26.09.2018
218.016.8bc9

ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002667996
Дата охранного документа
25.09.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к звену гусеничной ленты. Звено гусеничной ленты для гусеничной системы содержит основание, к которому прикреплены один или несколько гребней и износостойкая пластина. Основание звена и гребни выполнены из предварительно упрочненной конструкционной стали, такой как MECASTEEL 145. Износостойкая пластина выполнена из MECASTEEL 145 или из высококачественной износостойкой стали, такой как Creusabro 8000. Гребни прикреплены к основанию звена с возможностью их замены, предпочтительно посредством сварки. Износостойкая пластина может быть прикреплена к основанию звена с возможностью ее замены, предпочтительно посредством крепежных средств, таких как болты. Достигается увеличение ресурса звена гусеничной ленты. 17 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники

Изобретение относится к звену гусеничной ленты, в частности, для электрического карьерного экскаватора, хотя оно и не ограничено конкретной областью применения.

Уровень техники

Некоторые типы крупных горных машин, таких как экскаваторы и ковшовые погрузчики, снабжены гусеницами их для перемещения. В транспортных средствах, приводимых в движение посредством бесконечной гусеничной ленты, таких как карьерные экскаваторы, бульдозеры и танки, гусеничная лента включает в себя ряд звеньев, которые соединены между собой посредством пальцев, образуя бесконечную шарнирную гусеничную ленту. Эта лента установлена на опорных катках, с каждой стороны которых расположены ведущие колеса. Подобные гусеничные ленты позволяют машине перемещаться по поверхности земли.

Отдельные звенья гусеничной ленты называются «траками». Звенья гусеничной ленты подвергаются высоким нагрузкам и должны выдерживать большой вес. Кроме того, гусеничные ленты часто используются в суровых условиях, например, на каменистой или скалистой поверхности и при низких температурах.

В настоящее время звенья гусеничной ленты для тяжелой техники, такой как карьерный экскаватор Bucyrus 495, изготавливают из литой стали, которая при необходимости может подвергаться индукционной закалке. Производители оригинального оборудования устанавливают расчетный ресурс подобных звеньев гусеничных лент примерно в 28000 эксплуатационных часов. Однако было установлено, что в среднем фактический срок службы составляет всего лишь 10000 эксплуатационных часов. Также было обнаружено, что поломки подобных деталей в большей степени вызваны не износом, а конструктивными особенностями. Каждое звено гусеничной ленты, ширина которого составляет 79 дюймов, а вес - 3400 фунтов, стоит приблизительно $20000. У карьерного экскаватора Bucyrus 495 каждая гусеничная лента состоит из 47 подобных звеньев, а общее количество звеньев составляет 94. Таким образом, общая стоимость звеньев гусеничной ленты для каждой машины составляет $1,88 миллиона. Стоимость замены звеньев гусеничных лент на 5 экскаваторах, используемых на руднике Маунт-Райт, составляет примерно $5 миллионов в год или примерно $200 за час работы экскаватора.

Задачей изобретения является увеличение ресурса звена гусеничной ленты.

Раскрытие изобретения

Указанная задача изобретения решается путем создания звена гусеничной ленты для системы гусеничного хода, содержащего основание с прикрепленными к нему одним или несколькими гребнями и износостойкой пластиной. При этом основание и гребни выполнены из предварительно упрочненной конструкционной стали, например, MECASTEEL 145. Гребни прикреплены к основанию звена с возможностью их замены, предпочтительно посредством сварки. Износостойкая пластина прикреплена к основанию с возможностью ее замены, предпочтительно посредством крепежных элементов, таких как болты. Износостойкая пластина изготовлена, например, из стали MECASTEEL 145 или из высококачественной износостойкой стали, такой как Creusabro 8000.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 схематично показано горное оборудование, в котором может быть использовано изобретение, в частности электрический канатный экскаватор;

на фиг. 2 показана часть гусеничной системы, содержащей бесконечную гусеничную ленту;

на фиг. 3 - звено гусеничной ленты в соответствии с изобретением;

на фиг. 4 - гребень, используемый в звене гусеничной ленты в соответствии с изобретением;

на фиг. 5 - износостойкая пластина, используемая в звене гусеничной ленты в соответствии с изобретением.

