OPTYMALIZACJA CZERPAKÓW KOPAREK KOŁOWYCH URABIAJĄCYCH UTWORY TRUDNO URABIALNE

Podobne dokumenty
technologia napawania czerpaków pracujących w warunkach narażonych na nadmierne ścieranie

BADANIA NAD MOŻLIWOŚCIĄ ZASTOSOWANIA OBROTOWYCH ZĘBÓW NA NOŻACH CZERPAKÓW KOPAREK KOŁOWYCH. 1. Wstęp

EN 450B. EN 14700: E Z Fe3. zasadowa

OK Tubrodur Typ wypełnienia: specjalny

WYDAJNOŚĆ I CZAS PRACY KOPAREK WIELONACZYNIOWYCH W KOPALNIACH WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE. 1. Wprowadzenie. Zbigniew Kasztelewicz*, Kazimierz Kozioł**

ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCIOWA KOŁA CZERPAKOWEGO KOPARKI W WARUNKACH ZAŁOŻONEJ WYDAJNOŚCI. 1. Wprowadzenie

NOŻE OBROTOWE SEM-NO

ZROBOTYZOWANE SPAWANIE CZERPAKÓW KOPAREK

BADANIA EKSPLOATACYJNE ODPORNOŚCI NA ŚCIERANIE BLACH WYKŁADZINOWYCH STOSOWANYCH W KOLE CZERPAKOWYM KOPARKI TYPU SRs 1200

Produkcja Regeneracja Napawanie

QUADWORX CZTERY KRAWĘDZIE DLA WIĘKSZEJ WYDAJNOŚCI

Produkcja Regeneracja Napawanie

BADANIA LABORATORYJNE I PÓŁPRZEMYSŁOWE RZECZYWISTYCH OBCIĄŻEŃ ELEMENTÓW SKRAWAJĄCYCH ZĘBÓW WKL ORAZ NOWEJ GENERACJI ZĘBÓW ACX-L. 1.

PRZYGOTÓWKI WĘGLIKOWE

GRUPA I: bardzo duży udar (stale manganowe)

MOŻLIWOŚCI ZASPOKOJENIA POPYTU NA WYSOKOWYDAJNE KRAJOWE MASZYNY PODSTAWOWE DLA PRZYSZŁYCH POTRZEB GÓRNICTWA WĘGLA BRUNATNEGO

ODPORNOŚĆ STALIWA NA ZUŻYCIE EROZYJNE CZĘŚĆ II. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ

OK BAND Rodzaj stopu: C-Mn. Typowy skład chemiczny taśmy (%): C Si Mn 0,10 0,25 0,50. Dopuszczenia: -

NUMERYCZNO-DOŚWIADCZALNA ANALIZA DRGAŃ WYSIĘGNICY KOPARKI WIELOCZERPAKOWEJ KOŁOWEJ

Narzędzia do toczenia poprzecznego

1. Wstęp. Jerzy Alenowicz*, Marek Onichimiuk*, Marian Wygoda* Górnictwo i Geoinżynieria Rok 33 Zeszyt

Zespół Szkół Samochodowych

2. Analiza podstawowych parametrów kopalń węgla brunatnego

OK Autrod 308L (OK Autrod 16.10)*

STALE NARZĘDZIOWE DO PRACY NA GORĄCO

SPRAWOZDANIE ĆWICZENIE SP-1. LABORATORIUM SPAJALNICTWA Temat ćwiczenia: Spawanie gazowe (acetylenowo-tlenowe) i cięcie tlenowe. I.

5. ZUŻYCIE NARZĘDZI SKRAWAJĄCYCH. 5.1 Cel ćwiczenia. 5.2 Wprowadzenie

OK Tigrod 308L (OK Tigrod 16.10)*

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Należy skorzystać z tego schematu przy opisywaniu wymiarów rozwiertaka monolitycznego z węglika. Długość całkowita (L)

ZAAWANSOWANE TECHNIKI WYTWARZANIA W MECHATRONICE

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

PORÓWNANIE POSTACI KONSTRUKCYJNYCH KOŁA ZABIERAKOWEGO POJAZDÓW KOPARKI WIELONACZYNIOWEJ. 1. Wprowadzenie obiekt badań

... Definicja procesu spawania gazowego:... Definicja procesu napawania:... C D

SPRAWOZDANIE ĆWICZENIE NR SP

Wydajność w obszarze HSS

L a b o r a t o r i u m ( h a l a 2 0 Z O S )

ANALIZA MOŻLIWOŚCI ZASTOSOWANIA KOPAREK KOMPAKTOWYCH W POLSKICH KOPALNIACH WĘGLA BRUNATNEGO**

Tematy Prac Magisterskich Katedra Inżynierii Stopów i Kompozytów Odlewanych

Ich właściwości zmieniające się w szerokim zakresie w zależności od składu chemicznego (rys) i technologii wytwarzania wyrobu.

