DOI: 10.52150/2522-9117-2022-36-441-454

Парусов Едуард Володимирович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-4560-2043. E-mail: tometal@ukr.net

Губенко Світлана Іванівна, д.т.н., проф., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. Придніпровська державна академія будівництва та архітектури, вул. Архітектора Олега Петрова, 24а, Дніпро, Україна, 49005. ORCID: 0000-0001-6626-3979. E-mail: sigubenko@gmail.com

Парусов Олег Володимирович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-9879-6179

ОСОБЛИВОСТІ ЗНОСУ ПАР ТЕРТЯ КАНАТ-БЛОК І КАНАТ-БАРАБАН ЗА УМОВ РОБОТИ ПІДЙОМНО-ТЯГОВИХ ПРИСТРОЇВ

Анотація. Досліджено особливості зносу пар тертя канат-блок та канат-барабан підйомно-тягових пристроїв, що працюють в умовах гарячого цеху металургійного заводу та гірничо-збагачувального комбінату. Показано, що причинами зносу елементів пар тертя канат-блок і канат-барабан є взаємодія в зонах їхнього контакту, що відбувається в поверхневих шарах під дією високих контактних напружень, тертя, циклічних навантажень, абразивних частинок, активних атмосферних та промислових середовищ. Встановлено, що ці дії призводять до незворотніх процесів накопичення напружень та пластичних зсувів, які мають періодичний і неоднорідний характер. Проаналізовані структурні зміни поблизу робочих поверхонь стального кранового блоку та чавунного барабану в процесі експлуатації, показані особливості механізмів утворення та відшарування частинок зносу при їх взаємодії з канатом. Показано, що міцність підйомного або тягового каната визначається ступенем зношування дротів, насамперед тих, що контактують з блоком та барабаном. Проаналізовані структурні зміни в поверхневих шарах дротів та механізми утворення частинок зносу, що підтверджують неоднорідний характер зношування дротів у пасмах канату. На зношеній поверхні дротів спостерігали також ділянки абразивного зносу, де під дією твердих сторонніх частинок забруднень з гострими кутами, що потрапляють між дротами, проходив підріз поверхні дротів. Показано, що присутність неметалевих включень призводить до утворення частинок зносу та втомних тріщин. Встановлено, що зношування пар тертя канат-блок і канат-барабан підйомно-тягових пристроїв має втомно-корозійний характер, а основним механізмом утворення частинок зносу є розвиток пластичних зсувів в поверхневих шарах пар тертя та їхнє відділення шляхом пластичного відшарування та абразивного і корозійного руйнування. Форма частинок зносу залежить від типу матеріалу та умов їхнього утворення. Запропоновано вживати заходи стосовно конструкційних підходів до пар тертя з урахуванням умов їхньої роботи, щоб знизити контактні напруження та підвищити їх зносостійкість, надійність і довговічність.

Ключові слова: підйомно-тягові пристрої, знос, пари тертя, блок, барабан, канатний дріт, частинки зносу.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-441-454

Посилання для цитування: Парусов Е. В., Губенко С. І., Парусов О. В. Особливості зносу пар тертя канат-блок і канат-барабан за умов роботи підйомно-тягових пристроїв. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2022. Вип. 36. С. 441-454. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-441-454

Перелік посилань

1. Вайнсон А. А. Подъемно-транспортные машины. Москва : Машиностроение, 1989. 536 с.
2. Иванченко Ф. К., Бондарев В. С., Колесник Н. П., Барабанов В. Я. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Киев : Вища школа, 1978. 576 с.
3. Старостин Е. И. Работа экскаваторных канатов на карьерах Кузбасса. Стальные канаты. Киев : Техника, 1960. Т. 3. С. 88–93.
4. Таран Ю. Н., Есаулов В. П., Губенко С. И., Сладковский А. В. Исследование износа канатной проволоки. Сталь. 1991. № С. 60–62.
5. Svetlana I. Gubenko, Eduard V. Parusov, Alexander B. Sychkov, Oleg V. Parusov, Igor N. Chuyko. Study of the Reasons of Ropes Wire Wear During Operation. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2020. Vol. 55. I 2. P. 429–435.
6. Горелик С. С., Скаков Ю. А., Расторгуев Л. Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Москва : МИСиС, 1994. 328 с.
7. Марченко Е. А. О природе износа поверхностей металлов при трении. Москва : Наука, 1979. 118с.
8. Suh N. P. The Delamination Theory of Wear. Wear. 1973. Vol. 23. No. 1. P. 111–124.
9. Губенко С. И., Парусов Э. В., Парусов О. В., Чуйко И. Н. Особенности влияния неметаллических включений на механические свойства и малоцикловую долговечность стальных канатов при эксплуатации в агрессивных средах. Металл и литье Украины. 2018. № 9–10 (304–305). C. 31–37.
10. Gubenko S. I. Features of Wear of Railway Wheels Tread. MTM Machines, Technologies, Materials. 2019. Vol. XIII. Iss. 7. P. 324–327.
11. Taran Y., Yessaulov V., Sladkovsky A., Kozlovsky A., Gubenko S. Wear Reduction On Working Surface of Railway Wheels. WIT Transactions on Modelling and Simulation. 1970. Vol. 23. No. 1. P. 45–52.
12. Бабаченко А. И., Кононенко А. А., Подольский Р. В., Шпак Е. А. Оценка склонности к образованию дефектов термического происхождения опытных сталей для железнодорожных колес // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. № 2 (251-252). с. 17–21.
13. Бабаченко О. І., Кононенко Г. А., Рослик О. В., Майстренко К. М., Подольський Р. В. Розробка сталей для металопродукції залізничного призначення : монографія. Дніпро : Домінанта-принт, 2020. 298 с.
14. Бабаченко О. І., Кононенко Г. А., Подольський Р. В., Сафронова О. А. Розроблення хімічного складу сталі та режиму термічної обробки залізничних коліс для експлуатації в легких умовах гальмування за високих навантажень на вісь. Металознавство та термічна обробка металів. 2022. № 1(96). – с. 9–16. DOI: 10.30838/J.PMHTM.2413.240422.9.837.
15. Губенко С. И., Никульченко И. А. О проблеме подреза гребней железнодорожных колес при эксплуатации. Спеціальна металургія: вчора, сьогодні, завтра : збірка праць XV Всеукраїнської науково-практичної конференції. Київ : НТУУ «КПІ», 2017. С. 365–383.
16. Bogdanov A. , Gubenko S. I., Zhukov D. A., Ivanov I. A. Surface Layer and Performance Properties of Solid Wheel Rim. Transport and engineering. Railway Transport, Scientific Proceedings of Riga Technical University. 2008. No. 30. P. 56–61.
17. Gubenko S. I., Ivanov I. A., Kononov D. P., Urushev S. V. Improving the Properties of Wheeled Steel During Thermal Repair. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Machine Science, Mechanization, Automatization and Robotics. Vol. 971. No. 5.