Расчет показателей надежности буровой лебедки ЛБУ – 1200

Гидравлический тормоз разбирают в следующем порядке: снимают кулачковую муфту, крышки, затем из крышек корпуса гидротормоза извлекают стаканы с помощью двух отжимных болтов, которые ввинчиваются в резьбовые отверстия во фланцах стаканов. После этого снимают крышки из корпуса статора гидротормоза и извлекают из корпуса ротор. Затем с помощью винтового съемника снимают с вала внутренние обоймы роликовых подшипников. Далее с помощью гидравлического пресса снимают с вала колесо (тяги ввинчиваются в резьбовые отверстия в ступице колеса). Детали очищаются от ржавчины и поступают на контроль.

После того как детали, подлежащие восстановлению, отремонтированы, а негодные заменены новыми, собирают узлы лебедки.

Сборка узлов производится в последовательности, обратной разборке. Детали, имеющие подвижные посадки (ступицы цепных колес и шинно-пневматических муфт, кулачковые муфты, колеса гидротормоза и др.), насаживают на вал с помощью гидравлического пресса или перед насадкой нагревают газопламенными горелками до температуры 350—400 °С.

Подшипники качения  перед установкой на вал нагревают  в горячем масле до температуры 90—100 °С.

При сборке валов необходимо строго выдерживать заданные на чертежах расстояния между цепными колесами, подшипниками, муфтами и другими деталями. Это обеспечивается фиксацией устанавливаемых деталей специальными буртиками на валах и распорными втулками определенной длины, устанавливаемыми на вал между деталями. Подъемный вал после установки на него барабана и тормозных шкивов проходит статическую балансировку. В случае дисбаланса к торцу барабана приваривают стальные планки определенной массы.

При сборке гидротормоза необходимо обращать особое внимание на взаимное расположение ребер ротора и крышек статора. Неправильная установка ротора на вал или перестановка крышек с одной стороны тормоза на другую приводит гидротормоз в негодность. Севанитовые уплотнения гидротормоза ставят на слой сурика во избежание их проворачивания.

Зазор между лопатками  ротора и крышек статора регулируется толщиной прокладок между корпусом тормоза и крышками. Этот зазор должен быть равным 2—2,5 мм, а зазор между ступицей ротора и текстолитовыми шайбами 1 —1,5 мм.

После ремонта и сборки узлов приступают к их монтажу на раме лебедки. В начале монтируют подъемный вал, а затем трансмиссионный и вал трансмиссии ротора. При установке валов выверяют их параллельность и соосность парноработающих цепных колес. После этого корпуса подшипников валов болтами надежно закрепляются на раме лебедки.

Последним монтируется  гидравлический тормоз. При его установке необходимо проверять центровку подъемного вала лебедки с валом ротора гидравлического тормоза. Валы центрируют центровочными скобами, укрепленными на полумуфтах, путем замера осевых и радиальных зазоров индикатором или щупом в четырех положениях через каждые 90^е.

Зазоры регулируют, подкладывая  прокладки под лапы стоек гидравлического тормоза. Центровка считается удовлетворительной, если разность зазоров во всех четырех положениях не превышает 0,5 мм.

По окончании работ  по установке валов и гидравлического  тормоза приступают к сборке ленточного тормоза, которую ведут в следующем порядке, монтируют на раме лебедки коленчатый вал в сборке с рукояткой и балансир, ввинчивают в балансир болты, а затем устанавливают тормозные ленты, пневматический цилиндр и стопорное устройство тормоза.

После окончания сборки ленточный тормоз регулируют. Для  этого натяжными болтами регулируют натяжение тормозных лент так, чтобы при заторможенном состоянии тормоза рукоятка находилась на высоте 80—90 см от пола. Балансир должен находиться в горизонтальном положении, а зазор между рамой лебедки и шайбами, установленными с нижней стороны в стаканы балансира, должен быть равным 15 мм. Этот зазор необходим для обеспечения возможности затормаживания одной лентой в случае разрыва второй.

Затем надевают цепи на колеса цепных передач и монтируют детали пневматического управления.

После тщательной проверки правильности сборки всех узлов лебедки устанавливают щиты ограждения.

 

4.5 Технология ремонта подъемного вала буровой лебедки

   Технологический процесс капитального ремонта - это комплекс мероприятий по восстановлению работоспособности оборудования, выполняемый в определенной последовательности и включающий:

1) приемку оборудования  в ремонт;

2) моечно-очистные операции;

3) разборка оборудования  на агрегаты, сборочные единицы  и детали;

4) контроль, сортировка  и ремонт деталей; 

5) комплектация деталей;

6) сборка сборочных  единиц, агрегатов и оборудования в целом;

7) обкатка и испытание  после сборки;

8) окраска и сдача  оборудования из ремонта.

Основной причиной выхода деталей из строя является износ. В большинстве случаев изношенные детали могут быть восстановлены  и повторно использованы.

Подъемный вал изготавливают  из стали 30ХНМА ГОСТ 4543-71

Шейки валов буровых  лебедок рекомендуется наращивать металлизацией.

