Karjääri kaevanduspargi hooldusjuhid määravad buldooseri lükkamiseks karastatud lõikeservadega GET-osad

Mida ma õppisin karjääribuldooserite GET-spetsifikatsiooni kohta pärast 10 aastat kaevanduskuluosade tarnimist

Kui ma 2015. aastal karjääride kaevandustele maapealse kaevandamise tööriistu (GET) tarnima hakkasin, oli kõige levinum viga, mida ma karjääride hooldusjuhtide seas nägin, GET-lõikeservade määramine ainult hinna põhjal – osteti odavaim variant, mis sobiks nende seadmetega, arvestamata karjäärimaterjali abrasiivsust, töötundide arvu päevas või GET-i tarbimise kogumaksumust seadmete eluea jooksul. Tulemuseks oli kas enneaegne kulumine (kui madala kvaliteediga terast kasutati suure kulumiskindlusega tingimustes) või liigne hind (kui kvaliteetseid volframkarbiidist otsikuid kasutati väikese kulumiskindlusega tingimustes, kus tavaline kuumtöödeldud teras oleks olnud piisav).

Viimase 10 aasta jooksul olen tarninud GET-tooteid karjääridele Kagu-Aasias, Lähis-Idas ja Kesk-Aasias, alates väikestest pereettevõtete lubjakivikarjääridest, mis toodavad 50 000 tonni aastas, kuni suurte graniidikarjäärideni, mis toodavad 2 miljonit tonni aastas. Olen läbi viinud kulumiskiiruse uuringuid, analüüsinud GET-i tarbimise kogumaksumust teisaldatava materjali tonni kohta ja teinud hooldusmeeskondadega koostööd, et optimeerida GET-i vahetusintervalle ja töötavasid. Olen õppinud, et GET-i spetsifikatsioon on andmepõhine inseneriotsus, mitte ostuotsus, ning et õige spetsifikatsioon võib vähendada GET-i kogumaksumust 30–50% võrreldes naiivse spetsifikatsiooniga, mis põhineb madalaima esimese hinna põhimõttel.

GET-tehnoloogia mõistmine: ühest terasest versus keevitatud otsaga süsteemid

Karjääribuldooserite maapinnaga töötamise tööriistad on saadaval kahes peamises süsteemikonfiguratsioonis: ühest terasest (kus adapter ja lõikeserv on ühest valatud või sepistatud komponendist) ja keevitatud otsaga (kus eraldi valatud ots on keevitatud või mehaaniliselt lukustatud terasest adapterile). Nende süsteemide vahel valimisel on oluline mõju tegevuskuludele, hooldustavale ja seadmete riskile.

Ühest terasest GET-süsteemid

Ühest terasest GET-süsteemid on buldooseri lõikeservade traditsiooniline disain ja on paljudes karjäärides standardiks jäänud. Kogu komponent – ​​alates lukustusmehhanismist, mis haakub buldooseri saha varrega, kuni lõikeservani, mis puutub kokku karjäärimaterjaliga – on valmistatud ühest kuumtöödeldud legeerterase tükist. Kui lõikeserv kulub või puruneb, eemaldatakse kogu komponent ja asendatakse uuega.

Ühest terasest süsteemide eelised on lihtsus (puuduvad hooldatavad keevisõmblused, kontrollitavad otsaku kinnitusdetailid ja otsaku kadumise oht töötamise ajal) ja töökindlus (õigesti paigaldatud ühest terasest GET ei purune viisil, mis kahjustaks tera). Puuduseks on hind: kui lõikeserv kulub pärast 200–600 töötundi, tuleb kogu komponent – ​​sealhulgas adapteri osa, mis pole üldse kulunud – välja vahetada. Suure hõõrdumisega karjäärimaterjalide puhul, kus lõikeserv kulub kiiresti, tähendab see 70–80% ulatuses kulumata adapteri väljavahetamist iga 200–400 tunni järel, mis on majanduslikult raiskamine.

Keevitatud otsaga GET-süsteemid

Keevitatud otsaga GET-süsteemid lahendavad ühest terasest süsteemide majandusliku ebaefektiivsuse, eraldades kulumiskomponendi (otsa) konstruktsioonikomponendist (adapterist). Kui ots kulub, vahetatakse välja ainult ots – adapter jääb buldooseri sahale paigaldatuks ja uus ots keevitatakse või lukustatakse mehaaniliselt oma kohale. Suuremahuliste karjääritööde puhul võib see vähendada GET-i tegevuskulusid 30–40%, kuna adapteri maksumus amortiseeritakse otsa mitme vahetuse jooksul.

