Kilka spostrzeżeń na temat zębów wiaderkowych

Dzięki wysokiej wytrzymałości materiału kompozytowego z wysokomanganowej stali stopowej, możliwe jest nałożenie na powierzchnię stopu odpornego na zużycie o dużej twardości, co znacznie poprawia wytrzymałość powierzchni zęba łyżki, a tym samym zapewnia uzyskanie bardziej idealnego zęba łyżki. Ze względu na wysoką odporność na suszę, do napawania należy stosować stopy o wysokiej twardości i odporności na zużycie.
Według odpowiednich badań, stop o wysokiej zawartości żelaza charakteryzuje się większą odpornością na zużycie niż stal wysokomanganowa, a stop o wysokiej zawartości żelaza lub żeliwo martenzytyczne jest stosowane do produkcji nowych zębów czerpaków i naprawy starych. Podczas naprawy, płomień acetylenowy może zostać przecięty przez końcówkę starego zęba czerpaka, pozostawiając pewien rowek, a następnie za pomocą austenitycznego drutu spawalniczego z manganem, można uzyskać odpowiednią obróbkę pierwotnego kształtu, a na koniec nałożyć warstwę napawania, aby poprawić odporność na zużycie dużych koparek w kopalniach.

Po pierwsze, mechanizm tnący
Gdy ząb czerpaka reaguje ze skałą (rudą) pod dużym obciążeniem udarowym, z jednej strony styka się z powierzchnią skały (rudy) i generuje dużą siłę uderzenia. Jeśli granica plastyczności materiału zęba czerpaka jest niska, końcówka zęba czerpaka ulega pewnemu odkształceniu plastycznemu, co ułatwia utworzenie bruzdy plastycznej. Z drugiej strony, gdy ząb czerpaka jest wbijany w skałę (rudę), a twardość zęba czerpaka jest niższa niż twardość skały (rudy), cząstki skały (rudy) są wciskane w powierzchnię zęba czerpaka, co powoduje powstawanie długich wiórów o kształcie łuku lub spirali, tworzących rowek skrawający, któremu mogą towarzyszyć mikrowióry. W wyniku ścinania i dużej liczby odkształceń wiór wytwarza dużą ilość ciepła utajonego odkształcenia, pojawiają się zamknięte i starannie ułożone stopnie poślizgu, tworzą się zmarszczki, a ponadto tarcie o skałę (rudę) wytwarza ciepło tarcia. Ciepło utajone odkształcenia i ciepło tarcia w połączeniu powodują gwałtowny wzrost temperatury wióra, dynamiczną rekrystalizację, odpuszczanie, zmiękczenie, dynamiczną zmianę fazy itp., co zmienia wewnętrzną strukturę wióra. W niektórych przypadkach występuje również zjawisko lokalnego topnienia.
Po drugie, mechanizm złuszczania zmęczeniowego
Ząb czerpaka jest wbijany w skałę (rudę) w celu wykonania ruchu posuwisto-zwrotnego, a plastikowy rowek pługa utworzony na powierzchni jest wielokrotnie kruszony przez cząstki skały podczas wypiętrzania, co może utworzyć metalowy stół wieloprzepływowy. Pęknięcia i kruche pęknięcia powstaną, gdy naprężenie materiału zęba czerpaka przekroczy granicę wytrzymałości. Pierwszy pęka prostopadle do kierunku zużycia, a drugi pęka lub jest rozrywany w kierunku zużycia, z gładkimi rowkowanymi paskami na przedniej stronie, bardziej płaskimi z tyłu i nakładającymi się paskami utworzonymi przez kruszenie deformacji na bokach. Jeśli skała jest kanciasta, ścina warstwę deformacji i tworzy odłamki, które są płaskie i łuszczące się z ostrymi krawędziami. Istnieje również sytuacja, gdy ząb łyżki i skała wielokrotnie oddziałują na siebie, odkształcając plastycznie ząb łyżki i powodując silne umocnienie zgniotowe, przez co powierzchnia zęba łyżki jest krucha. Pod wpływem silnego uderzenia skały powierzchnia zęba tworzy kruche wióry, a na jej powierzchni pojawiają się promieniowe pęknięcia o różnej głębokości. Ta cecha kruchego pękania jest również ściśle związana z mechanizmem złuszczania zmęczeniowego. Mechanizm zużycia jest związany z materiałem i warunkami pracy, głównie z przecinaniem, łuszczeniem zmęczeniowym i innymi mechanizmami. Ogólnie rzecz biorąc, mechanizm skrawania dominuje w procesie zużycia zębów łyżki, osiągając ponad 70; wraz ze wzrostem twardości zębów łyżki mechanizm łuszczenia zmęczeniowego stopniowo wzrasta, stanowiąc 20–30; gdy twardość materiału osiąga górną granicę, wzrasta kruchość i może wystąpić kruche odpryskiwanie. W warunkach pracy zdominowanych przez mechanizm skrawania, zwiększenie twardości materiału zęba łyżki sprzyja poprawie jego odporności na zużycie. W przypadku mechanizmu łuszczenia zmęczeniowego materiał musi mieć dobre dopasowanie twarde i wytrzymałe.Wysoka twardość, wysoka wytrzymałość na pękanie, niska szybkość wzrostu pęknięć i wysoka odporność na zmęczenie udarowe przyczyniają się do poprawy odporności materiałów na zużycie.


Czas publikacji: 27-06-2023