаний показывают, что с увеличением диаметра вставок износостойкость материала черпаков возрастает; Кроме того, вставки диаметром более
16 мм (0,5 толщины стенки армируемого образца) приводят к разрыву сплошности основы, к снижению прочности. Вставки диаметром менее 0,20 толщины образца (6 мм) в большинстве случаев оплавляются и растворяются в основе металла, что не приводит к существенному увеличению износостойкости.

Предлагаемая конструкция черпака позволяет сочетать в себе высокую прочность и ударную вязкость, присущие высокомарганцовистой стали 110Г13Л, с высокой износостойкостью, присущей износостойким чугунам. Дражный черпак, выполненный из двух композиционных материалов, вследствие использования более износостойкого материала (износостойкого чугуна) задерживает износ основы металла и повышает срок службы детали в 2-3 раза. Кроме того, снижаются затраты на их ремонт и восстановление, а также простои уникального оборудования, т.е. драг, которые, как известно, работают в 3-х сменном режиме в период летнего сезона, и частая замена черпаков (в черпаковой цепи драги одновременно работает 80 черпаков) приводит к значительным затратам и снижению объемов выработки горной массы.

Рис. 1

Рис. 3