Обслуживание горной техники: изготовили болт для крепления зуба и режущей кромки ковша

При добыче угля, разработке рудных месторождений и других горнодобывающих работах необходимость замены режущих элементов возникает регулярно. Чтобы обеспечить бесперебойную работу карьерной техники Komatsu, Hitachi, Caterpillar и Volvo, производители рекомендуют использовать комплектующие и быстросъёмные системы, например, KVX. Раньше их легко можно было заказать из Европы или купить у официального дилера, но сегодня привычные каналы поставок не работают, и компании вынуждены искать альтернативы.

К нам обратилось горнодобывающее предприятие с запросом на изготовление болта для крепления режущей кромки ковша в размере М68. По техническим характеристикам мы определили, что изделие применяется для ремонта и обслуживания сложной землеройной техники, и разглядели в заказе интересный кейс импортозамещения. В статье делимся результатами работы и объясняем, почему нельзя было просто заменить болт на стандартный.

Болт для Komatsu или как защитить ковш от износа

Основная причина износа заключается в абразивном воздействии грунта на ковш. Для сравнения твёрдость грунта обычно составляет около 1000 HV, в то время как твёрдость большинства металлов, из которых изготавливают ковши, — 300-400 HV. Теоретически можно использовать более твердые стали при изготовлении ковша, но это приведёт к хрупкости конструкции, повышению вероятности аварии и увеличению стоимости техники.

Для повышения износостойкости европейские производители ковшей разработали оригинальную систему режущих кромок и лезвий для ковшей экскаваторов и погрузчиков, где в качестве крепежа зубьев используется болтовая система фиксации. Болт имеет шестигранную головку и встроенную шайбу конусного типа, которая повторяет конфигурацию посадочного места. С его помощью режущую кромку крепят к ковшу: зуб совмещают с выступами на кромке и вставляют болт.

Это позволило отойти от традиционной системы, когда кромку просто приваривают. Однако в этом случае замена режущих кромок требует значительно большего времени, наличия сварочного оборудования, высококвалифицированного персонала, выполнения работ в условиях исключающих влияние атмосферы на качество сварного соединения.

Преимущества системы болтового крепления зубьев и режущих кромок:

• отсутствуют проблемы, связанные с процессами сварки;
• уменьшается общая толщина кромки, что обеспечивает лучшее проникновение ковша в грунт;
• снижается нагрузка на двигатель и ходовую часть используемой спецтехники;
• повышается эффективность использования топлива;
• увеличиваются безостановочные интервалы работы, что позволяет реже прибегать к услугам техобслуживания

Почему нельзя было просто заменить болт тем, что есть на рынке? У стандартных болтов, которые можно найти на рынке, есть резьбовая часть и шестигранник, но конусная часть отсутствует. В то же время именно она позволяет правильно расположить болт, установить его точно в режущую кромку и обеспечить надёжность соединения. 

Изготовление болта на заказ

На складе клиента ещё оставались оригинальные болты из предыдущих поставок, но он решил заранее озадачиться поиском замены. Для этого выполнил схематичный рисунок изделия с указанием примерных размеров и разослал его производственным компаниям.

Технически задание было составлено некорректно, поэтому большинство производителей даже не обратили на него внимания, но только не мы. 

Работа над заказом началась с обсуждения технических характеристик запрашиваемых болтов. Прежде чем запускать производственный процесс, мы выяснили точные размеры изделия, где именно оно применяется и какие нагрузки должно выдерживать. Дополнительно запросили образцы и провели исследование в независимой лаборатории, чтобы получить больше информации об используемом материале и его классе прочности.

Параллельно клиент заказал подготовку чертежей у стороннего подрядчика. Получив их, мы приступили непосредственно к изготовлению пробной партии. Условно весь производственный процесс можно разделить на семь этапов:

• исследование образцов
• согласование технических характеристик;
• механическая обработка;
• термическая обработка (закалка);
• очистка в дробеструйной камере;
• химическое оксидирование;
• исследование и испытание изготовленных образцов.

Готовое изделие мы передали заказчику. Внутренние испытания подтвердили, что изготовленный болт аналогичен предоставленному образцу. Шестигранная головка и встроенная шайба конусного типа обеспечивают надёжность болтового соединения и позволяют противостоять высоким нагрузкам без потери прочности и износа.