المشكلة الشائعة! لمحة عامة عن خصائص عجلات حفر المسار وتحليل أسباب الضرر

مشكلة شائعةعجلة مسار الحفرسمات وتحليل أسباب الضرر

تحمل عجلة الدعم في الحفرة وزنها الخاص وحملها التشغيلي، وسمات عجلة المسار هي معيار مهم لقياس جودتها.هذه المقالة تحلل الصفات، والضرر، وأسباب عجلة الدعم.

1خصائص عجلة المسار

(1) الهيكل

يتم عرض هيكل عجلة المسار في الشكل 1. يتم تثبيت الغطاء الخارجي 2 والغطاء الداخلي 8 في كلا الطرفين من عمود العجلة الداعمة 7 إلى الجزء السفلي من إطار مسار الحفر.بعد تثبيت الغطاء الخارجي 2 والغطاء الداخلي 8، يمكن أن يمنع الغزل 7 من الحركة المحورية والدوران. هناك شرائح على جانبي جسم العجلة 5،والتي يمكن أن تضغط على سلسلة المسار لمنع المسار من الانفصال عن المسار وضمان أن الحفار يسافر على طول المسار.

هناك زوج من حلقات الختم العائمة 4 وحلقات المطاط العائمة 3 على التوالي داخل الغطاء الخارجي 2 والغطاء الداخلي 8. بعد تثبيت الغطاء الخارجي 2 والغطاء الداخلي 8،يتم الضغط على حلقات المطاط العائمة 3 و 4 ضد بعضها البعض. أسطح الاتصال بين حلقتي الختم العائمتين 4 ناعمة وصلبة ، وتشكل سطحاً للختم. عندما تدور العجلة ، فإن حلقتين الختم العائمتين 4 تدوران فيما يتعلق ببعضها البعض.تشكيل ختم عائميستخدم ختم حلقة O 9 للتغليف بين المغزل 7 والغطاء الخارجي 2 ، الغطاء الداخلي 8.الختم العائم والختم O-الحلقة 9 يمكن أن تمنع تسرب زيت التشحيم داخل العجلة الداعمة ومنع الطين والماء من دخول داخل العجلة الداعمةيتم استخدام فتحة الزيت في الشاشة 1 لإضافة زيت التشحيم إلى الجزء الداخلي من العجلة الداعمة.

(2) حالة القوة

يتم تعريض جسد حفرة Track Roller للقوة الداعمة الصعودية لسلسلة الحفرة ، وتحمل الطرفان من العمود الرئيسي وزن الحفرة ، كما هو موضح في الشكل 2.

يتم نقل جاذبية الحفار إلى العمود الرئيسي 7 من خلال إطار السكة الحديدية ، الغطاء الخارجي 2 ، والغطاء الداخلي 8 ،ومن ثم يتم نقلها إلى غلاف العمود 6 وجسم العجلة 5 من خلال العمود الرئيسي 7، وأخيراً يتم نقلها إلى سكة الحديد السلسلة ولوحة المسار من خلال جسم العجلة 5 (انظر الشكل 1). عندما تعمل الحفارات على أرض غير مستوية، فمن السهل أن تسبب منحنى حذاء المسار،مما يؤدي إلى ميل السلسلةعندما تقوم الحفرة بحركة تدور، ستكون هناك قوة تحريك محوري بين العمود الرئيسي وجسم العجلة.يجب أن تكون بنيتها معقولة، والعمود الرئيسي ، و جسم العجلات ، و غلاف العمود يحتاجون إلى قوة عالية نسبيا ، صلابة ، مقاومة للارتداء ، وأداء الختم.

(3) المتطلبات التقنية

مادة الغزل 50Mn من الفولاذ الهيكلي الكربوني عالي الجودة ، مع محتوى C من 0.48٪ ~ 0.56٪ ، محتوى Si من 0.17٪ ~ 0.37٪ ، محتوى Mn من 0.7٪ ~ 1.0٪ ، محتوى S أقل من 0.035٪ ،محتوى P أقل من 0.035٪، محتوى Cr أقل من 0.25٪، محتوى Ni أقل من 0.30٪، ومحتوى Cu أقل من 0.25٪. من بينها، Mn عنصر مهم في الفولاذ اللاصق،والتي يمكن أن تحسن صناعة الصلب ومرونتهبعد المعالجة الحرارية ، فإن الصلب 50Mn لديه قوة عالية وصلابة ممتازة ، طبقة صلابة عميقة ،بنية اللؤلؤية الدقيقةو خصائص ميكانيكية جيدة

يتطلب معيار تصميم الغزل عمق إطفاء T من 2-7mm وقسوة إطفاء من 50-62HRC ، كما هو موضح في الشكل 3.