Instrukcja do zajęć laboratoryjnych Eksploatacja i obróbka skał Kamień naturalny: Oznaczanie Temat: odporności na ścieranie Norma: PN-EN 14157:2005

UE6110 MC6025 UH6400 US735 HZ/HL/ HM/HX/ HV/HR TOOLS NEWS. Nowy system łamaczy wióra do obróbki ciężkiej

WPŁYW OBRÓBKI CIEPLNEJ NA WYBRANE WŁASNOŚCI STALIWA CHROMOWEGO ODPORNEGO NA ŚCIERANIE

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Shield-Bright 308L (OK TUBROD 14.20)*

ELEMENTY RUROCIĄGU KATALOG OGÓLNY

OK SFA/AWS A5.4: E308L-16 EN 1600: E 19 9 L R 1 1. rutylowa. Otulina:

Inżynieria Materiałowa

Druty proszkowe odporne na ścieranie

TECHNOLOGIA SPAWANIA WELDING TECHNOLOGY. Liczba godzin/tydzień: 2W E, 2L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

DOLFA-POWDER FREZY TRZPIENIOWE ZE STALI PROSZKOWEJ DOLFAMEX

BADANIA I MODERNIZACJA CZERPAKÓW KOPAREK KOŁOWYCH INVESTIGATIONS AND MODERNIZATIONS OF BUCKETS OF SURFACE MINING MACHINES

Do najbardziej rozpowszechnionych metod dynamicznych należą:

Schemat obróbki nożami tokarskimi. Oznaczenia noży tokarskich wg ISO, PN, DIN, F, Gost. ISO 2 NNZc-d Nóż wygięty ISO 243 ISO 514.

Temat: NAROST NA OSTRZU NARZĘDZIA

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków **

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

WPŁYW SPOSOBU ZWAŁOWANIA NA WIELKOŚĆ WYROBISKA KOŃCOWEGO NA PRZYKŁADZIE ODKRYWKI DRZEWCE W KWB KONIN

Inżynieria Bezpieczeństwa I stopień Ogólnoakademicki. Studia stacjonarne. inny. obowiązkowy polski Semestr V. Semestr Zimowy

Karta (sylabus) przedmiotu

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków **

POKRYWANE FREZY ZE STALI PROSZKOWEJ PM60. Idealne rozwiązanie dla problemów z wykruszaniem narzędzi węglikowych w warunkach wibracji i drgań

Odporne na ścieranie proszki do napawania laserowego i PTA

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

... Definicja procesu spawania łukowego ręcznego elektrodą otuloną (MMA):... Definicja - spawalniczy łuk elektryczny:...

MOŻLIWOŚĆ WYKORZYSTANIA OBIEKTÓW GÓRNICZYCH DLA CELÓW REKREACYJNYCH NA PRZYKŁADZIE ZWAŁOWISKA ZEWNĘTRZNEGO POLA SZCZERCÓW

Materiały spawalnicze

Druty proszkowe odporne na ścieranie

ZASTOSOWANIE KOPAREK KOMPAKTOWYCH W KOPALNIACH ODKRYWKOWYCH** 1. Wstęp. Zbigniew Kasztelewicz*, Szymon Sypniowski*, Maciej Zajączkowski*

COROPLATE. Płyty kompozytowe osłonowe odporne na ścieranie Chroni urządzenia, obniża koszty. Ochrona przed ścieraniem w przemyśle hutniczym

TOOLS. Najnowsza generacja w toczeniu. Specjalne właściwości. NeW NeW. Nr. 226 /2011-PL

Wysokowydajne systemy laserowe produkcji ALPHA LASER. Autoryzowany Dystrybutor. LaserTech

Materiały do hartowania: Spawane materiały: OPIS TECHNOLOGII:

Odporne na ścieranie proszki do napawania laserowego i PTA

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA GORĄCO

WIERTŁA RUROWE nowa niższa cena nowa geometria (łamacz wióra)

Karta (sylabus) przedmiotu

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

KATEDRA TECHNIK WYTWARZANIA I AUTOMATYZACJI

STAL NARZĘDZIOWA DO PRACY NA ZIMNO

Rajmund Rytlewski, dr inż.

