Процесс закалки состоит в нагревании головки до температуры 700—800° и затем в быстром охлаждении в водяной ванне.
Закалочная ванна (рис. 64) имеет две трубки — водопроводную
1 диаметром 19 мм с 2-миллиметровыми отверстиями на расстоя
нии 25 мм одно от другого и воздухопроводную 2 диаметром 12 мм
с 1-миллиметровыми отверстиями также на расстоянии 25 мм друг от друга. Воздухопроводная трубка проходит по дну ванны, а во допроводная — посередине ванны. Вода, протекающая по водопро водной трубке, распределяется по всей ванне и интенсивно переме шивается сжатым воздухом из воздухопроводной трубки. Трубка 3
для стока воды, устанавливаемая посередине ванны, имеет подвиж ное соединение для изменения уровня воды в ванне и выпуска ее через трубу 4.
Рис. 64. Закалочные ванны:
а — для головок буров; б — для хвостовиков
Решетку 5 для ванны изготовляют из старых железных листов толщиной 12—15 мм\ диаметр отверстий 10—20 мм, промежутки между ними 5—7 мм. Ванну делают из железа или железобетона длиной 1,5—2 м, шириной и высотой 0,3—0,4 м.
Продолжительность закалки в среднем 6 мин., глубина погру жения не более 20 мм. Закалка производится до появления на го ловке так называемых «цветов побежалости» (быстрого изменения цветов от голубого до фиолетового).
Хвостовик бура, нагретый до 700— 800°, для закалки погружа ют на 10 сек. на глубину 15—20 мм в ванну с моторным или транс форматорным маслом при температуре 15—20° и после чего закан чивают закалку в воде.
143
Для закалки хвостовиков применяют масляную ванну (рис. 64, б) с водяным охлаждением. Она состоит из двух железных
баков: внешнего /—для воды размером 900X600X500 мм и внут реннего 2—для масла размером 750X450X350 мм.
В масляном баке устанавливается решетка 3, на которую опи раются хвостовики при закалке. Трубка 4 служит для стока излиш
ней воды или замены ее. По трубке 5 вода поступает в ванну из
бака.
Для повышения твердости поверхностного слоя головки бура
при сохранении вязкости ее внутренней части применяют цемента
цию. Процесс цементации состоит в том, что головку бура прокали вают при высокой температуре с веществами, содержащими угле род. Такие вещества называют карбюризаторами. Наиболее активными карбюризаторами являются циан и его соединения — цианистый калий, желтая кровяная соль, цианамид кальция.
Глубина цементации головки от 0,1 до 0,2 мм.
Приемка заправленных или новых буров производится в следу ющем порядке. Проверяют степень закалки головки и хвостовика, а также размеры головок и соответствие их калибру и длине бура.
Головка бура на высоту до 20 мм не должна поддаваться царапа нию напильником. Хорошо заправленные хвостовики поддаются ис тиранию только от очень острого напильника. Режущие част]/ го
ловки бура должны иметь светло-серый цвет.
Профили хвостовиков и их размеры должны строго соответст вовать размерам втулок бурильных молотков и их форме. Разница в длине хвостовика и втулки допустима не более 1 мм.
Форма головки должна быть правильной, а грани хвостовика
строго параллельны друг другу. Искривленные буры подлежат
отбраковке. Радиус закругления буртика хвостовика должен быть не более 3 мм.
Производительность бурозапровочных станков в смену (в шт.): при изготовлении новых буров 118, заправке затупленных буров— 348, заправке старых буров с отрубанием головки 242, изготовле нии хвостовиков 229.
При ручной заправке норма выработки в смену на бригаду из двух человек (в шт.): при изготовлении новых буров с долотчатой головкой 38, крестовой — 28, при заправке затупленных буров с до лотчатой головкой 119, крестовой 80.
Расход буровой стали на одну заправку в зависимости от диа метра:
диаметр головки буров в мм |
32 |
35 |
42 |
55 |
расход стали на одну буро- |
0,025 |
0,038 |
0,05 |
0.06 |
заправку бура ъ кг ... |
||||
Расход стали дан при условии, что 50% всех |
заправок выпол |
|||
няется без отрубания головок |
бура. |
|
|
|
В табл. 26 приведены данные по расходу материалов на заправ ку буров, исходя из условия, что из общего количества заправляе мых буров 60% падает на заправку старых буров, 30% — на изго
товление новых головок и 10% —на изготовление хвостовиков.
