Конструктивное совершенствование и восстановление направляющих устройств скольжения

Во ВНИИГМ им. М.М. Федорова разработан направляющий башмак скольжения с повышенным сроком службы (рис. 13.1). Башмак состоит из чугунного корпуса 1, в котором размещен вкладыш в виде гребней 2, расположенных перпендикулярно к продольной оси башмака. Материал гребней имеет высокую твердость (HRC>55) и малый коэффициент трения (f = 0,02), способен работать в условиях высоких удельных нагрузок и больших скоростей. Пространство между гребнями 2 заполнено водостойкой клеевой композицией 3. Отверстия а служат для крепления корпуса к подъемному сосуду. Клеевая композиция готовится на основе высоководостойких клеев холодного отвердения типа «Стык» (на основе полиуретана), «Спрут» (на основе акрилатных или полиэфирных смол) или эпоксидных клеев, в которые добавлены порошкообразные антифрикционные наполнители, играющие роль твердой смазки. В качестве таких наполнителей могут быть использованы графит, дисульфид молибдена, фторопласт с окисью меди.

Башмак работает следующим образом. В момент прохождения башмаком какой-то точки проводника последний будет кратковременно поочередно контактировать то с твердым металлом гребешка, то с клеевой композицией, обладающей смазывающей способностью. При этом, с одной стороны, обеспечивается своеобразная подача смазки в зону контакта пары трения «металл гребешка — металл проводника», что способствует дополнительному снижению коэффициента трения, а с другой — более эффективному отводу тепла из зоны контакта данной пары трения.

Наличие гребней из износостойкого материала с низким коэффициентом трения и полимерной клеевой самосмазывающейся композиции во впадинах между ними обеспечивает при трении башмака о проводник эффект избирательного переноса металла. Этот эффект увеличивает несущую способность пары трения, повышает долговечность направляющего башмака (от 1 недели до 6 мес), повышает долговечность рельсовых проводников.

Башмак предлагаемой конструкции обеспечивает снижение трудоемкости его технического обслуживания.

ВНИИГМ им. М.М. Федорова предложены конструкции направляющих устройств скольжения, в которых использованы результаты исследования процесса контактного взаимодействия и изнашивания.

Направляющее устройство скольжения (рис. 13.2) шахтного подъемного сосуда для двусторонних проводников жесткой армировки представляет собой П-образный металлический цельнолитой корпус 4 с лобовой 2 и двумя боковыми 3 стенками и отверстиями 1 для крепления корпуса к подъемному сосуду. Контактные поверхности лобовой и боковых стенок корпуса имеют поперечные пазы 5, расположенные перпендикулярно к продольной оси корпуса с шагом не менее их ширины. Пазы: с помощью шпателя или другого инструмента заполняют быстросхватывающейся водостойкой антифрикционной самосмазывающейся композицией, основой которой является водостойкий полимерный клей холодного отверждения типа «Спрут», ВАК и т. д. Адгезия этих клеев к металлу составляет 20 МПа. Наполнителем полимерных клеев является твердая смазка, в качестве которой применен дисульфид молибдена. Технология приготовления композиции состоит в следующем: берут 100 частей по массе клея и 20 частей дисульфида молибдена и тщательно их перемешивают. Время полимеризации 1 ч.

После полимеризации композиция представляет собой твердый материал, отличающийся низким коэффициентом трения и способный воспринимать значительные удельные давления и ударные нагрузки.

Глубина поперечных пазов должна быть такой, чтобы был обеспечен эффект самосмазывания пары трения «направляющее устройство — проводник» от начала эксплуатации этого устройства до его замены из-за износа. В частности, для вновь установленных неизношенных металлических проводников величина допустимого износа не должна превышать 5 мм. Время замены направляющего устройства регламентируется величиной допустимого износа его и определяется требованиями § 311 Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах.

На подъемных сосудах высокопроизводительных подъемов, где из-за интенсивного износа требуется частая замена направляющих устройств, применяют разборную конструкцию направляющего устройства открытого типа (13.3), состоящую из корпуса 1? лобового 2 и двух боковых 3 вкладышей. Рабочие поверхности вкладышей, контактирующие с рабочими поверхностями проводников, имеют поперечные пазы 4, расположенные перпендикулярно к продольной оси с шагом не менее их ширины. Эти пазы заполнены самосмазывающейся композицией. Состав и технология приготовления композиции, требование к глубине поперечных пазов изложены выше.

В вертикальных стволах с односторонним расположением проводников жесткой армировки направляющее устройства полузакрытого типа (13.4) выполнено в виде цельнолитого корпуса с поперечными пазами и шагом не менее их ширины. Как и в вышерассмотренных конструкциях, эти пазы заполнены антифрикционной самосмазывающейся композицией. Требование к глубине поперечных пазов изложено выше.

Направляющее устройство скольжения подъемного сосуда для вертикальных стволов с гибкой армировкой (рис. 13.5) состоит из разъемного корпуса, внутри которого расположены дельнолитые разрезные цилиндрические чугунные или бронзовые вкладыши, содержащие поперечные кольцевые пазы с шагом не более их ширины, заполненные антифрикционной самосмазывающейся композицией, описанной выше.

Глубина этих пазов также установлена из условия обеспечения эффекта самосмазывания от начала эксплуатации вкладышей до замены и их требования § 311 Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах. В частности, для новых канатных проводников и равномерного износа обоих половинок вкладышей направляющего устройства глубина каждого паза должна быть не менее 7,5 мм.

Направляющие устройства к подъемному сосуду крепят болтами, расположенными в отверстиях.

При возвратно-поступательных перемещениях подъемного сосуда рабочие поверхности корпуса или сменных вкладышей направляющего устройства контактируют с рабочими поверхностями проводников. При этом каждая точка проводника поочередно контактирует то с металлом корпуса или вкладыша башмака, то с антифрикционным материалом. При малейшем износе металла корпуса или вкладыша башмака в зону контакта немедленно подается порция антифрикционной композиции, наличие в которой дисульфида молибдена создает на трущихся поверхностях смазочную пленку, существенно снижающую скорость их износа. При трении металла о металл происходит интенсивное теплообразование, ускоряющее процесс механического износа. С увеличением продолжительности такого контакта интенсивность теплообразования прогрессирует. Ho в связи с тем, что в предлагаемом решении каждая точка металлического проводника поочередно контактирует с металлом корпуса или вкладыша башмака и с антифрикционной композицией, теплообразование происходит не так интенсивно, как это имеет место при трении двух металлических поверхностей при таких же удельных давлениях. Кроме того, отдельные частицы дисульфида молибдена, рассредоточенные произвольным способом в объеме полимерного клея, создают своего рода радиатор, усиливающий эффект теплоотдачи. В результате снижается скорость износа элементов пары трения «направляющее устройство — проводник».

Tехнологичность конструкции направляющих устройств с антифрикционным самосмазывающимся покрытием позволит существенно снизить трудоемкость их изготовления.