Keevitatud otsakuga süsteemid toovad aga kaasa riske, mida ühest terasest süsteemide puhul ei esine. Otsa ja adapteri vaheline keevisõmblus on kriitiline konstruktsiooniline ühendus, mis on avatud karjäärimaterjali kulumisest ja hõõrdumisest tulenevatele suurtele tsüklilistele pingetele. Kui keevisõmblus ei ole tehtud kaevandusspetsifikatsioonide kohaselt (tavaliselt AWS D14.1 või samaväärne) või kui keevisõmblust ei kontrollita regulaarselt pragude ja väsimuse suhtes, võib otsaku keevisõmbluse purunemine töötamise ajal põhjustada otsaku purunemise ja muutumise karjääris suure kiirusega lendavaks mürsuks või kahjustada buldooseri laba, mille remont maksab 5–10 korda rohkem kui GET-osa maksumus. Minu kogemuse kohaselt on keevisõmbluse purunemise risk peamine põhjus, miks mõned karjäärioperaatorid eelistavad ühest terasest süsteeme – nad aktsepteerivad kõrgemat vahetuskulu keevisõmbluse purunemise riski kõrvaldamise eest.

Kolmas võimalus, mis väldib nii monoterasest toodete kulutõhusust kui ka keevitatud otsaku keevitusriski, on mehaanilise lukustusega otsakusüsteem, kus otsa hoiab adapteris mehaaniline kinnitussüsteem (lukustustihvt, SetRing või kiilusüsteem), mitte keevitus. Mehaanilise lukustusega otsikuid saab vahetada 5–10 minutiga (võrreldes keevitatud otsaku 30–60 minutiga) ja need välistavad keevitusvea riski täielikult, kuid nõuavad lukustusmehhanismi regulaarset kontrolli ja hooldust, et tagada otsikute kadumaminek töötamise ajal. Soovitan üha enam mehaanilisi lukustussüsteeme karjääritöödeks, kus hoolduse kvaliteet on muutuv ja kus otsaku kadumise tagajärjed on tõsised.

Materjali klassi valik karjäärimaterjali abrasiivsuse põhjal

Karjäärimaterjali abrasiivsus on GET-materjali klassi valiku peamine tegur ning materjali klassi sobitamine abrasiivsusega on GET-spetsifikatsiooni kõige olulisem otsus. Karjäärimaterjalide abrasiivsust mõõdetakse standardiseeritud laborikatsetega: Los Angelese (LA75) kulumiskatse mõõdab standardiseeritud teraseproovi massikadu pärast 500 pööret karjäärimaterjaliga; Cerchari abrasiivsusindeks (CAI) mõõdab karjäärimaterjali kriimustuskõvadust terasest pliiatsil. Mõlemad testid annavad kasulikke andmeid ja ma kasutan tavaliselt LA75-t peamise spetsifikatsiooniparameetrina, kuna see korreleerub minu välikogemuse põhjal paremini GET-i kulumiskindlusega.

Madala abrasiivsusega materjalid (lubjakivi, marmor, kips)

Lubjakivi-, marmori- ja kipsikarjääride LA75 väärtused on vahemikus 20–30 (mis tähendab, et materjal põhjustab LA75 testis 20–30% massikadu) ja Cerchari indeksid on 0,5–1,5. Need materjalid on suhteliselt pehmed ja põhjustavad GET lõikeservadele mõõdukat abrasiivset kulumist. Nende rakenduste jaoks määran ma kuumtöödeldud madallegeeritud terasest lõikeservi Brinelli kõvadusega 400–500 HB, mis tagab piisava kulumiskindluse (300–600 töötundi otsakomplekti kohta 320 hj buldooserite puhul) madalaima sobiva hinnaga. Volframkarbiidist või kroomkarbiidist otsad ei ole madala abrasiivsusega materjalide puhul üldiselt kulutõhusad, kuna järkjärguline kulumiskindluse paranemine ei õigusta 3–5 korda kõrgemat detaili hinda.