144
Таблица 26
|
Расход |
прочих материалов на заправку |
буров |
|
||
|
|
|
Расход материалов на 100 шт. |
|||
|
|
|
заправляемых |
буров с корон |
||
Наименование материалов |
Единица |
кой d=30 - 40 мм |
||||
при ручной |
при механиче |
|||||
измерения |
||||||
|
|
|
заправке до |
ской заправке |
||
|
|
|
лотчатых го |
крестовых |
||
|
|
|
|
ловок |
головок |
|
Кузнечный |
уголь ........ |
кг |
35 |
25 |
||
Обтирочный |
материал ............................ |
м3 |
0,2 |
0,2 |
||
Сжатый воздух |
|
— |
3,75 |
|||
Веретенное |
масло |
|
кг |
— |
100 |
|
Вапор .....•■ ........................ |
». |
—— |
20 |
|||
Нефть ..... |
....................... |
» |
— |
25 |
||
§ 34. Армирование буров твердыми сплавами
При армировании буров для пневматического ударного бурения используются металло-керамические твердые сплавы типа победи
тов. Их состав приведен в табл. 27.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 27 |
|
|
|
Состав твердых сплавов |
|
|||||
|
|
|
Содержание в |
% |
|
|
||
Марка |
Цвет маркиро |
вольфра |
|
|
|
Примечание |
|
|
сплава |
вочный полосы |
углерода |
С кобольт |
|
||||
|
|
ма W |
|
Со |
|
|||
ВК-8 |
Красный |
86,4 |
|
5,2 |
|
8 |
На пластинки твердых спла |
|
ВК-11 |
Оранжевый |
83,6 |
|
5,4 |
|
И |
вов Д1я р.13личия их |
на- |
ВК-15 |
Белый |
79,8 |
|
5,2 |
|
15 |
нссится краской полоса |
со |
ответствующего цвета Удельный нес твердых спла-
вов 14—14,5
Головку бура высаживают на бурозаправочном станке. Отвер
стие для продувания воздуха при однодолотчатой форме помещают сбоку головки бура. Перед армированием внутренний канал бура тщательно очищают от грязи и песка продувкой сжатым воздухом или промывкой водой. Затем конец бура на длину 60—70 леи на гревают в горне до температуры 900—950°, после чего на плоских формовочных матрицах отковывают заготовку долотчатой формы. В калибровочных матрицах заготовке придают необходимый раз мер. Затем производят отжиг бура.
В соответствии с формой пластинки сплава в заготовке выби рают паз на фрезерном или токарном станке с допуском 0,2— 0,5 мм. После фрезерования из паза удаляют оставшиеся уголки и
заусеницы с помощью зубила и напильника. Пластинку сплава перед впайкой в головку бура тщательно шлифуют на карборундо вых кругах. Пайку пластинки производят латунью в муфельных или
10 Зак. 571 |
145 |
нефтяных вертикальных печах, а при отсутствии этих печей — в
обычных нефтяных горнах. Латунную проволоку для пайки вводят в бур до нагрева или после нагрева. При расплавлении проволока заполняет зазоры паза бура. Для пайки в момент нагревания бура до температуры 700° (перед плавлением латуни) в паз вводят буру. После пайки бур медленно охлаждают в гашеной извести.
Головку бура с впаяной пластинкой обдирают и затачивают
на точильных станках: вначале на алундовых, затем на экстракарборундовых.