Вариант осуществления изобретения

На фиг. 1 показан электрический канатный экскаватор 1, который приводится в движение гусеничной системой, содержащей бесконечные гусеничные ленты 3.

На фиг. 2 показана часть гусеничной системы, содержащей бесконечную гусеничную ленту 3. Бесконечная гусеничная лента 3 включает в себя множество звеньев 4, шарнирно соединенных между собой посредством пальцев 5. На фиг. 3 показано звено 4 гусеничной ленты в соответствии с изобретением. Это звено содержит несколько элементов: основание 6, один или несколько гребней 7 и износостойкую пластину 8. Основание 6 звена и износостойкая пластина 8 могут быть выполнены в виде единой детали. Все звено 4 гусеничной ленты может быть выполнено в виде единой детали.

На основании звена гусеничной ленты имеется несколько фланцев 5'', в которых выполнены отверстия 5' под шарнирные пальцы. Основания звеньев гусеничной ленты последовательно соединены между собой, образуя замкнутую бесконечную ленту. Фланцы 5'' одного звена совместимы с ответными фланцами 5'' последующего звена, так что вставленный в отверстие 5' палец 5 образует шарнирное соединение звеньев.

Гребни 7 выполнены с возможностью последовательного сцепления с ведущими шестернями гусеничной системы 2, обеспечивая перемещение транспортного средства. Гребни 7 могут быть выполнены отдельно от основания 6 и прикреплены к нему. Это позволяет заменять гребни 7 при сильном износе независимо от основания 6 звена, т.е. основание звена можно использовать повторно, что обеспечивает значительную экономию по сравнению с монолитной деталью. Предпочтительно гребни 7 привариваются, однако можно использовать другие способы крепления, например, такие как болты или другие аналогичные средства крепления. На фиг. 4 показан стандартный гребень 7. В качестве альтернативы, гребни 7 и основание 6 звена могут быть выполнены в виде единой детали.

Звено гусеничной ленты содержит износостойкую пластину 8, прикрепленную к основанию 6. Износостойкая пластина 8 может крепиться к поверхности основания 6, противоположной той, к которой крепятся гребни 7. Так же, как и гребни 7, износостойкая пластина 8 может быть выполнена в виде отдельного элемента и прикреплена к основанию 6. Это позволяет заменять износостойкую пластину при сильном износе, используя основание повторно. Износостойкая пластина 8 может быть прикреплена к основанию 6 звена посредством любых способов крепления, однако предпочтительно использовать болты или другие аналогичные средства крепления, позволяющие легко снимать и заменять износостойкую пластину 8. Можно также использовать сварку, однако в этом случае замена будет затруднена, а обширная область сварки может изменить физические свойства как самой износостойкой пластины 8, так и основания 6 звена. Износостойкая пластина 8 отдельно показана на фиг. 5. В частности, видны отверстия 8', через которые устанавливаются болты или другие подобные изделия для крепления износостойкой пластины 8 к основанию 6 звена.

Основание 6 и гребни 7 предпочтительно изготовлены из предварительно упрочненной конструкционной стали, например, из MECASTEEL 145 (торговая марка фирмы Industeel USA LLC). MECASTEEL 145 - это марка стали, поставляемой после предварительного упрочнения. Ее можно заменить стандартными марками стали, например, AISI 4330, используемой для изготовления массивных стальных компонентов (машин, гидравлических систем, насосов для гидроразрыва и т.п.). Уникальный химический состав и термообработка данной стали обеспечивают исключительно стабильные механические свойства даже крупных заготовок большой толщины, поэтому эта сталь не требует дополнительного упрочнения даже после механической обработки, что обеспечивает существенную экономию.

MECASTEEL 145 поставляется после предварительного упрочнения, нормализации, закалки и двойного отпуска. В Таблице 1 приведен химический состав стали в весовых %/

Сталь обладает следующими механическими свойствами (на момент поставки):

1) Твердость: 350-390 НВ;

2) Предел текучести: ≥1103 МПа;

3) Предел прочности на разрыв: ≥1103 МПа;

4) Относительное удлинение: ≥15%;

5) Относительное уменьшение площади: ≥35%.

В соответствии с изобретением стальную заготовку из MECASTEEL 145 подвергают механической обработке для получения основания 6 звена и отдельных гребней 7. Сталь предварительно упрочнена и ее свойства после механической обработки существенно не изменились. Последующий процесс упрочнения не требуется, и звено готово к использованию сразу после его изготовления. В качестве альтернативы, из одной заготовки MECASTEEL 145 можно выполнить два или три компонента звена (основание 6, гребень 7 и износостойкую пластину 8).

