ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Конвейеры относятся к машинам непрерывного транспорта и делятся по конструктивному признаку на две группы: конвейеры с гибким тяговым органом и конвейеры без гибкого тягового органа. К первой группе относятся: ленточные, пластинчатые, скребковые, люлечные, подвесные, тележечные конвейеры, ковшовые элеваторы и эскалаторы. Вторую группу составляют конвейеры винтовые, качающиеся (в том числе вибрационные), роликовые и с возвратно-поступательным движением.

В 000 "Конвейер-Групп" (г.Брянск) разработан конвейер с подвесной лентой, который фактически является гибридом типового ленточного конвейера и рельсового транспорта. Конвейер состоит из сварного металлического става, привода, приводного и натяжного барабанов. К верхним стойкам става с помощью кронштейнов крепятся направляющие элементы, выполненные в виде замкнутых, вытянутых вдоль конвейера труб. Конвейерная лента с помощью гибких ленточек подвешивается к подвеске, основным элементом которой являются два ролика. Ролики катятся по поверхности трубной направляющей, обеспечивая плавное перемещение ленты с грузом.

Роликовая подвеска является узлом модернизации данного конвейера. Это обусловлено тем, что в подшипниковом узле роликовой подвески до сих пор применялись подшипники качения (вообще, катки кареток в подавляющем большинстве случаев имеют шариковые или - в особых случаях - роликовые подшипники качения и редко подшипники скольжения с применением антифрикционных сплавов). Предлагается в данном узле применить сферический подшипник скольжения с возможностью его углового перемещения относительно оси ролика. Это решение должно компенсировать непрямолинейность дорожки качения роликов, неравномерность насыпания груза на ленту и т.п.

В связи с таким конструктивным решением возникает вопрос о выборе антифрикционного материала. В этом вопросе можно использовать результаты исследований 000 "Конвейер-Групп". В процессе эксплуатации конвейера обнаружено явление разупрочнения контактной поверхности детали «ролик» в открытой паре трения "ролик - направляющая труба" (материал ролика сталь 45, материал трубы сталь 10). Явление разупрочнения проявляется в интенсивном износе контактной поверхности верхнего ролика. Край реборды утончается с 5 мм до 1…2мм с образованием наплыва из деформированного металла.

Это связано с тем, что материалы в зоне контакта работают в особых условиях переменных статических и динамических нагрузок, сухого трения, сочетания качения с проскальзыванием, локальных изменений температуры. Для работы в таких условиях необходимы материалы, обладающие достаточно высокими прочностными свойствами, ударной вязкостью, износостойкостью, обеспечивающие условия самосмазки, но при этом поддерживающие определенный коэффициент сцепления деталей в зоне контакта. Пара трения «сталь - сталь» не удовлетворяет этим условиям.

Антифрикционные графитизированные чугуны (АЧВ-М и АЧС-М) в значительной степени отвечают требованиям, предъявляемым к материалам данного узла трения. Отличительной особенностью этого типа чугунов является сочетание в их структуре прочной перлитной матрицы и включений графитной и медистой фаз.

Сравнительный анализ использования различных материалов проведен на кафедре ТКМ и РМ БГИТА при испытаниях дифференциальной колесной пары. Исследовались следующие пары трения: сталь СтЗ - бандажная сталь (сталь 55); бандажная сталь - бандажная сталь и бандажная сталь - антифрикционный чугун АЧВМ.

Исследования показали, что пара трения «СтЗ - бандажная сталь» в условиях сухого трения склонна к интенсивному схватыванию поверхностей, что приводит к задирам и большому износу, в связи с чем полностью неработоспособна в данных условиях. В парах трения "бандажная сталь - бандажная сталь" и "бандажная сталь - АЧВ-М" более стабильный момент трения, уменьшенный общий износ, на поверхностях трения отсутствуют задиры и следы схватывания. Использование твердой смазки позволяет несколько снизить коэффициент трения и интенсивность изнашивания. Однако, во всех случаях использования пары «бандажная сталь - бандажная сталь» общий износ остается недопустимо большим и такое сочетание не может быть рекомендовано для использования в колесной паре.

Хорошие результаты получены в паре "бандажная сталь - АЧВ-М" даже при использовании образца из неупрочненной стали. Это сочетание материалов обеспечивает небольшую величину износа пары трения при практическом отсутствии износа чугунного контртела. Целесообразно также снижать износ стального образца за счет использования упрочняющих технологий.

Так как пара трения «ролик - труба» работает практически в тех же условиях, что и детали дифференциальной колесной пары, то следует сделать вывод о целесообразности использования тех же принципов сочетания материалов и в разрабатываемой конструкции. Такой вариант особенно эффективен при замене подшипника качения на сферический подшипник скольжения, так как в паре трения «упрочненная (термообработанная) сталь - антифрикционный высокопрочный чугун» обеспечивается наилучшее сочетание триботехнических характеристик.