Зубья ковша экскаватора: «пионерское лезвие» в области земляных работ

1. Структурная композиция: гениальный дизайн для синергетической работы

Зубья ковша экскаватора обычно состоят из адаптера зуба и наконечника зуба, прочно соединенных штифтом, образуя единое целое. Адаптер зуба, подобно прочному фундаменту, надежно крепится к передней части ковша экскаватора, обеспечивая стабильную опору для наконечника зуба. С другой стороны, кончик зуба является «пионером», который напрямую контактирует с материалом и выдерживает огромные удары и трение во время выемки грунта. Эта интегрированная конструкция гениальна. Поскольку износ и поломка зубьев ковша в первую очередь сосредоточены на кончике зуба, замена требует только самого кончика зуба, что значительно сокращает затраты и время на техническое обслуживание, а также повышает эффективность оборудования.

2. Выбор материала: учитывайте прочность и износостойкость

Поскольку зубья ковша работают в крайне тяжелых условиях, часто подвергаясь сильным ударам и сильному трению материала, требования к материалам чрезвычайно строгие. В настоящее время большинство зубьев ковшей изготавливаются из стали с высоким содержанием марганца. Характеристики стали с высоким содержанием марганца дополнительно оптимизируются путем добавления соответствующего количества легирующих элементов, таких как хром (Cr), марганец (Mn) и кремний (Si). Например, добавление хрома увеличивает твердость и износостойкость материала, что повышает способность зубьев ковша противостоять истиранию материала. Марганец повышает прочность материала, делая его менее подверженным разрушению при ударе. Кремний помогает повысить прочность материала и его устойчивость к окислению. Различные сценарии эксплуатации по-разному влияют на свойства материала зубьев ковша. Добыча полезных ископаемых с использованием твердых пород требует чрезвычайно высокой износостойкости и твердости, что обуславливает необходимость использования стали с высоким содержанием марганца и повышенной долей легирующих элементов или специальных легированных сталей. При земляных работах с мягкими материалами, такими как грязь, песок и глина, особое внимание уделяется прочности и определенной степени износостойкости для предотвращения повреждений при частых земляных работах.

III. Классификация категории: конструкции для различных условий работы

Для удовлетворения потребностей различных условий эксплуатации и характеристик материалов зубья ковшей экскаваторов были разработаны в самых разных вариантах.

Скальные зубья: в основном используются для добычи твердых пород, таких как железная руда и руды. Его конструкция отличается острыми, толстыми кончиками зубьев, обеспечивающими исключительную износостойкость и прочность, что позволяет ему эффективно дробить твердую породу и сохранять превосходные эксплуатационные характеристики даже в условиях сильных ударов и трения.

Зубья для земляных работ: подходят для выемки мягких материалов, таких как грязь, песок, гравий и почва. По сравнению с орудиями для скальных работ зубья земляных инструментов имеют более тупые и плоские кончики. Такая конструкция увеличивает площадь контакта с материалом, повышая эффективность выемки грунта, а также уменьшая прилипание материала к кончикам зубьев, что обеспечивает более плавный процесс выемки грунта.

Конические зубья (зубы типа «тигриный коготь»): специально разработаны для добычи угля. Их уникальная коническая конструкция позволяет легко вводить их в угольный пласт, эффективно дробить и захватывать уголь во время выемки. Это помогает улучшить извлечение угольных блоков, сократить угольные отходы и лучше адаптироваться к сложным рабочим условиям подземных угольных шахт.

IV. Процесс производства: тщательная ручная работа ради качества

Литье в песчаные формы: это традиционный и относительно недорогой производственный процесс. Сначала создается песчаная форма, повторяющая форму зуба ковша. Затем расплавленный металл заливают в песчаную форму. После охлаждения и затвердевания металла песчаная форма удаляется, и изготавливается заготовка зуба ковша. Преимуществами литья в песчаные формы являются его относительная простота, низкая стоимость форм и пригодность для мелкосерийного производства. Однако его относительно ограниченный технический опыт приводит к ограничениям в качестве поверхности, точности размеров и однородности внутренней микроструктуры, что приводит к качеству, уступающему другим передовым процессам.

Ковка и литье под давлением: этот процесс более затратный, но позволяет изготавливать зубья ковшей исключительного мастерства и качества. В процессе ковки и литья под давлением металлическую заготовку сначала нагревают до определенной температуры, а затем подвергают сильному давлению для ее пластической деформации в форме, достигая желаемой формы зуба. Кованый зуб ковша имеет более плотную внутреннюю структуру и более мелкое зерно, что значительно повышает его прочность, ударную вязкость и износостойкость. Этот процесс подходит для высокотехнологичных рынков и специализированных применений, требующих чрезвычайно высокой производительности зубьев.

Точное литье: являясь основным производственным процессом на современном рынке, точное литье характеризуется умеренными затратами, строгими требованиями к сырью и высоким уровнем технических знаний. К точному литью в первую очередь относятся такие методы, как литье по выплавляемым моделям и литье по газифицируемым моделям. Если взять в качестве примера литье по выплавляемым моделям, то сначала создается восковая модель, соответствующая форме зуба ковша. Затем на восковую модель наносят несколько слоев огнеупорного материала, формируя оболочковую форму. После того как оболочка высохнет и затвердеет, ее нагревают, чтобы расплавить и вытеснить восковой шаблон, в результате чего получается полая форма для оболочки. Затем расплавленный металл заливается в оболочку-форму. После охлаждения и затвердевания оболочка удаляется, и получается высокоточный зуб ковша. Прецизионные литые зубья ковша обеспечивают гладкую поверхность, высокую размерную точность и превосходное внутреннее качество, что эффективно сокращает последующие этапы обработки. Некоторые зубья ковшей, изготовленные методом точного литья с использованием высококачественного сырья и передовых методов дозирования, по износостойкости и общему качеству даже превосходят зубья, изготовленные методом ковки и литья под давлением.