Рамы для горнодобывающего оборудования

Обзор продукта

Рамы для горнодобывающего оборудования, изготавливаемые компанией Leading Top Union, рассчитаны на экстремальные циклические нагрузки, ударные нагрузки и абразивные условия, характерные для открытых и подземных горных работ. Используются высокопрочные марки стали, включая S355J2+N, S460ML, S690QL и Hardox 400/500, выбранные с учетом требований к пределу текучести в диапазоне от 355 МПа до 690 МПа. Листы толщиной от 10 до 200 мм свариваются методами дуговой сварки с порошковой проволокой (FCAW), сварки под флюсом (SAW) и газовой сварки (GMAW), все из которых сертифицированы в соответствии с кодексом сварки конструкций AWS D1.1:2020. Каждый критический сварной шов проходит 100% ультразвуковой контроль (UT) в соответствии с ASTM E164, дополненный магнитопорошковым контролем (MT) и капиллярным контролем (PT) на поверхностные дефекты. Для сборок, требующих стабильности размеров при динамических нагрузках, применяется термообработка для снятия напряжений в соответствии с разделом VIII кодекса ASME BPV, с выдержкой при температуре 595 °C ± 15 °C в течение одного часа на каждые 25 мм толщины, с последующим контролируемым охлаждением для минимизации остаточных напряжений.

Точная механическая обработка и контроль размеров

Процесс изготовления включает в себя прецизионную механическую обработку монтажных поверхностей и корпусов подшипников, что позволяет обеспечить допуски ±0,05 мм на критических отверстиях и ±0,1 мм по плоскостности на отрезках длиной 1 метр. Это достигается за счет использования 5-осевых CNC расточных станков и фрезерных станков портального типа с точностью позиционирования ±0,02 мм на метр. Для рам горнодобывающего оборудования, поддерживающих драглайны, экскаваторы и самосвалы, соединительные поверхности обрабатываются в соответствии с требованиями производителей оригинального оборудования (OEM) к расположению отверстий под болты, расположению установочных штифтов и требованиям к чистоте поверхности Ra 3,2 мкм или лучше. Грузоподъемность одной детали достигает 60 тонн, что позволяет изготавливать цельные рамы ходовой части, секции стрелы и узлы шасси без промежуточных соединений. Каждая рама проверяется на соответствие отчетам о размерах с помощью лазерных трекеров с объемной точностью ±0,03 мм, что обеспечивает взаимозаменяемость с существующим оборудованием на объекте.

Прослеживаемость материалов и обеспечение качества сварки

Прослеживаемость материала обеспечивается на всем этапе от заводского сертификата до окончательной сборки, при этом каждая стальная пластина идентифицируется по номеру плавки и марки в соответствии с сертификатом В 10204 типа 3.1. Для марок Hardox 400 и 500 соблюдаются рекомендуемые SSAB параметры сварки, включая температуру предварительного нагрева от 100 °C до 200 °C в зависимости от толщины и ограничения температуры между проходами в 250 °C для предотвращения водородного растрескивания. Сварочные материалы подбираются в соответствии с прочностью основного металла: ER70S-6 для S355, ER100S-G для S460 и ER120S-G для S690, все с содержанием диффузионного водорода ниже 5 мл/100 г в соответствии с AWS A4.3. Термообработка после сварки является обязательной для рам из S690QL толщиной более 50 мм для достижения значений твердости ниже 350 HV10 и обеспечения вязкости разрушения при температурах до -40 °C, что критично для горнодобывающих операций в арктических регионах. Система управления качеством сертифицирована по стандарту ISO 3834-2 в отношении полного качества сварки, по стандарту EN 1090-2 EXC3 в отношении класса исполнения и по стандарту AWS D1.1 в отношении конструкционной стали.