Износостойкая пластина может быть изготовлена из стали MECASTEEL 145 или Creusabro® 8000 (зарегистрированная торговая марка фирмы Industeel USA LLC). Creusabro® 8000 - это высококачественная износостойкая сталь для экстремальных условий с улучшенным соотношением между износостойкостью и жесткостью (трещиностойкостью). Сталь имеет увеличенный на 50%» срок службы до полного износа по сравнению со стандартными марками стали твердостью 500 НВ, закаленными в воде. Creusabro® 8000 имеет уникальный химический состав, который дополнен специальной термообработкой, выполненной посредством закалки в масле.

Creusabro® 8000 успешно используется при изготовлении износостойких деталей в различных отраслях промышленности. Сталь имеет поверхностное упрочнение, которое дополняется деформационным упрочнением в ходе эксплуатации. Деформационное упрочнение обеспечивается металлургическим явлением, называемым Пластичность, Наведенная Превращением (ПНП-сталь или ТРИП-сталь). У ТРИП-стали исходная микроструктура не является полностью мартенситной. Исходная микроструктура материала Creusabro® 8000 на момент поставки является сбалансированной смесью из мартенсита, бейнита и остаточного аустенита (в диапазоне от 8% до 10%). Это позволяет стали Creusabro® 8000 приобретать деформационное упрочнение под действием локальной пластичной деформации в ходе эксплуатации. Пластичная деформация вызывает поверхностное упрочнение за счет преобразования остаточного аустенита в новый и очень твердый мартенсит, пока материал снизу остается вязким. Это делает сталь более устойчивой как к абразивному воздействию, так и к сильным ударным нагрузкам при эксплуатации.

Сталь также имеет очень мелкую и гомогенизированную дисперсию из твердых частиц (преимущественно хрома, молибдена и микрокарбидов титана), придающую материалу исключительную износостойкость. Мелкая микроструктура Creusabro® 8000 создается за счет ее особого химического состава в сочетании с регулируемой скоростью охлаждения при закалке в масле. Подобная микроструктура отличается от грубой игольчатой ламинарной структуры, характерной для полностью мартенситных сталей (стандартных сталей с твердостью 500 НВ, закаляемых в воде). Кроме этого, мелкая и гомогенизированная дисперсия из микрокарбидов в значительной мере способствует повышению прочности матриц за счет снижения износа при трении скольжения в ходе эксплуатации.

Помимо высокой износостойкости, Creusabro® 8000 поддается обработке (формованию, механической обработке и т.п.) намного лучше, чем существующие прочные стали твердостью 500 НВ. Химический анализ Creusabro® 8000 приведен в Таблице 2.

Звено 4 гусеничной ленты в соответствии с изобретением содержащее, основание 6 и гребни 7 из MECASTEEL 145 и износостойкую пластину 8 из MECASTEEL 145 или Creusabro® 8000, имеет расчетный ресурс примерно в 25000 часов. Это снижает расходы на замену звеньев гусеничных лент у пяти экскаваторов, работающих на руднике Маунт-Райт, на $2,5 миллиона в год.

Несмотря на то, что был рассмотрен один из вариантов осуществления изобретения, специалистам в данной отрасли техники будут очевидны изменения, модификации, преобразования и т.п., которые соответствуют сущности изобретения, поэтому считается, что они входят в объем изобретения, определяемый его формулой.


ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ
ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ
ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ
ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ
ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ
ЗВЕНО ГУСЕНИЧНОЙ ЛЕНТЫ С УВЕЛИЧЕННЫМ РЕСУРСОМ ДЛЯ ГУСЕНИЧНОЙ СИСТЕМЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 20 items.
20.12.2013
№216.012.8d68

Способ получения металлической полосы с покрытием, имеющей улучшенный внешний вид

Изобретение относится к получению металлической полосы с защитным покрытием от коррозии. Полосу пропускают через ванну с расплавом, содержащим от 0,2 до 8 мас.% алюминия и магния в следующих соотношениях: от 0,1 до 8 мас.% магния при содержании алюминия не менее 0,2 мас.%, но менее 2 мас.%, или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501883
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.03.2014
№216.012.ac4b

