420 13th International Conference on Tribology – Serbiatrib’13

Serbian Tribology

Society

SERBIATRIB ‘13

13th International Conference on Tribology

Faculty of Engineering

in Kragujevac

Kragujevac, Serbia, 15 – 17 May 2013

DEFEKTACIJA REDUKTORA BKSH-335 ZA POKRETANJE TRAKASTIH TRANSPORTERA BAGERA Sch Rs 630

Svetislav Lj. Marković1, Ljubica Milović2, Bratislav Stojiljković3

1Visoka škola tehničkih strukovnih studija, Čačak, svetom@open.telekom.rs, 2Univerzitet u Beogradu, Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, acibulj@tmf.bg.ac.rs

3Muzej Nikole Tesle, Beograd, bratislav.stojiljkovic@tesla-museum.org

Apstrakt: Remont jednog moćnog mašinskog sistema kao što je bager-glodar Sch Rs 630 je uslovljen visokim nivoom pouzdanosti, ispravnosti i funkcionalnosti svih njegovih sklopova. Iz navedenih razloga remont razmatranog reduktora mora biti praćen detaljnom defektacijom, odgovarajućom tehnologijom regeneracije, ugradnjom kvalitetnih delova (zupčanika, vratila, ležajeva) i pravilnom montažom kako elemenata u reduktor, tako i montažom reduktora na sam bager. Svi navedeni faktori od presudnog su uticaja na budući rad reduktora. Takođe, neophodno je voditi računa o ekonomskoj opravdanosti izvođenja ovakvih radova. U velikim sistemima svaki neplanirani zastoj ovakvih mašina veoma mnogo košta. Nedopustivo je da uzrok zastoja bagera bude kvar jednog ovakvog reduktora. Ključne reči: bager, reduktor, defektacija, remont. 1. UVOD

Rotorni bageri su mašine velikih gabarita, kapaciteta i težina. Jedan od takvih je i rotorni bager Sch Rs 630, nemačkog proizvođača KRUPP. Bager glodar je moćna i visoko produktivna mašina, koja se koristi na površinskim kopovima za otkopavanje ugljenih i jalovinskih masa. Spada u grupu rotornih bagera i ima teorijski kapacitet 4100 m3/h, visina kopanja je 25 m, a dubina 6 m.

Rotorni bager se sastoji od donje i gornje gradnje sa konstrukcijom. U donju gradnju spada transportni mehanizam (šest transportnih gusenica) od kojih su dve sa hidrauličnim upravljačkim mehanizmom. Iznad transportnog mehanizma je aksijalni kuglični ležaj koji omogućuje zaokretanje gornje gradnje za 360º. Radno područje zaokretanja gornje gradnje u odnosu na donju je ±105º, a brzina okretanja gornje gradnje je 10 m/min. U donju gradnju spada još i kablovski bubanj za napajanje celog bagera visokim naponom od 6000 V. Prečnik kabla je Ø78 mm, maksimalna rezerva kabla na bubnju je 1500 m. Pogonski naponi na spravi su 500 V, komandni 220 V kao i naponi za osvetljenje, dok su naponi za ručne lampe i magnetne ventile 24 V.

Na donju gradnju, preko kugličnog aksijalnog ležaja, oslonjena je konstrukcija odložne trake, a sa gornje strane ovešena za vertikalni stub bagera. Odložna traka se zaokreće u krug nezavisno od gornje gradnje. Širina trake je 1600 mm, a brzina kojom se kreće je 4,2 m/s. Ispod odložne trake postoji i posebna traka za otpadni materijal sa sopstvenim pogonom i brzinom od 1 m/s.

U sastav gornje gradnje glodara spada utovrana traka sa radnim točkom, koja je vezana za čeličnu konstrukciju i može se podizati i spuštati preko uređaja za dizanje (čeličnih užadi). Za čeličnu konstrukciju gornje gradnje vezana je i konstrukcija protivtega, kao i montažni kran koji služi za demontažu i montažu delova pri popravci.

Radni točak je prečnika 10 m na kome je postavljeno 20 kašika zapremine 0,63 m3. Brzina rezanja je 2,827 m/s. Broj istresa je 108-162 min-1. Dozvoljeni nagibi za rad su 5%, a za transport 10%. Ukupna masa celog bagera je 1.499.641 kg, a specifični pritisak na tlo je 0,1 MPa.