Области применения и отрасли

Рамы для горнодобывающего оборудования, изготавливаемые на заводе Leading Top Union, служат несущими конструкциями для тяжелой техники, эксплуатируемой на открытых и подземных рудниках по всему миру. В открытой добыче рамы используются в электрических канатных экскаваторах с объемом ковша до 120 кубических метров, где рама главной палубы должна выдерживать динамические нагрузки, превышающие 2 000 метрических тонн во время циклов копания. Эти рамы, как правило, изготавливаются из стали S690QL с толщиной листов от 100 до 200 мм в зонах основания стрелы, свариваются с полным проваром и проверяются методом фазового ультразвукового контроля (PAUT) в соответствии с ASTM E2491. Для работы драглайнов изготавливаются рамы ходового механизма и конструкции ковша, которые распределяют статические нагрузки в 5 000 тонн по опорным поверхностям, что требует допусков на плоскостность ±1 мм на диаметре 10 метров для предотвращения заклинивания при вращении. Все рамы ковшей драглайнов подвергаются термообработке для снятия напряжений, чтобы устранить деформации, вызванные сваркой, и обеспечить срок службы более 20 лет при непрерывной эксплуатации.

Технические характеристики рамы для подземной добычи

В подземной добыче полезных ископаемых требуются компактные высокопрочные рамы для самосвальных погрузочно-разгрузочных машин (LHD), анкероустановочных машин и конвейерных комбайнов. Рамы для самосвальных погрузочно-разгрузочных машин грузоподъемностью от 10 до 25 тонн изготавливаются из стали Hardox 400 толщиной от 20 до 60 мм, что обеспечивает износостойкость при ударах о горную породу и сохраняет свариваемость при изготовлении сложных геометрических форм. Шарнирные соединения и точки поворота обрабатываются с допуском ±0,05 мм и оснащаются бронзовыми втулками или сферическими подшипниками, рассчитанными на 500 000 циклов при полной нагрузке. Для рам анкероустановочных машин встроенные крепления гидравлического бака и направляющие рельсы сверла обрабатываются с выравниванием ±0,1 мм, что обеспечивает точность расположения болтов в пределах 2 мм на длине 6 метров. Эти рамы проходят 100% магнитопорошковый контроль всех угловых сварных швов в соответствии с ASTM E709 и испытываются под давлением в гидравлических контурах при 1,5-кратном рабочем давлении до 350 бар. Опыт включает рамы для подземного оборудования Sandvik, Atlas Copco и Caterpillar, конструкции которых проверены методом анализа методом конечных элементов (FEA) в соответствии с пределами упругих напряжений ASME VIII Div. 2.

Обработка полезных ископаемых и транспортировка материалов

Помимо традиционной добычи полезных ископаемых, опорные рамы используются для установки специализированного оборудования в сфере обогащения полезных ископаемых и транспортировки материалов. Для полумобильных дробильных установок с производительностью от 5 000 до 12 000 метрических тонн в час опорные рамы изготавливаются из стали S460ML толщиной до 150 мм и рассчитаны на поглощение ударных нагрузок от роторных дробилок и вибрационных питателей. Эти рамы оснащены обработанными монтажными площадками для оснований дробилок с плоскостностью ±0,2 мм на пролетах длиной 3 метра, что обеспечивает правильное выравнивание эксцентриковых валов и подшипников. Для наземных конвейерных систем протяженностью до 20 километров рамы головных и хвостовых шкивов изготавливаются с отверстиями для валов, обработанными с допуском H7, и посадками корпусов подшипников в соответствии с ISO 286. Каждая рама рассчитана на сборку на месте с помощью болтов с высоким пределом прочности и фрикционным зажимом в соответствии с EN 1090-2, предварительно затянутых до 70% от испытательной нагрузки с использованием калиброванных динамометрических ключей. Рамы также используются на насосных станциях для откачки воды из шахт, где стальные конструкции из стали S355J2 поддерживают вертикальные турбинные насосы с номинальной мощностью двигателя до 3000 кВт, требующие ограничения вибрации ниже 4,5 мм/с (среднеквадратичное значение) в соответствии с ISO 10816-3.