Изношенные шпоночные  пазы обычно наплавляют смятые кромки или шпоночный паз полностью, и фрезеруют новый паз на месте наплавки.

Правка подъемного вала буровой лебедки рекомендуется  править с нагревом. Вал закрепляют вогнутой стороной вниз. Вогнутый участок  обкладывают мокрым асбестом и закрепляют его на валу проволокой. Выпуклый открытый участок нагревают газовой горелкой до температуры 500-550 ⁰С, после нагретый участок накрывают листовым асбестом и дают валу полностью остыть. В результате такой обработки вал выпрямляется. Качество правки проверяют индикатором.  

Отремонтированный подъемный  вал должен быть проверен магнитной дефектоскопией или другим методом на отсутствие внутренних трещин.

Способы ремонта изношенных деталей:

1) механическая обработка; 2) обработка давлением; 3) сварка; 4) наплавка; 5) металлизация; 6) гальваническое наращивание; 7) пайка; 8) перезаливка антифрикционных сплавов; 9) покрытие пластмассами; 10) склеивание.

Детали ремонтируются  путем восстановления формы, и чистоты  изношенных поверхностей за счет изменения  первоначальных размеров. Метод наращивания  является более выгодным. Выбор того или иного метода восстановления определяется техническими возможностями его применения, и экономической целесообразностью.

Стоимость восстановленной  детали должна быть меньше стоимости  новой. Выработка и выход из строя подшипников скольжения или качения, а также, коррозионные оспины, появление рисок и надиров при попадании мелких посторонних частиц во вкладыши подшипников вместе со смазкой приводят к износу шеек валов. Шейки вала, работающего в подшипниках скольжения, обычно вырабатываются неравномерно и в продольном сечении принимают форму конуса, в поперечном - эллипса. Шейки вала, работающего в подшипниках качения, изнашиваются при протачивании внутренней обоймы подшипника на валу вследствие послабления при изготовлении или выработке посадочных мест в процессе эксплуатации буровой лебедки.

В зависимости от износа посадочных мест валов применяют  следующие методы восстановления: хромирование при износе посадочных мест до 0,3 мм; осталивание (железнение) с последующим  шлифованием при износе посадочных мест до 0,8 мм; наплавку при износе посадочных мест более 0,8 мм.

Восстановление и упрочнение валов наплавкой значительно  увеличивают срок их службы, обеспечивают большую экономию запасных частей, сокращение затрат на ремонт оборудования. Известны различные способы наплавки - электродуговая, электрошлаковая, газовая, термитная, трением, электронно-лучевая и др. Валы восстанавливают обычно электродуговой наплавкой, не вызывающей деформации обрабатываемых изделий. Для восстановления изношенных валов можно также использовать наплавку трением. Этот процесс по затратам электроэнергии значительно экономичнее электродугового.

В ремонтном производстве для восстановления валов и роторов  часто применяют электродуговую наплавку под слоем флюса, в среде  диоксида углерода, в струе охлаждающей жидкости, с комбинированной защитой дуги, порошковой лентой и др. Автоматическую электродуговую наплавку под слоем флюса широко применяют для наплавки валов и роторов, изготовленных из нормализованных и закаленных среднеуглеродистых и низколегированных сталей, а также из малоуглеродистых сталей, не подвергающихся термической обработке, имеющих износ от 0,3 до 4,0 мм

при однослойной наплавке и свыше 4 мм - при многослойной. Производительность процесса очень высока. Валы диаметром  до 50 мм этим

способом восстанавливать сложно, так как шлак, не успев затвердеть, стекает с наплавляемого изделия.

Электродуговая наплавка в среде диоксида углерода широко распространена в ремонтном производстве для восстановления валов диаметром  до 40 мм.

Автоматическая наплавка порошковой проволокой, которая позволяет наносить слой металла любого химического состава и получать закалочные структуры различной твердости, получила широкое распространение в последнее время.

Автоматическая наплавка ленточным электродом и порошковой лентой в 2-3 раза производительнее, чем обычной электродной проволокой, и дает возможность за один ход аппарата наносить слой металла шириной до 100 мм, толщиной 2-8 мм. Этим способом нельзя наплавлять валы малого диаметра. Тугоплавкие сплавы наплавляют плазменным способом, который производительнее других способов.

В последние годы разработаны  новые способы наплавки с комбинированной  защитой дуги и сварочной ванны  для устранения отдельных недостатков  того или иного способа восстановления.

При восстановлении посадочных мест вала и ротора ручной электродуговой наплавкой поврежденное место вала и ротора протачивают на станке на величину наиболее глубоких повреждений. Затем наплавляют вал до нужных размеров с учетом последующей проточки и шлифовки. Наиболее ответственная операция - наплавка вала. Кроме ручной применяют автоматическую электродуговую наплавку вибрирующим электродом. Восстановление валов вибродуговой наплавкой показано на рисунке 3.1

При наплавке лентой от проплавления основного металла зависит степень его перемешивания с наплавленным. Благодаря постоянному перемещению дуги глубина проплавления основного металла при наплавке лентой меньше, чем при наплавке проволокой. Наибольшее влияние на глубину проплавления и перемешивания основного металла с наплавленным оказывает скорость наплавки с ее ростом увеличивается глубина проплавления, уменьшаются ширина и толщина наплавляемого валика.