Bagerom se upravlja iz dva komandna pulta: iz kabine bageriste, koja je vezana za konstrukciju prijemne trake, i iz kabine trakiste, koja se nalazi na konstrukciji odložne trake.

13th International Conference on Tribology – Serbiatrib’13 421

Slika 1. Rotorni bager - glodar VII (Sch Rs 630) snimljen noću

Reduktori pogona traka su zajedno sa elektromotorima vezani na jedno postolje. Na jednoj strani su zakačeni za rukavce pogonskog bubnja preko izlaznog zupčanika, pomoću elastičnih steznih prstenova, a sa druge strane preko pokretnog zgloba za čeličnu konstrukciju trake. Sa tako izvedenom vezom osa pogonskog bubnja i ose reduktora se uvek seku jedna u odnosu na drugu pod 90º.

Puštanje u pogon trake može se izvoditi na dva načina, sa komandnog pulta, odnosno iz kabine bageriste kada se uključuje kompletni lanac za kretanje celog sistema. Drugi način je pogon na licu mesta preko uređaja za deblokiranje (ovaj pogon se koristi prilikom popravki i proba samo tog dela uz veliku opreznost i stručni nadzor). 2. REDUKTOR BKSH–335

Reduktor BKSH-335 je dvostepeni i koristi se za

pogon prijemne i odložne trake na rotornim bagerima za eksploataciju uglja u rudarskom basenu Kolubara. Njegov zadatak je da snagu sa elektromotora prenese na pogonski bubanj koji pokreće prijemnu, odnosno odložnu traku na bageru. Traka koju pokreće je beskonačna, širine 1800 mm, debljine 30 mm i ukupne dužine u oba smera ≈80 m.

Uslovi eksploatacije u kojima se reduktor koristi su prilično loši. Reduktor je pozicioniran na mestu koje je izloženo spoljašnjem uticaju vremenskih i atmosferskih neprilika, tako da radi u po kiši, snegu, prašini, mrazu, vrućini, oksidaciji... Sve pomenute nepogode utiču direktno ili indirektno na stanje reduktora i njegove prateće opreme. U sistemu EPS-a kada je u pitanju eksploatacija uglja izbegavaju se bilo kakvi neplanirani zastoji rotornih bagera. Zbog toga promene stanja reduktora, nije moguće otkloniti do sledećeg planiranog zastoja mašine. Usled toga su i česte pojave havarije ovakvih reduktora, jer otkaz jednog njegovog elementa povlači defekt drugog, pa dolazi do otkaza kompletne pogonske grupe.

Za pogon se koristi sinhroni elektromotor snage 160 kW, koji ima izlazni broj obrtaja 960 o/min.

Prateći deo opreme elektromotora je i upuštač koji ima ulogu menjača. Pogonska grupa se startuje na manjem broju obrtaja, a zatim se posle kraćeg vremenskog perioda brzina povećava, da bi tek na kraju dostigla punu vrednost od 960 o/min.

Spojnica se sastoji iz kočionog točka koji je vezan za ulazno vratilo reduktora i prirubnice pričvršćene za vratilo elektromotora. Ovo je najlošiji deo pogonske grupe. Naime, ove dva nezavisna dela međusobno su povezana zavrtnjima koji jednim delom prolaze kroz gumu tvrdoće 50÷60Sh, koja ima ulogu da amortizuje udare prilikom pokretanja pogonske grupe. Guma je često lošeg kvaliteta i vremenom dolazi do njenog deformisanja što direktno utiče na saosnost vratila na kojima se nalaze.

Slika 2. Šema reduktora BKSH-335

(I – ulazno vratilo, II – međuvratilo, III – šuplje vratilo, 1 – tanjirasti zupčanik, 2 – gonjeni cilindrični zupčanik,

A – par konusno-valjkastih ležajeva 31319, B – cilindrično-valjkasti ležaj NU 2322,

C – par konusno-valjkastih ležajeva 31320, D – dvoredi bačvasti ležaj 23044)

Kućište reduktora je dvodelno i izrađeno je od ČL0500. Ojačano je rebrima jer je dolazilo do prslina na bočnim stranama. Tokom godina rada kućište je ojačano sa po još jednim rebrom oko glavčina i sada ih ima po tri.