Keskmise abrasiivsusega materjalid (liivakivi, kruus, rauamaak)

Liivakivi, mõnede kruusakihtide ja madalama kvaliteediga rauamaagi leiukohtade LA75 väärtused on vahemikus 40–60 ja Cerchari indeksid 2,0–3,5. Need materjalid põhjustavad märkimisväärset abrasiivset kulumist, mis lagundab kiiresti standardset kuumtöödeldud terast. Nende rakenduste jaoks valin kroomilisandiga (tavaliselt 2–4% kroomi) kuumtöödeldud keskmise legeerterase, et suurendada kõvadust ja kulumiskindlust, Brinelli kõvadusega 500–600 HB. Kroomilisand suurendab kulusid võrreldes tavalise kuumtöödeldud terasega ligikaudu 15–25%, kuid pikendab kulumisiga 50–100%, muutes selle keskmise abrasiivsusega rakenduste puhul kulutõhusaks. Teise võimalusena valin lõikeserva pinnale kroomkarbiidist pealisplaadi, mis on keskmise abrasiivsusega materjalide puhul kõige kulutõhusam lahendus – pealiskiht annab pinnakõvaduse 600–700 HB, samal ajal kui aluspind jääb tugevaks legeerteraseks.

Suure abrasiivsusega materjalid (graniit, basalt, kvartsiit)

Graniidil, basaldil, kvartsiidil ja mõnedel kõvadel rauamaagi formatsioonidel on LA75 väärtused vahemikus 70–100 ja Cerchari indeksid 4,0–6,0. Need materjalid on ühed kõige abrasiivsemad looduslikud materjalid, mida karjäärides leidub, ja tavaline kuumtöödeldud teras (GET) võib nendes tingimustes kuluda juba 50–100 töötunni jooksul. Suure abrasiivsusega rakenduste jaoks määran volframkarbiidist komposiitotsad (mahukõvadusega 1500–1800 HB) või patenteeritud kulumiskindlad sulamplaadid ülikõrge kõvadusega (pinnakate 650–700 HB). Nende esmaklassiliste materjalide hind on 3–10 korda kõrgem kui tavalisel kuumtöödeldud terasel, kuid pikem kulumisiga (1000–4000 töötundi, olenevalt konkreetsest materjali klassist ja karjäärimaterjali abrasiivsusest) muudab need kõige kulutõhusamaks valikuks, kui arvestada seisakuaja, tööjõu ja tootlikkuse languse täielikku maksumust.

GET Weari tegelik hind karjääritöödel

Karjääritöödel on GET-i kulumise maksumus palju suurem, kui enamik karjäärijuhte arvab, sest otsesed varuosade kulud moodustavad vaid murdosa kogumaksumusest. Minu kogemuse põhjal, analüüsides karjääritöödel saadud GET-i kulude andmeid mitmes riigis, jaguneb GET-i kulumise kogumaksumus ligikaudu järgmiselt: 20–30% on GET-i osade (otsad, adapterid, lõiketerad) otsene maksumus; 30–40% on GET-i vahetamise ja labade hoolduse seisakuaja tööjõukulud; ja 40–50% on tootlikkuse languse ja buldooseri laba konstruktsiooni sekundaarsete kahjustuste maksumus, mis on põhjustatud kulunud GET-i töötamisest pärast soovitatavat vahetuspunkti.

Kulunud GET-i tootlikkuse mõju

Kui GET lõiketerad kuluvad üle soovitatava vahetuspunkti, väheneb buldooseri tõuketõhusus märkimisväärselt. Nõuetekohaselt hooldatud GET-iga buldooser suudab tunnis lükata 15–25% rohkem materjali kui sama masin kulunud GET-iga samades tingimustes. See tootlikkuse langus ei ole alati ilmne, kuna see kuhjub järk-järgult GET-i kuludes, kuid terve tootmispäeva jooksul võib korralikult hooldatud ja kulunud GET-i vahe tähendada 10–20% vähenemist päevas teisaldatava materjali mahus – mis karjääri väravahinna 10–30 USA dollarit tonni kohta korral tähendab keskmise suurusega karjääriettevõtte jaoks 1000–5000 USA dollarit päevas saamata jäänud tulu.