 

Рисунок  4.1  - Восстановление валов автоматической электродуговой наплавкой вибрирующим  электродом:

1. рабочие колеса;
2. вал;
3. головка для наплавки.

 

При малых скоростях  наплавки снижается проплавление основного  металла. Для наплавки холоднокатаной электродной лентой используют сварочные  аппараты АДС-1000-2, А-384, А-874, TC-3.S, сварочные преобразователи постоянного тока ПС-500, ПТС-500, ПС-1000, ПСМ-1000-4 и выпрямители ВС-600, ВС-1000, ВКСМ-1000, ВКСМ-2000. Наплавку осуществляют лентами из стали 08кп и коррозионно-стойких сталей. Широкое применение получили металлокерамические ленты ЛМ-70ХЗНМ, ЛМ-20ХЮПОТ, ЛМ-1Х14НЗ, ЛМ-5Х4ВЗФС, разработанные в Институте электросварки им. Е. О. Патона.

Наплавку металлокерамическими лентами ведут постоянным током  обратной полярности плотность тока на электроде 10-20 А/мм², напряжение дуги 28-32 В, скорость наплавки 0.16-0.55м/с, скорость подачи ленты 15-150м/ч. Сила тока в зависимости от ширины следующая:

 

Таблица 4.1 - Зависимость  силы тока от ширины ленты

Ширина ленты, мм	30	45	60	75	90
Сила тока, А	300-600	450-900	600-1200	750-1500	900-1800

 

Восстановление деталей  контактным элекроипульсным покрытием заключается в приварке металлической ленты под воздействием сварочных импульсов. Чтобы исключить нагрев детали и улучшить условия закалки приварного слоя, в зону сварка подают охлаждающую жидкость.

При приварке ленты толщиной 0,3 - 0,4 мм рекомендуемая емкость батареи конденсаторов 6400 мкФ. Напряжение заряда конденсаторов регулируют в пределах 260 - 425 В. Ленту приваривают при напряжении

325 - 380 В. Чем больше  диаметр восстанавливаемой детали  и толщина привариваемой ленты,  тем выше требуемое напряжение заряда конденсаторов.

Свариваемость ленты  с основным материалом в зависимости  от амплитуды и длительности импульса тока определяют по глубине вмятин сварной точки, числу пор на поверхности  деталей, прошлифованных до номинального размера, и шелушению приварного слоя толщиной 0,15 - 0,02 мм.

 

4.6 Требования, предъявляемые к отремонтированным лебедкам

К отремонтированным лебедкам предъявляют следующие основные требования:

1. Все детали и узлы лебедки должны быть изготовлены или 
   отремонтированы в полном соответствии с действующими чертежами и техническими условиями. Износ деталей, применяемых повторно, не должен превышать предельных размеров, установленных техническими условиями на выбраковку деталей при ремонте.
2. Допустимое отклонение на непараллельность установленных на  раме лебедки  валов  не должно  превышать  2  мм на длине 2000 мм, а допустимое отклонение    расстояния    между    валами должно быть не более 5 мм.
3. Валы в подшипниках должны вращаться плавно, без заеданий, усилием одного рабочего.
4. Парноработающие цепные колеса должны находиться в одной плоскости.
5. У цепных колес и кулачковых муфт рабочие    поверхности 
   кулачков должны быть пригнаны друг к другу с зазором не более 0,25 мм.
6. Тормозные  шкивы должны  иметь клеймо  завода-изготовителя с указанием номера плавки и марки стали. Тормозные шкивы не должны иметь трещин, раковин и других дефектов. Минимальная допустимая толщина шкива 15—20 мм.
7. Пальцы шарнирных соединений тормозной системы должны иметь шайбы и быть надежно зашплинтованными с зазором, обеспечивающим осевой лифт пальцев 2—3 мм.
8. Тормозная система должна работать плавно, без ударов и заеданий. При торможении обе тормозные ленты должны плотно охватывать тормозные шкивы барабана, а при растормаживании пружины должны плавно и равномерно отводить тормозные ленты от рабочей поверхности тормозных шкивов.
9. При горизонтальном положении балансира ленточного тормоза зазор между рамой лебедки и шайбами натяжных    болтов тормозных лент должен быть 15—20 мм.
10. Рукоятка управления тормозным цилиндром должна вращаться без заеданий. Зазор между штоком крана    машиниста и толкателем должен  быть  равен  0,1—0,2  мм.  В  расторможенном состоянии давление в тормозном цилиндре должно равняться нулю, а при повороте рукоятки управления на 180° — 0,4—0,45 МПа.
11. Радиальный зазор между колодками    и    шкивами