Slika 3. Kućište sa kočionim točkom

422 13th International Conference on Tribology – Serbiatrib’13

Slika 4. Kućište reduktora

Ulazno vratilo (označeno sa I, slika 2) je od čelika za cementaciju Č 4520 i izrađeno je zajedno sa pogonskim, konusnim zupčanikom, koji ima 13 zubaca (z1=13), modula me=8 mm. Vratilo je na ulazu oslonjeno pomoću para konusno-valjkastih ležajeva 31319 (A, slika 3), a na izlazu je cilindično-valjkasti ležaj NU 2322 (B, slika 2).

Gonjeni konusni (tanjirasti) zupčanik (1, slika 2) izrađen je od čelika za cementaciju Č 4321 i spojen sa glavčinom pomoću podešenih zavrtnjeva. Ima 37 zubaca (z2=37). Glavčina je navučena na međuvratilo (II, slika 2) i osigurana klinom, a izrađena je od čeličnog liva ČL0400.

Međuvratilo (II, slika 2) je izrađeno od čelika za cementaciju Č 4321. U jednom delu je ozubljeno, broj zuba je z3=20, a modul m=6 mm. Oslonjeno je na jednom kraju preko para konusno-valjkastih ležajeva 31320 (C, slika 2), a na drugom pomoću cilindrično-valjkastog ležaja NU 2322 (B, slika 2).

Izlazni zupčanik (2, slika 2) je izrađen od čelika za cementaciju Č 4321. Ima 88 zubaca (z4=88), a modul mu je m=6 mm. Navučen je na šuplje vratilo.

Šuplje vratilo (3, slika 2) je izrađeno od čelika za poboljšanje Č 4732. Oslonjeno je bačvastim dvoredim ležajevima 23044 (D, slika 2). Kroz šuplje vratilo je provučeno vratilo bubnja. Neposrednom vezom šuplje vratilo prenosi obrtni moment na vratilo bubnja, čime ga pokreće, dovodeći traku u pogon, tako da pri najvećem broju obrtaja reduktora, traka širine 1600 mm dostiže brzinu od 4 m/s.

Podmazivanje reduktora je rešeno tako što se zupčanici, vratila i ležajevi podmazuju prirodnim putem. U reduktor se pre početka rada sipa 60 l ulja tipa EP koje zadržava svoja svojstva i pri temperaturi od 70÷80°C. Ulje se sipa u za to predviđene komore do određenog nivoa i prilikom rada dolazi do prirodnog kruženja ulja bez dodatnih pumpi.

3. POSTUPAK REMONTA REDUKTORA BKSH–335

Reduktor se demontira sa pogonske grupe

bagera-glodara i transportuje u radionicu na remont. Doprema se sa kočionim točkom, koji ga vezuje sa spojnicom, a bez postolja. Remontne aktivnosti su sledeće:

obezbeđivanje adekvatnog radnog prostora za demontažu, defektaciju i montažu reduktora,

rasklapanje i demontaža reduktora, defektacija delova i sklopova reduktora, regeneracija starih delova ili izrada novih

delova (koji su defektažom utvrđeni kao neupotrebljivi u daljoj eksploataciji),

kontrola izvršenih radova, kompletiranje reduktora, montaža podsklopova i sklopova, završna montaža i priprema reduktora za

probni rad, probni rad reduktora i izrada izveštaja o

ispitivanju, transport reduktora na bager glodar.

Radni prostor za reduktor je površine od oko 180 m2. Ograđen je limenom ogradom visine 2 m. Snabdeven je svim potrebnim energetskim kapacitetima, kao što su:

komprimovani vazduh, sistem za gasno zavarivanje, električna energija napona 380 V, iznad radnog prostora funkcioniše kran od

40 t nosivosti, koji poseduje dve kuke, jednu nosivosti do 5 t i drugu nosivosti do 40 t,

regali postavljeni u dva nivoa duž zidova prostorije, namenjeni za odlaganje sitnih delova,

dobro osnovno osvetljenje sa još četiri reflektora postavljena po dijagonali,

pokretni hidraulički agregat od 2,8 l, maksimalnog pritiska 600 bar,

radni stolovi sa stegama. 4. PRANJE I ODMAŠĆIVANJE

Reduktor se unutrašnjim transportom (viljuškarom) prenosi na pranje, gde se uklanjaju sve spolja dostupne nečistoće. Pranje se izvodi toplom vodom pod pritiskom da bi se uklonile naslage blata, uglja, masnoće od ulja...

Posle pranja reduktor se doprema u radionicu, gde se obavljaju dalje aktivnosti utvrđene tehnološkim postupkom. Defektatori pristupaju svom osnovnom zadatku, pregledu reduktora,

13th International Conference on Tribology – Serbiatrib’13 423

stvaraju sliku stanja i svoja zapažanja unose u defektacioni list.