Почему для каркасов горнодобывающего оборудования выбирают Leading Top Union

Сертификация по стандарту ISO 3834-2 гарантирует, что каждая рама горнодобывающего оборудования изготавливается в соответствии с комплексной системой обеспечения качества сварки, охватывающей квалификацию технологий сварки, сертификацию сварщиков и протоколы контроля. Технологии сварки прошли квалификацию в соответствии с AWS D1.1 для конструкционной стали и ASME Section IX для деталей, находящихся под давлением, с подтверждающими PQR для всех марок стали от S355 до Hardox 500. Для критически важных рам, используемых в экскаваторах Komatsu PC8000 и Liebherr R 9800, применяются предварительно квалифицированные конструкции соединений с углами паза от 30° до 45°, зазорами у корня от 3 мм до 6 мм и подкладочными планками, необходимыми для достижения полного провара. Каждый сварщик сертифицирован в соответствии с таблицей 4.2 стандарта AWS D1.1 для неограниченной толщины и положения, с ежегодной пересертификацией, включающей испытания на изгиб и радиографический контроль. Техники по неразрушающему контролю имеют сертификаты ASNT уровня II и III по УТ, МТ и ПТ, при этом 100% УТ проводится на всех сварных швах с полным провалом (CJP) с использованием датчиков 2,25 МГц, откалиброванных на эталонных блоках ASTM E164.

Производственные мощности и возможности механической обработки

Производственное предприятие в Сучжоу работает в три смены и способно выпускать более 200 метрических тонн сварных каркасов в неделю; его работу обеспечивают 15 мостовых кранов грузоподъемностью от 10 до 100 тонн. При подъеме каркасов весом свыше 60 тонн осуществляется координация работы нескольких кранов с помощью синхронизированных подъемных механизмов, оснащенных тензодатчиками с погрешностью ±2 % от номинальной грузоподъемности. Оборудование для механической обработки включает расточной станок размером 6 на 3 метра с шпинделем диаметром 160 мм, обеспечивающий точность позиционирования ±0,01 мм и повторяемость ±0,005 мм. Плоскостное шлифование монтажных поверхностей выполняется на шлифовальном станке с магнитным зажимом размером 2 на 1 метр, обеспечивающем плоскостность до 0,02 мм на метр. Все обработанные поверхности защищены антикоррозионным маслом, соответствующим стандарту MIL-PRF-16173 Grade 2, а критические отверстия снабжены пластиковыми заглушками для транспортировки. Предоставляются полные отчеты о проверке размеров с данными КИМ (координатно-измерительной машины) по количеству точек измерения до 200 на раму, с прослеживаемостью до стандартов NIST.

Сотрудничество с промышленностью и опыт успешной работы

Налажено непосредственное сотрудничество с компаниями Caterpillar, Komatsu и Liebherr по разработке технических характеристик рам для горнодобывающей техники, эксплуатируемой в Чили, Австралии и Индонезии. Изготовлено более 500 рам для корпусов электрических кабельных экскаваторов, каждая из которых весит от 45 до 55 тонн, с эффективностью сварных соединений, превышающей 95% в соответствии с AWS D1.1. В рамках этих проектов для продольных швов была внедрена роботизированная сварка методом FCAW с использованием проволоки диаметром 1,6 мм, что позволило достичь скорости наплавки 8 кг в час и скорости перемещения 400 мм в минуту. Термообработка для снятия напряжений проводится в газовой печи размером 8 м × 4 м × 3 м с равномерностью температуры ±10 °C по всей камере и программируемой скоростью нагрева 50 °C в час. Отчеты по качеству показывают, что доля брака при первом проходе для горнодобывающих рам составляет 98,5%, при этом доработка ограничивается незначительными косметическими дефектами. Предоставляется 24-месячная гарантия на отсутствие дефектов сварных швов и отклонений в размерах, подкрепленная страхованием ответственности на сумму до 10 млн долларов США за каждый случай. Свяжитесь с инженерной командой по адресу sales@leadingtopunion.com для рассмотрения проекта рамы и получения ценового предложения в течение 48 часов.

Связанные товары и услуги