Для армирования буров твердыми сплавами необходимо иметь станки: горизонтальный фрезерный, точильно-обдирочный с 1 400—
1 750 об/мин, заточный с 3 000 об/мин и нефтяной горн. |
Пластин |
ка из сплава допускает (до полного износа) 7—8 заточек. |
При каж |
дой заточке пластинки расходуется |
(в г): твердого сплава 10, |
алун |
||||||
да 10, экстракарборунда 30. Съемные |
коронки |
из |
легированной |
|||||
стали могут быть заточены не более 6—8 раз. |
|
|
|
|
|
|||
Норма выработки в смену на изготовление армированных буров |
||||||||
дается по отдельным операциям: на подготовку |
головки (на двух |
|||||||
человек) 70 буров, на выделку паза |
(на одного человека 47 шт.) и |
|||||||
на армирование и заточку головки |
твердым сплавом |
(на одного |
||||||
человека) |
11 буров, на заточку затупленных армированных буров |
|||||||
норма выработки в смену (на одного человека) |
125 буров. |
|
|
|||||
|
|
Заточку буров, армирован |
||||||
|
2 |
ных твердыми сплавами, |
а так |
|||||
|
|
же съемных коронок и резцов |
||||||
|
|
производят на заточных стан |
||||||
|
|
ках. |
Одним из |
наиболее |
рас |
|||
|
|
пространенных заточных |
стан |
|||||
|
|
ков |
является |
универсальный |
||||
|
|
станок ЗС-1 с двумя камнями |
||||||
|
|
и полуавтоматическим, |
циклом |
|||||
|
|
(рис. 65). |
1 |
станка |
укреп |
|||
|
|
Станина |
||||||
|
|
ляется на фундаменте четырь |
||||||
|
|
мя болтами. На верхней плос |
||||||
|
|
кости станины |
установлено ко |
|||||
|
|
рыто с приливами для укреп |
||||||
|
|
ления шпиндельной головки 2 и |
||||||
|
|
суппорта 3. |
Шпиндель головки |
|||||
|
|
вращается в двух шарикопод |
||||||
|
|
шипниках, |
между |
которыми |
||||
|
|
укреплен ведомый шкив с дву |
||||||
Рис. 65. |
Заточный станок ЗС-1 |
мя ручьями |
под текстропный |
|||||
ремень. За |
подшипниками на |
|||||||
|
|
обоих конических |
хвостовиках |
|||||
шпинделя |
на шпонках посажена |
планшайба |
для |
укрепления |
||||
шлифовальных камней. Суппорты 3 расположены |
против |
про- |
||||||
фильного 4 и цилиндрического 5 шлифов альных камней. |
|
|
||||||
146
Нижняя часть каждого суппорта укреплена в станине, а верхняя имеет подачу, осуществляемую при помощи маховичка. На левом суппорте против профильного камня установлено приспособление 6 для заточки четырех перьев крестовой головки и для правки кам ня. На правом суппорте против цилиндрического камня 5 в зависи мости от формы затачиваемой головки' устанавливают либо при способление для правки крестовой головки по окружности, либо для заточки лезвия долотчатой головки и правки ее по окружности.
Электрооборудование станка ЗС-1 состоит из двух электродви гателей. Один из них мощностью 2,7 кет с 1 460 об/мин. приводит
во вращение через текстропную передачу шпиндель станка. Вто рой электродвигатель мощностью 0,15 кет с 2 800 об/мин в комп лектном исполнении с насосом предназначен для подачи охлаж дающей эмульсии. Оба электродвигателя сблокированы между собой. Пуск и остановка станка производятся посредством кнопок
магнитного пускателя.
Окружная скорость шлифовального круга при заточке коронок
из легированной стали составляет 15—25 м!сек, а армированных
буров и коронок — 25 м^сек. Вес станка 1,2 т. Емкость эмульсион ного бака 75 л. Диаметр затачиваемых коронок 36—54 мм. Расход
воды на круг диаметром 350 мм 20—40 л^мин, эмульсии — 15 л'1'мин,
§ 35. Долотозаправочные работы
Нагревание долот перед заправкой и закалкой производится в
специальных нагревательных печах, к которым относятся кузнеч ные горны (на твердом, жидком или газовом топливе), муфельные печи, а также электрические печи с ваннами, в которых нагреваю щей средой являются расплавленный свинец или соли.
Нагревательные печи должны удовлетворять следую щим требованиям: рабочее пространство печи должно иметь рав
номерную температуру, которую можно было бы легко регулиро вать и поддерживать на одном уровне; в топочном пространстве и в пламени не должно быть никаких веществ, вредно действую
щих на сталь (сера, фосфор и т. п.), поэтому недопустимо приме
нение каменного угля с содержанием серы, так как при нагреве сталь поглощает серу и становится красноломкой; печи не должны расходовать много топлива или энергии.