Prvo se demontira spojnica pomoću hidrauličnog agregata, protoka 6 l/min i maksimalnog pritiska 600 bar, i hidrauločnog uređaja koji stvara silu od 5·105 N. Iz reduktora se najpre istače staro ulje, zatim se kućište reduktora razdvaja i skidaju se svi bočni poklopci. Vade se elementi (podsklopovi) iz kućišta: ulazno vratilo, međuvratilo i izlazni zupčanik sa šupljim vratilom. Kućište reduktora se zatim ponovo sastavlja, polutke se postavljaju jedna na drugu tako da budu centrirane i ponovo stežu bez bočnih poklopaca.

Otvori za ležajeve u kućištu se odmašćuju, pripremaju za vizuelnu kontrolu stanja otvora i merenje. Podsklopovi se spremaju za defektaciju. Ozubljenja se pripremaju za vizuelnu i magnetnofluksnu kontrolu pranjem trihloretilenom. Ležajevi se odmašćuju i pripremaju za vizuelnu kontrolu i merenja zazora. Vratila se odmašćuju, a otvori u šupljem vratilu se pripremaju za defektažu.

Kao sredstva za pranje i odmašćivanje koriste se: trihloretilen, famin, za ozubljenje nitrorazređivač, naročito prilikom ispitivanja magnetnim fluksom i ultrazvukom.

Slika 5. Šuplje vratilo sa izlaznim zupčanikom i ležajevima

5. DEFEKTACIJA

Pri defektaciji kontrolišu se: otvori za ležajeve na kućištu, ukupno stanje kućišta, ležajevi i njihovi radijalni zazori, ozubljenja, elementi za vezu na zupčanicima (otvori,

žljebovi za klinove), radijalna bacanja vratila,

prečnici i pohabanost rukavaca vratila, pojava prslina na delovima reduktora

(kontrolom magnetnim fluksom ili ultrazvukom),

pohabanost kočionog točka. Na kočionom točku se vrši merenje prečnika

otvora u spojnici Ø75H7. Vizuelnom kontrolom radne površine kočionog točka je ustanovljen defektni sloj (risevi), koji su nastali verovatno pohabanošću obloga na paknovima (slika 6). Točak se šalje na strugarsku obradu i balansiranje.

Slika 6. Prikaz oštećenog površinskog sloja kočionog točka

Na kućištu reduktora vizuelnom kontrolom proveravaju se varovi oko glavčina i svi podužni varovi, kao i promene (lom ili prsline) osnovnog materijala, zatim stanje revizionih poklopaca, kao i otvora za ležajeve (Ø275H7 – na mestu ulaznog vratila; Ø260H7 – na mestu međuvratila; Ø340H7 – na mestu izlaznog vratila), koji su ispitivani i merenjem u tri pravca (slika 7).

Slika 7. Prikaz merenja otvora za ležajeve na kućištu

Prilikom vizuelne kontrole ulaznog vratila ustanovljena su oštećenja na rukavcu na koji nailazi ležaj koji se grejao u toku rada. Skinut je cementirani sloj, tragovi su vidljivi (slika 8).

424 13th International Conference on Tribology – Serbiatrib’13

Izvršeno je magnetnofluksno ispitivanje zuba konusnog zupčanika, rukavaca i prelaznih radijusa i nisu uočene nikakve indikacije tipa spoljašnjih prslina. Istovremeno je izvršena kontrola ostalih rukavaca na ulaznom vratilu i ustanovljeno da su mere u granicama preporučenih tolerancija (Ø75k6, Ø80h8, Ø95j6 i Ø110k6). Na kraju je vršena provera radijalnog bacanja vratila. Postavljeno je na strug, pročišćena su mu središna gnezda i komparaterom su očitane mere bacanja vratila.

Slika 8. Prikaz oštećenja rukavca ulaznog vratila

Vizuelnom kontrolom tanjirastog zupčanika uočena je labavost veze između tanjirastog zupčanika i glavčine za koju je pričvršćen. Tokom rada došlo je do oštećenja otvora Ø18 mm. Otvori moraju biti razbušeni na prvu veću meru da bi se ponovo ostvarila veza podešenim zavrtnjevima. Kontrolisani su i otvor u zupčaniku i žljeb za klin, čije mere se nalaze u granicama preporučenih tolerancija.