الـعجلة مسارمن جسم العجلة يتعرض لتحملات صدمة متكررة على سطح المسار من جسم العجلة، والتي عرضة لتشوهات الضغط،مما يتسبب في امتداد سطح مسار جسم العجلة إلى شكل مخروطلتحسين حالة الإجهادقمنا بتوسيع طول سطح مسار جسم العجلة وصممنا الانتقال بين سطح المسار وخصر العجلة كميل لتعزيز قدرة مسار المسار على الدعمالمنطقة المظلمة في الشكل 4 تمثل سطح المسار الممتد وميل الانتقال.

من أجل تحسين مقاومة ارتداء جسم العجلة الداعمة ، فإن مادة جسم العجلة هي فولاذ هيكلي من سبيكة 40Mn2. محتوى C هو 0.37٪ ~ 0.44٪ ، محتوى Si هو 0.17٪ ~ 0.37٪ ،محتوى Mn هو 1.4٪ إلى 1.8٪ ، محتوى P أقل من 0.030٪ ومحتوى S أقل من 0.030٪.

يتم تشكيل جسم العجلة عن طريق التصنيع ، وبعد التشكيل ، يتم تخضع جسم العجلة الخام لعلاج التخفيف والتأمل لتحقيق صلابة 26 ~ 32HRC ، من أجل الحفاظ على قوة عالية ،البلاستيكية، صلابة، وخصائص ميكانيكية شاملة داخل جسم العجلة. سطح جسم العجلة يتم إطفاء لتحسين صلابة ومقاومة الارتداء لسطح مسار العجلة الداعمة.صلابة الطاقة المكثفة هي 50 ~ 58HRC ، وعمق الطبقة المقاومة هو 6 ~ 12mm ، لذلك فإن صلابة سطح المسار قريبة من صلابة مفصل السكة الحديدية (48 ~ 58HRC).

يجب أن يستوفي حجم وخامة السطح للخروط O-ring الختم متطلبات التصميم ، ويجب أن تكون سطح التزاوج مشقوقة وتنظيفها من الحفر والحواف الحادة.

يجب أن تكون حلقات المطاط العائمة والحلقات المختومة مصنوعة من المطاط النيتريل عالي الجودة.والسلاسة السطحية يجب أن تلبي المعاييرقبل التجميع ، يجب أن يتم فحصها وتأهيلها وفقًا للعناصر المذكورة أعلاه واحدة تلو الأخرى قبل وضعها في التجميع.

إذا لم يتم لف حلقة المطاط العائمة للخاتم حول خندق حلقة الختم العائمة، أو لم تكن متماسكة مع حلقة الختم العائمة،سوف يسبب ضغطا غير متساو من حلقة المطاط المغلقة العائمة على حلقة المغلقة العائمةالضغط غير المتساوي يمكن أن يسبب زيادة ارتداء الشفرة المحلية أثناء دوران حلقة الختم العائمة ، مما يؤدي إلى تسرب النفط من حلقة الختم العائمة. إذا تم قطع حافة الختم حلقة O.نصفها عالق خارج خندق الخاتم، أو يتم التواء عند تثبيت الغطاء الداخلي والخارجي، فإنه سيؤدي إلى انخفاض في أداء الختم أو عمر الخدمة لختم حلقة O. في بعض الأحيان،إذا لم يصل الضغط خلال فحص الصلابة إلى قيمة معينة، لا يمكن الكشف عن أي تسرب ولن يحدث أي تسرب بعد حقن الزيت. ومع ذلك بعد أن تعمل الحفرة لفترة معينة من الزمن،درجة حرارة الاحتكاك لمكونات العجلات الداعمة والضغط داخل التجويف ترتفع إلى قيمة معينة، وسوف يحدث تسرب. إذا استمر استخدام ختم الزيت العائم بعد حدوث تسرب، فإنه سوف تواجه تسرب زيت شديد.

الفجوة بين العمود الرئيسي للعجلة الداعمة وغطاء العمود على جسم العجلة هي 0.2-0.4 ملم ، ويجب ألا يكون هناك عائق أثناء الدوران.أداء الختم جيد وليس هناك تسرب للزيت.

يجب أن تستخدم التشحيم الزيت لإضافة زيت العدادات إلىعجلات السكة الحديد، وإذا لزم الأمر، زيد من لزجة زيت التشحيم بشكل مناسب. قبل إضافة زيت العدادات، يجب أن يتم استنزاف زيت العدادات المنتهي الصلاحية أولاً،ومن ثم يجب إضافة زيت العدادات الجديدة إلى فتحة سدادة الزيت حتى يتدفق الزيتعند إضافة زيت التشحيم ، فك غرسة نهاية العمود ، ووضع الجزء العلوي من رأس فوهة حقن الزيت على كتف ممر الزيت ، وقم بإدخال الزيت في ممر الزيت.عند تثبيت سدادة الزيت، مطلوب مفتاح عزم للسيطرة على عزم تشديد مغلق الزيت ضمن نطاق 157 ~ 255N • m.