Kulunud GET-i põhjustatud sekundaarsed kahjustused on ehk kõige alahinnatum kulukomponent. Kui lõikeserv kulub punktini, kus see ei paku enam teravat lõikepinda, hakkab buldooseri tera materjalil ülespoole liikuma, selle asemel et seda puhtalt läbi lõigata. See põhjustab tera kokkupuute maapinnaga ja tiibplaatide kriimustamist lõikamata materjali vastu, mis kiirendab tera põhjaplaatide, tiibplaatide ja tõukevarda ühenduste kulumist. Olen näinud buldooseri tera konstruktsiooniremonti, mis maksis 8000–25 000 USA dollarit – viis kuni kümme korda rohkem kui GET-i aastane maksumus – ja mille põhjustas kulunud GET-iga töötamine pärast soovitatavat vahetuspunkti.

GET-i muutuste intervalli planeerimine karjäärilaevastiku toimingute jaoks

Karjääribuldooserite GET-vahetusintervall peaks põhinema mõõdetud kulumisel, mitte fikseeritud ajakaval, kuna karjäärimaterjali abrasiivsus varieerub karjääripiirkondade, tööpinkide ja aastaaegade lõikes. Enamik karjääritoiminguid vajab aga hooldusplaani koostamiseks lähtepunkti ning ma pakun järgmisi juhiseid, mis põhinevad karjäärimaterjali tüübil ja buldooserite suurusklassil, soovitusega, et operaatorid kohandaksid intervalle tegelike välimõõtmiste põhjal.

Kontrolliprotokoll

Soovitan visuaalset GET-kontrolli teha iga vahetuse vahetuse ajal – tavaliselt iga 8 või 12 töötunni järel –, mis võtab koolitatud operaatoril või hooldustehnikul aega umbes 5 minutit. Kontrolli käigus tuleks kontrollida: otsaku nina kulumist (mõõtke otsaku ninast adapteri õlani järelejäänud pikkus – vahetage välja, kui see on adapteri õlast 10 mm raadiuses); nähtavaid pragusid (otsige pragusid, mis kulgevad otsaku ninast adapteri liidese suunas – iga üle 5 mm pikkune pragu nõuab otsaku kohest vahetamist); otsaku kinnitumist (mehaanilise lukustusega ja keevitatud otsakuga süsteemide puhul veenduge, et otsad on kindlalt paigas ja kinnitusmehhanism on terve); ja adapteri seisukorda (kontrollige painutatud või kulunud adapteri lukustuspindu, mis võivad takistada otsaku korralikku istumist).

Planeeritud muudatuste intervallid

Esialgse hooldusplaani jaoks soovitan järgmisi otsakute vahetusintervalle, mida on kohandatud tegelike ülevaatusandmete põhjal: 320HP klassi buldooserite puhul (tüüpilised keskmise suurusega lubjakivikarjääride jaoks) lubjakivis (LA75 20-30): vahetage otsad 300-500 töötunni järel; liivakivis (LA75 40-60): vahetage otsad 200-400 töötunni järel; graniidis/basaldis (LA75 70-100): vahetage otsad 100-200 töötunni järel volframkarbiidist otsade vastu. 520HP klassi buldooserite puhul (tüüpilised suuremahuliste karjääride jaoks): skaleerige ülaltoodud intervalle umbes 0,8 korda, kuna suurematel seadmetel on suuremate otsakute tõttu suurem otsakute maksumus töötunni kohta.

Kaevandusseadmete kuluvate osade standardite kohta vaadakeISO 10414kivimi puurimisseadmete standardid jaSAE Internationalmullatöömasinate kuluosade spetsifikatsiooni juhised.

Korduma kippuvad küsimused

Mis vahe on karjääribuldooserite ühest terasest ja keevitatud otsaga GET-süsteemidel?

Ühest terasest GET-süsteemid kasutavad ühes tükis valatud või sepistatud komponente, kus adapter ja lõikeserv on ühes tükis – kui lõikeserv kulub, vahetatakse välja kogu komponent, sealhulgas kulumata adapter. Keevitatud otsaga süsteemid kasutavad eraldi valatud otsa, mis on keevitatud või mehaaniliselt lukustatud terasest adapteri külge – kulumisel vahetatakse välja ainult kulunud ots, mis vähendab tegevuskulusid 30–40%. Ühest terasest süsteemid pakuvad lihtsust ja otsakao nullriski; keevitatud otsaga süsteemid vähendavad kulusid, kuid suurendavad keevisõmbluse rikke riski. Mehaaniliselt lukustuvad otsaku süsteemid pakuvad kolmandat võimalust – otsaku vahetamine ilma keevitamiseta ja keevisõmbluse rikke riskita.