Slika 9. Međuvratilo sa tanjirastim zupčanikom i ležajevima

Vuzuelnom kontrolom međuvratila ustanovljeno da nema oštećenja zubaca na ozubljenom delu vratila, ali su vidljiva oštećenja rukavca na koji se navlači par konusno-valjkastih ležajeva (slika 10). Merenjem je ustanovljeno da su prečnici drugih rukavaca u granicama tolerancija.

Slika 10. Međuvratilo sa oštećenim rukavcem

Vizuelnom kontrolom gonjenog cilindričnog zupčanika ustanovljeno je da nedostaje skoro polovina jednog zupca (slika 11). Zbog ovakvog oštećenja neophodna je regeneracija zupčanika.

Slika 11. Izlazni zupčanik

I šuplje vratilo je dijagnostikovano vizuelnim metodom i tehničkim merenjima. Na njemu nema vidljivih oštećena, niti tragova udara i naprsnuća. Merenjem je ustanovljeno da se sve mere nalaze u granicama tolerancija.

Defektacija ležajeva podrazumeva vizuelnu kontrolu, merenje radijalnih zazora i uparivanje paketa ležajeva. Vizuelnom kontrolom je ustanovljeno da nema oštećenja ležajeva niti

13th International Conference on Tribology – Serbiatrib’13 425

njihovih kotrljanih elemenata. Merenjem zazora na ležajevima utvrđeno je:

paket ležajeva na ulaznom vatilu (31319) je van preporučenih tolerancija, pa je potrebna zamena,

ležaj na ulaznom vatilu NU 2322 ima nedopušteni zazor i on se mora zameniti,

ostali ležajevi su u granicama preporučenih tolerancija od strane proizvođača.

Slika 12. Merenje radijalnih zazora ležaja

Na osnovu rezultata merenja i ispitivanja doneta je odluka da se:

kočioni točak na krutoj spojnici obradi struganjem na prvu veću meru radi boljeg

prijanjanja paknova kočnice i izvrši dinamičko uravnoteženje(balansiranje),

na ulaznom vratilu izvrši zamena svih ležajeva sa obaveznim uparivanjem para ležajeva 31319,

pohabani rukavci ulaznog vratila i međuvratila regenerišu se metalizacijom sa brušenjem na nominalne mere,

gonjeni cilindrični zupčanik regeneriše navarivanjem polomljenog zupca.

6. ZAKLJUČAK

Reduktor ulazi u redovan remont jednom

godišnje, za vreme planirane investicione popravke ili remonta, ili ukoliko se desi neki neplanirani kvar ili havarija. Najčešći razlozi remonta reduktora su: zagrevanje ležajeva, curenje ulja iz reduktora, povećana bučnost reduktora, pohabanost rukavaca vratila, lom zubaca zupčanika.

LITERATURA

[1] J. Jevtić: Reduktori – proračuni i konstrukcije, Privredni pregled, Beograd, 1976.

[2] S. Marković, D. Josifović: Regeneracija zupčanika, monografija, Jugoslovensko tribološko društvo, Kragujevac, 1998.

[3] S. Marković: Održavanje mašina i opreme, Viša tehnička škola, Čačak, 2005.

[4] M. Trbojević, M. Janković, J. Vugdelija, N. Plavšić, V. Latinović: Reduktori, Naučna knjiga, Beograd, 1991.

[5] www.rbkolubara.co.yu.

DEFECTATION OF THE REDUCER BKSH-335 FOR THE ACTIVATION OF THE BAND TRANSPORTER OF THE DREDGER Sch Rs 630

Abstract: The repair of a powerful mechanical system such as dredger Sch Rs 630 is based on the high level of reliability, accuracy and functioning of all its circuits. Due to the reasons listed above the rapair of the mentioned reducer must be done with thorough defectation, suitable regeneration technology, embedding of quality parts (gears, shafts, bearings) and proper installation of the parts into the reducer, and installation of the reducer onto the dredger itself. All the mentioned factors are essential and they influence the proper operation of the reducer. Also, it is necessary to pay attention to the economical adequacy of this type of work. In big systems every non-planned work failure brings enormous costs. Neither it is recommended nor acceptable that the failure in the dredger work has its cause in a malfunction of the similar reducer. Keywords: dredger, reducer, defectation, repair. ACKNOWLEDGMENT This work has been performed within the project TR 35011. This project is supported by the Republic of Serbia, Ministry of Science and Technological Development, which financial help is gratefully acknowledged.