Płyty trudnościeralne do ochrony przed zużyciem

passion passion for precision for precision Wiertło Supradrill U

Sandflex TOP Fabricator DINSTAL

... Definicja procesu spawania łukowego w osłonie gazu obojętnego elektrodą nietopliwą (TIG):...

Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: Inżynieria powierzchni i metody spawalnicze w inżynierii powierzchni Wydział Inżynierii

UNI UNIWERSALNE EKONOMICZNE NIEZAWODNE. Wiertła pełnowęglikowe HPC FORMAT GT. OBOWIĄZUJE DO r. 4,5.

POWLEKANE AZOTKIEM TYTANU GWINTOWNIKI BEZWIÓROWE

TOOLS NEWS B228P. Seria frezów trzpieniowych CERAMIC END MILL. Ultrawysoka wydajność obróbki stopów żaroodpornych na bazie niklu

Co to jest stal nierdzewna? Fe Cr > 10,5% C < 1,2%

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

1. Klasyfikacja narzędzi. Mechanizmy zużycia i Wymagania stawiane narzędziom

Budowa i zastosowanie narzędzi frezarskich do obróbki CNC.

KOMPETENCJI W PRECYZJI FREZY TRZPIENIOWE I JAKOSC

Spawalnictwo Welding technology

EcoCut ProfileMaster nowa generacja

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

Technologia spawalnictwa Welding technology

Spawalnictwo. Mechanika i Budowa Maszyn I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

ANALIZA PRZYCZYN PĘKNIĘĆ W REJONIE POŁĄCZENIA DYSZLA SKRĘTNEGO Z DŹWIGAREM GĄSIENICOWYM POJAZDU PODAWARKI

Transkrypt:

Górnictwo i Geoinżynieria Rok 33 Zeszyt 2 2009 Roman Szyszka*, Sławomir Płomiński* OPTYMALIZACJA CZERPAKÓW KOPAREK KOŁOWYCH URABIAJĄCYCH UTWORY TRUDNO URABIALNE Podstawowymi maszynami zdejmującymi nadkład w PGE KWB Bełchatów SA są koparki kołowe, wielonaczyniowe SchRs 4000 oraz SchRs 4600. Podstawowe dane techniczne tych koparek zestawiono w tabeli 1. TABELA 1 Podstawowe parametry techniczne koparek nadkładowych Parametr Typ koparki SchRs 4000 SchRs 4600 Wydajność teoretyczna [m 3 /h] 11 000 9 350 Średnica koła czerpakowego [m] 17,3 17,5 Ilość czerpaków [szt.] 16 11 Pojemność czerpaka [m 3 ] 4,0 3,5 Masa czerpaka [kg] 3 845 3 196 Organem urabiającym jest koło czerpakowe, natomiast proces bezpośredniego skrawania wykonują czerpaki uzbrojone w noże i naroża. Olbrzymie ilości zdejmowanego nadkładu (tab. 2) wymagają zastosowania rozwiązań technicznych zapewniających optymalną odporność czerpaków na zużycie ścierne oraz wysoką udarność w zróżnicowanych warunkach geologicznych. * PGE KWB Bełchatów SA, Rogowiec 439