Способ изготовления металлической полосы с покрытием с улучшенным внешним видом

Изобретение относится к изготовлению металлической полосы с антикоррозионным металлическим покрытием. Металлическую полосу пропускают через ванну расплавленного металла, затем осуществляют обдув покрытой полосы с помощью насадок, которые распыляют газ с каждой стороны полосы, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509822
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ad34

Инфракрасный отражатель

Инфракрасный отражатель состоит из металлической подложки, характеризующейся тем, что она покрыта слоем нитрида циркония и хрома общей формулы (ZrCr)N с х в диапазоне от 0,15 до 0,7 и y в диапазоне от 0,01 до 0,265. Способ получения включает получение металлической подложки; нанесение на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510055
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.09.2014
№216.012.f535

Термостойкая аустенитная сталь, обладающая стойкостью к растрескиванию при снятии напряжений

Изобретение относится к области металлургии, а именно к горячекатаной стальной плите, не склонной к растрескиванию при снятии напряжений, применяемой для изготовления корпусов реакторов, штампованных изделий или трубопроводов. Сталь имеет состав, в мас.%: 0,019≤С≤0,030, 0,5≤Mn≤3, 0,1≤Si≤0,75,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528606
Дата охранного документа: 20.09.2014
10.12.2014
№216.013.0fa7

Стальной лист с многослойным покрытием

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению стального листа с многослойным покрытием, используемого для производства автомобильных деталей. Покрытие состоит из по меньшей мере одного слоя на основе цинка, включающего 0,1-20 мас.% магния, покрытого тонким временным защитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535424
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.05.2015
№216.013.4ae7

Способ изготовления сверхпрочной мартенситной стали и лист, полученный этим способом

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения механической прочности и обеспечения предела упругости более 1300 МПа полуфабрикат из стали содержит, мас.%: 0,15≤C≤0,40, 1,5≤Mn≤3, 0,005≤Si≤2, 0,005≤Al≤0,1, S≤0,05, P≤0,1, 0,025≤Nb≤0,1 и необязательно: 0,01≤Ti≤0,1, 0≤Сr≤4, 0≤Мо≤2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550682
Дата охранного документа: 10.05.2015
27.05.2015
№216.013.4ef1

Горячекатаный стальной лист и соответствующий способ изготовления

Изобретение к производству горячекатаных стальных листов. Лист изготовлен из стали, содержащей, мас.%: 0,040≤С<0,065, 1,4≤Mn≤1,9, 0,1≤Si≤0,55, 0,095≤Ti≤0,145, 0,025≤Nb≤0,045, 0,005≤A1≤0,1, 0,002≤N≤0,007, S≤0,004, P<0,020, железо и неизбежные примеси - остальное. Микроструктура листа состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551727
Дата охранного документа: 27.05.2015
27.11.2015
№216.013.93b9

Предварительно сформованная в горячем состоянии сварная стальная деталь с высокой механической прочностью и способ ее получения

Изобретение относится к сварной стальной детали и способу ее изготовления. Заготовка детали получена сваркой встык, по меньшей мере, одного первого и одного второго листа. Лист состоит, по меньшей мере, частично из стальной подложки и предварительного покрытия, в состав которого входит слой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569436
Дата охранного документа: 27.11.2015
10.02.2016
№216.014.c313

Оборудование для непрерывного литья

Изобретение относится к непрерывному литью жидкого металла. Оборудование, размещенное между разливочным устройством (1) и литейной формой (9), содержит вертикальный канал, содержащий огнеупорное кольцо (5), медную трубу (3) и погружной разливочный стакан (8). Внутри огнеупорного кольца размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574149
Дата охранного документа: 10.02.2016
10.04.2016
№216.015.2b43

Холоднокатаный стальной лист с покрытием из цинка или цинкового сплава, способ его производства и применение такого стального листа

Изобретение может быть использовано, в частности, в автомобильной промышленности и касается изготовления холоднокатаного и отожженного стального листа с «ТРИП-эффектом». Стальной лист имеет следующий состав, мас.%: 0,17≤C≤0,25, 1,5≤Mn≤2, 0,50≤Si≤1, 0,50≤Al≤1,2, при этом Si+Al≥1,30, остальное -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579320
Дата охранного документа: 10.04.2016

Похожие РИД в системе