Kuidas mõjutab materjali klass GET lõikeservade kulumisaega karjäärides?

Materjali klass on GET lõikeserva kulumisaja peamine määraja. Standardne süsinikteras (300–400 HB) kulub abrasiivses karjäärilubjakivis 100–200 tunniga. Kuumtöödeldud madallegeeritud teras (450–550 HB) pikendab kulumisaega 300–500 tunnini. Kroomkarbiidist pealiskiht (600–700 HB) pikendab kulumisaega 600–1000 tunnini. Volframkarbiidist komposiitotsad (1500–1800 HB) võivad rasketes abrasiivsetes tingimustes pikendada kulumisaega 2000–4000 tunnini. Õige klass peab vastama karjäärimaterjali LA75 või Cerchari abrasiivsusindeksile – esmaklassilise materjali kasutamine vähese kulumisega materjalis raiskab raha, samas kui standardse terase kasutamine suure kulumisega materjalis põhjustab liigset kulumist ja sekundaarseid kahjustusi.

Milline on GET-i kulumise tegelik hind kaevandustöödel?

Tõukevarda kulumise kogukulu hõlmab järgmist: (1) Tõukevarda otsesed osakulud — 20–30% kogukulust; (2) Asendustööjõukulud — 30–40% kogukulust (2–4 tundi seisakut vahetusjuhtumi kohta); (3) Kulunud Tõukevarda tõttu tekkiv tootlikkuse langus, mis vähendab tõukejõu efektiivsust 15–25% võrra — 20–30% kogukulust; (4) Laba tiibplaatide, tõukehoobade ja alumiste kulumisplaatide sekundaarsed kahjustused — 20–30% kogukulust. Rasketes karjääritingimustes võib kogukulu ulatuda 3–8 USA dollarini töötunni kohta. Kulunud Tõukevardaga soovitatavast vahetuspunktist kauem töötamise põhjustatud labade konstruktsiooniremondi kulud võivad ulatuda 8000–25 000 USA dollarini juhtumi kohta – 5–10 korda suurem kui Tõukevarda aastane maksumus.

Kuidas mõjutab tavaliste karjäärimaterjalide abrasiivsus GET-i valikut?

Karjäärimaterjali abrasiivsus on väga erinev: pehme lubjakivi (LA75 20-30, Cerchar 0,5-1,0) puhul kasutatakse 450-500 HB kuumtöödeldud terast, mille kulumisiga on 300-600 tundi. Keskmise abrasiivsusega liivakivi ja kruusa (LA75 40-60, Cerchar 2,0-3,0) puhul on vaja 550-650 HB kroomkarbiidist pealiskihti, mille kulumisiga on 300-500 tundi. Suure abrasiivsusega graniit ja basalt (LA75 70-100, Cerchar 4,0-6,0) puhul on vaja volframkarbiidist otsikuid või ülikõvasid sulameid (650-700 HB) 400-2000 tunni pikkuse kulumisajaga, olenevalt klassist. Enne GET-materjali klassi määramist testige või hankige alati oma konkreetse karjäärimaterjali LA75/Cerchari andmed.

Millist GET-i vahetusintervalli peaksid karjääripargi haldajad buldooserite puhul kasutama?

Vahetusintervallide aluseks on mõõdetud kulumine, mitte kalendriaeg. 320HP klassi buldooserite puhul lubjakivis: 300–500 töötundi otsakomplekti kohta. Liivakivis: 200–400 töötundi. Graniidis/basaltis: 100–200 töötundi volframkarbiidist otsakutega. 520HP klassi buldooserite puhul lühendage intervalle umbes 20%. Kontrollige iga vahetuse vahetuse ajal (iga 8–12 tunni järel) ja vahetage välja, kui otsa nina on kulunud adapteri õlast kuni 10 mm kaugusele, kui nina ja adapteri vaheline nähtav pragu on üle 5 mm või kui kaalukaotus ületab 15% algsest. Nendest läviväärtustest ületav töötamine suurendab oluliselt teisese kahjustuse riski.