TABELA 2 Ilość zdjętego nadkładu w PGE KWB Bełchatów SA Nazwa odkrywki Rok 2006 Rok 2007 Rok 2008 Pole Bełchatów [mln m 3 ] 93,2 53,0 37,6 Pole Szczerców [mln m 3 ] 51,7 79,2 76,7 Proces zużycia czerpaków uzależniony jest od wielu czynników, z których do najważniejszych zaliczamy: klasę urabialności nadkładu, własności wytrzymałościowe materiału, odporność na ścieranie krawędzi tnących naroży i noży, ich odpowiednią twardość i udarność oraz geometrię ostrza i wartość kąta przyłożenia. Ciągły kontakt czerpaków z urobkiem powoduje ich intensywne zużycie i w konsekwencji wzrost obciążeń dynamicznych oddziałujących na koło czerpakowe i konstrukcję koparki, dlatego powinny być optymalnie zaprojektowane do pracy w określonym rodzaju skały na danym typie koparki. Od lat trwają poszukiwania optymalnego kształtu czerpaków, który umożliwiłby wydłużenie czasu ich pracy i ograniczenie zużycia. W wyniku badań i obserwacji prowadzonych podczas eksploatacji czerpaków biuro projektowo konstrukcyjne PGE KWB Bełchatów SA opracowało projekt czerpaka asymetrycznego R-40M dla koparek SchRs 4000 (rys. 1) oraz czerpak 3500 l (rys. 2) dla koparek SchRs 4600. W celu zabezpieczenia powierzchni skrawających urobek przed intensywnym zużyciem oraz wydłużenia czasu pracy czerpaków zastosowano napawanie prewencyjne naroży odlewanych ze staliwa L18HM drutem rdzeniowym samoosłonowym MF 10-65-G wg DIN 8555 dającym napoiny o twardości 62-65 HRC wg technologii opracowanej przez Dział Głównego Spawalnika. Proces napawania naroży wykonywany jest na zrobotyzowanym stanowisku ROMAT 360 (rys. 3). Rys. 1. Czerpak asymetryczny R-40M 440

Rys. 2. Czerpak 3500 l Rys. 3. Stanowisko zrobotyzowane ROMAT 360 do napawania naroży 441

W wyniku zastosowania ww. rozwiązań technicznych czas pracy czerpaków w Polu Bełchatów uległ wydłużeniu 3 5 krotnie. Po przejeździe koparek na Pole Szczerców i rozpoczęciu zdejmowania nadkładu stwierdzono, że okres eksploatacji czerpaków uległ znacznemu skróceniu, w skrajnych przypadkach nawet do 3-krotnie. Spowodowane to jest występowaniem w Polu Szczerców utworów trudno urabialnych (IV i V klasa urabialności margiel, bardzo twarde iły z dużą ilością otoczaków różnej wielkości). Zjawisko to spowodowało konieczność podjęcia natychmiastowych działań w celu wydłużenia czasu eksploatacji czerpaków, w konsekwencji zmniejszenie postojów koparek oraz kosztów regeneracji. W celu zwiększenia czasu pracy czerpaków metodami spawalniczymi przy niezmienionej geometrii czerpaków do napawania naroży zastosowano materiały spawalnicze o różnej twardości oraz dodatkowo w 2 kompletach czerpaków do koparki SchRs 4600 wykonano rowki w narożach w celu zwiększenia odporności na zużycie ścierne (rys. 4). Po analizie zużycia czerpaków z napoinami wykonanymi różnymi drutami rdzeniowymi oraz charakteru urobku występującego w Polu Szczerców, w kolejnym etapie zastosowano warstwę buforową zwiększającą odporność naroży na obciążenia udarowe (rys. 4). Rys. 4. Rozmieszczenie warstw napoiny na czerpaku Uzyskane efekty w zależności od gatunku drutu oraz rodzaju zdejmowanego nadkładu zestawiono w tabeli 3. Własności zastosowanych drutów rdzeniowych zestawiono w tabeli 4. 442

443

TABELA 4 Własności mechaniczne i zastosowanie drutów rdzeniowych Oznaczenie wg DIN 8555 MF 7-250-KNP Własności mechaniczne twardość po napawaniu: HB = 220 250 twardość po utwardzeniu: HB = 500 Zastosowanie Napoiny odporne są na zużycie ścierne o charakterze dynamicznym. Austenityczne stopiwo ulega wysokiemu utwardzeniu przez zgniot na zimno i równocześnie posiada bardzo dobrą ciągliwość i odporność na tworzenie się rys MF 10-55-GP HRC = 55 58 MF 10-65-G HRC = 62 65 MF 10-70-GZ HRC = 64 68 Napoiny o wysokiej odporności na zużycie ścierne z zawartością węglików Cr i Ni, wysoka odporność na obciążenia udarowe Wysokostopowy drut rdzeniowy z zawartością C, Cr, Nb i B z wprowadzonymi specjalnymi węglikami o wysokim stopniu twardości dającymi dodatkową wysoką skuteczną ochronę przed ścieraniem spowodowanym przepływem materiałów sypkich Stopowy drut rdzeniowy zawierający C, Cr, V i Nb. Drut ten używa się wówczas, gdy powierzchnie poddane są w sposób ekstremalny ścieraniu erozyjnemu. Stopiwo posiada wysoką twardość Równocześnie z pracami mającymi na celu opracowanie optymalnej technologii napawania naroży prowadzono prace nad udoskonaleniem geometrii czerpaków do koparek SchRs 4600. W wyniku monitoringu zużywania się czerpaków (rys. 5) został opracowany i wdrożony do realizacji projekt czerpaka 3500l do utworów trudno urabialnych (rys. 6) Rys. 5. Widok czerpaka 3500l po wykopaniu 4 683 m 3 nadkładu, czas pracy 1 244,5 h 444