2تحليل أسباب الضرر

هذا المقال يأخذ حفرة 20 طن من مصنع معين كمثال لتحليل أسباب تلف عجلات دعمها.لقد فحصنا عجلات الدعم التي تضررت جزئياً من الحفارة ووجدنا أن العيوب الرئيسية كانت تلفاً في العمود الرئيسي و جسم العجلة، وكذلك تسرب الزيت. تم إمساك العمود الرئيسي للعجلة الداعمة المتضررة بشدة، مما تسبب في عجلة الدعم بأكملها غير قادرة على الدوران.

(1) تلف الغزل

استخدمنا مقياس الطيف للكشف عن محتوى عناصر مختلفة في الغزل التالفة من حفر عجلة المسار إذا لم تكن المادة مؤهلة.والذي كان يختلف اختلافا كبيرا عن المحتوى القياسي (0يؤثر هذا بشكل خطير على الأداء الميكانيكي للدوران. يؤدي المعالجة الحرارية غير المؤهلة إلى تلف مقياس في صلابة السطح وعمق التخفيف للدوران.كما هو مبين في الجدول 1تظهر بيانات الاختبار أن صلابة سطح التخفيف وعمق طبقة التخفيف للدوامة لا تلبي متطلبات التصميم ، مما يؤثر بشكل خطير على القوة ، الصلابة ،ومقاومة ارتداء الغزل.

تم العثور على ارتداء خطير من خلال الاختبار، مع انحناء العمود الرئيسي وأجزاء التزاوج من قطر العمود الرئيسي وأكمام العمود مرتدية بشدة، كما هو موضح في الشكل 5. بعد القياس،تجاوزت المسافة بين العمود الرئيسي ومغلف العمود 0.3 ملم (يجب أن يكون هذا الفراغ أقل من 0.2 ملم) ، ويتعين تحديث العمود الرئيسي وغلاف العمود.

(2) تلف العجلات

عند تفتيش الأجهزة المتضررةعجلات السكة الحديدتم العثور على أن سطح مسار جسم العجلة كان مشوهة، شقوق، وسقطت.الشكل 6 يظهر امتداد سطح المسار من العجلة الداعمة إلى شكل مخروط بعد التعرض للصدمة.

يتجلى التآكل الشديد لجسم العجلة بشكل رئيسي في سطح المسار ، والفلانج الموجه ، وحفرة مقعد غطاء العمود. وذلك لأن الحفارات غالباً ما تعمل في حقول رملية وحمضية وحصينية ،وتدخل كمية كبيرة من المواد الخشرية بين سطح سكة حديد العجلة الداعمة وسكة حديد السلسلةهذه الرمال والحصى أيضاً تولد ضغوط ضغط كبيرة على سطح السكة الحديدية، والفلانج، وقطاع سكة حديد السلسلة،مما يؤدي إلى العديد من تشوهات الضغط المجهرية والاحتكاك الجافهذه الاحتكاكات الجافة تشمل كل من الاحتكاك في التدحرج والاحتكاك المنزلق ، مما يؤدي إلى ارتداء شديد لسطح مسار العجلة وانخفاض في صلابة العجلة وقوة.بعد ارتداء شديد للشريط، من السهل أن تتحرك عجلة الدعم.

المعالجة الحرارية غير المؤهلة ، والقياس الفعلي يظهر أن العجلة الداعمة تالفة و سطح جسم العجلة صلب

تظهر نتائج الاختبار للصلابة وعمق الطبقة المكبوتة على سطح العجلة في الجدول 2.تشير البيانات المقاسة إلى أن صلابة القسوة المكبوتة وعمق طبقة الصلابة المكبوتة على سطح العجلة لا تلبي متطلبات التصميم.

تشريح جسم العجلة مع مشاكل المواد كشفت عن الشقوق في الداخل، كما هو مبين في الشكل 7. وهذا يشير إلى أن صياغة عجلة فارغة غير مؤهلة،وعملية التصنيع من العجلة تحتاج إلى تحسين لمنع الحبوب الخام والبنية غير الطبيعية.

(3) تسرب النفط

أبعاد خندق الختم O-ring منالجرافةويتوافق محور D81 D8N D90 للدراجات (عرض القناة وعمق القناة وطول حلقة O ، إلخ) مع نطاق التسامح المصمم ويتوافق مع المتطلبات التقنية.اكتشاف أن قطر السلك والقطر الداخلي للخاتم المطاطي الختم العائم والخاتم O تتجاوز التسامح، وهناك تلف على السطح سبب تلفه هو أن مادة حلقة الختم غير مؤهلةالذي ينعكس في التوسع والتشوه بعد الاتصال بزيت التشحيم، فقدان المرونة ، الشيخوخة المبكرة ، والصلابة (الشاطئ) لا تلبي متطلبات التصميم ، مما يؤدي إلى تسرب النفط بسبب سوء الختم.

هناك سببين لانفاذ الزيت من عجلة الدعم: أولاً ، يتم نقع أدوات التفريغ في الماء لفترة طويلة أثناء تشغيل الحفار ،يسبب تآكل حلقة الختم العائمة وخروط حلقة Oثانياً، إن البناء في المياه الطينية خلال فصل الشتاء يمكن أن يسبب تجميد حلقة الختم العائمة وفشل.