Широкое распространение в практике карьеров и рудников при небольшом объеме долотозаправочных работ имеют печи на твердом
топливе, причем в качестве топлива используют древесный уголь или кокс, а также кузнечный уголь. По данным практики, продол жительность нагрева долота в зависимости от его диаметра состав ляет:
|
при диаметре долота |
196 |
мм время |
нагрева |
20 мин. |
||||
|
» |
» |
» |
247 |
» |
» |
» |
23 |
» |
|
» |
» |
» |
300 |
» |
» |
» |
25 |
» |
1 |
0* |
|
|
|
|
|
|
|
147 |
Температура долота в момент окончания нагрева должна быть 950—1050°; температуру нагрева определяют при помощи термо электрических пирометров или других приборов. При небольших объемах заправочных работ можно определять температуру на грева по цвету раскаленной стали.
Для нагревания долот перед закалкой в больших механизиро
ванных мастерских служат ванны с электрическим подогревом,
содержащие расплавленный металл или соли. Одна из таких ванн СП-2-35 показана на рис. 66. Она представляет собой шестигран-
Рис. 86. Соляная ванна для нагрева долот перед закалкой
ную ванну 1, образованную огнеупорной шамотной кладкой 2. Для подвода тока в нее опущены симметрично расположенные три железных электрода 3. Печь имеет металлический кожух 4 и теп лоизоляционную засыпку 5 (например, шлак). Для лучшей тепло
148
изоляции внутренней части печи между кожухом и теплоизоляцион. ной засыпкой имеется воздушное пространство 6.
Электрическая энергия превращается в тепловую и нагревает расплавленную соль, которая в свою очередь нагревает долото, опу щенное в ванну. Печи такого типа почти не имеют потерь тепла и поэтому экономичнее других.. Кроме того, они обеспечивают быст рый и равномерный нагрев долота, исключающий перегрев. В таких печах можно хорошо контролировать температуру.
В соляных ваннах употребляются различные кристаллические
технические соли или смеси солей. Наиболее часто применяются: хлористый калий и натрий, селитра и хлористый барий, температу ра плавления которых находится в пределах от 740 до 950°.
Для предохранения долот от обезуглероживающего действия солей в ванну добавляется отдельными порциями около 3—4% желтой кровяной соли или 3% ферросилиция. Смесь соли и ферро
силиция должна составляться таким образом, чтобы расплавленная
масса в ванне при рабочей температуре получилась наиболее жид кой, но без парообразования.
При установке электродов надо следить за тем, чтобы концы их не доходили до дна ванны на 10—20 мм. Электроды не должны касаться внутреннего каркаса и внешнего корпуса,
Футеровку ванны следует тщательно просушивать. Соляная ван на снабжается специальным трехфазным трансформатором. Корпус трансформатора и кожух печи должны быть надежно заземлены.
Заправка затупленных долот для станков ударно-канатного бу
рения включает посадку головки с одновременной штамповкой и обжим головки до требуемых размеров с. одновременной обделкой ее граней и закалку.
Штамповку и обжим долота производят вручную или на долото заправочных станках. Последнее время получили широкое распро
странение электрические долотозаправочные станки ДС-1. Этот станок (рис. 67) состоит из металлической рамы 1, на который установлены все приводные и рабочие механизмы. Станок приводится в движение о г электродвигателя 2. При помощи ре менной передачи 3 вращается шкив 4, который посредством колен чатого вала с ползунком 5 приводит в качательное движение ко ленчатый рычаг 6 вокруг оси 7; с рычагом 6 шарнирно соединена штанга 8, на конце которой укреплен набойник 9. В результате качательного движения коленчатого рычага штанга с набойником при своем возвратно-поступательном движении, производит высад
ку головки долота 10 и штамповку лезвия. Набойник делает
600 уд/мин.
Обжимку головки долота и точную калибровку ее производят при помощи радиально-эксцентрикового молота 11, который приво дится в движение шкивом 12 с ползунком 13 и коленчатым рыча гом 14. Вертикальный молот также делает около 600 уд/мин. Коленчатые рычаги 6 и 14 снабжены амортизаторами 15 и 16. Штанга 8 подвешена к тягам с помощью резиновых втулок 17 и 18.
149