Rys. 6. Czerpak 3500l do utworów trudno urabialnych W celu poprawy warunków pracy poprzez likwidację uciążliwego procesu napawania ręcznego i półautomatycznego (wyeliminowanie czynników szkodliwych występujących w procesie napawania półautomatycznego drutami rdzeniowymi: pyłów i gazów, promieniowania cieplnego, podczerwonego i nadfioletowego), jakości i powtarzalności nakładanych napoin oraz zmniejszenia pracochłonności i kosztów regeneracji czerpaków proces napawania w PGE KWB Bełchatów SA prowadzony jest na zrobotyzowanych stanowiskach ROMAT 360 (rys. 3) oraz ROMAT 320 (rys. 7). Na stanowisku ROMAT 360 prowadzony jest proces napawania naroży do czerpaków 3500l, natomiast na stanowisku ROMAT 360 wykonuje się proces cięcia i spawania elementów czerpaka 3500 l oraz proces cięcia, spawania, napawania noża i naroży do czerpaków R-40M. 445

Rys. 7. Stanowisko zrobotyzowane ROMAT 320 Podsumowanie 1) Ze względu na zmienne warunki geologiczne oraz dużą ilość otoczaków występujących w nadkładzie w Polu Szczerców zastosowane do napawania naroży materiały spawalnicze muszą wykazywać się dużą odpornością na ścieranie oraz obciążenia uda- 446

rowe. Zastosowanie materiałów o wysokiej twardości zawierających węgliki Cr, V czy Nb powoduje odpryskiwanie warstw napawanych w kontakcie z występującymi w dużej ilości w skarpach kamieniami. 2) W wyniku przeprowadzonych prób stwierdzono, że optymalną, uniwersalną warstwą odporną na ścieranie oraz odporną na obciążenia udarowe jest napoina wykonana drutem rdzeniowym MF 10-55-GP z zastosowaniem drutu MF 7-250-KNP jako warstwy buforowej. Taka technologia napawania naroży spowodowała średnio wzrost czasu eksploatacji o 1 miesiąc czerpaków 3500l koparek SchRs 4600 oraz R-40M koparek SchRs 4000. 3) Opracowanie nowej konstrukcji czerpaków 3500l do skał trudno urabialnych w połączeniu z technologią napawania naroży drutem MF 10-55-GP jako warstwy wierzchniej oraz drutem MF 7-250-KNP jako warstwy buforowej wydłużyła ich efektywny czas pracy łącznie około 2 3 miesięcy w zależności od warunków geologicznych. 4) Napawanie naroży oraz spawanie elementów czerpaków na zrobotyzowanych stanowiskach przyczyniło się do zmniejszenia pracochłonności regeneracji czerpaków, poprawy jakości napoin i ich powtarzalności oraz zapewniło ochronę człowieka przed wpływem szkodliwych czynników występujących w procesie spawania i napawania. 5) Wydłużenie czasu eksploatacji czerpaków przyniosło wymierne efekty ekonomiczne w postaci zmniejszenia ilości czasu postojów koparek nadkładowych oraz kosztów ich wymiany. LITERATURA [1] Turek B., Siennicki A., Szyszka R.: Zrobotyzowane napawanie naroży czerpaków koparek, III Międzynarodowy Kongres Górnictwa Węgla Brunatnego, Bełchatów 22 24.04.2002, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2002 [2] Idziak E., Szyszka R., Siennicki A., Turek B.: Zrobotyzowane spawanie czerpaków koparek. V Międzynarodowy Kongres Górnictwa Węgla Brunatnego, Bełchatów 11 13.06.2007 r., Wydawnictw AGH Kraków, 2007 [3] Wocka N.: Czerpaki do urabiania utworów bardzo trudnourabialnych koparkami kołowymi. Węgiel Brunatny nr 3/60, 2007 [4] Praca zbiorowa: Poradnik inżyniera. Spawalnictwo, WNT Warszawa, 1983 447