Laserpinnoitustekniikka: hiilikaivoskoneen hammaspyörän laserpinnoituskorjaus

Hiilikaivosteollisuudessa hiilikaivoskoneen ketjupyörä, joka on vetojärjestelmän keskeinen osa, altistuu pitkien aikojen ajan suurille kuormille, suurelle kitkalle ja voimakkaille iskuille. Perinteiset korjausmenetelmät eivät usein tuota tyydyttäviä tuloksia.

Alan haasteet

Perinteisillä korjausmenetelmillä, kuten hitsaamalla ja lämpöruiskutuksella, on ongelmia alhaisen korjaustarkkuuden, heikon sidoslujuuden ja laajan lämpövaikutusalueen kanssa. Kun hiilikaivoskoneen ketjupyörä toimii ankarissa olosuhteissa, nämä korjausmenetelmät eivät usein täytä tehokkaan ja turvallisen louhinnan vaatimuksia nykyaikaisissa hiilikaivoksissa.

Tämä vaikuttaa suoraan laitteen vakaaseen toimintaan ja huoltosykliin. Kun hammaspyörä on pahasti kulunut tai vaurioitunut, perinteisten korjausmenetelmien käyttöikä on yleensä lyhyt, ja tiheä vaihto tuo mukanaan korkeita laitteiden huoltokustannuksia ja seisokkiaikojen menetyksiä.

Pitkä hankintasykli ja uusien komponenttien korkeat kustannukset yhdessä asettavat vakavia rajoituksia hiiliyritysten tuotannon tehokkuudelle ja taloudellisille hyödyille.

Tekninen etu

Laserpinnoitustekniikka perustuu lasersäteiden korkeaenergisiin ominaisuuksiin, jotka sulattavat nopeasti tiettyjä ominaisuuksia omaavia metalliseosjauheita substraatin pinnalle ja jähmettyvät hyvin lyhyessä ajassa muodostaen korkean suorituskyvyn omaavan verhouskerroksen, joka metallurgisesti sidotaan substraattiin.

Verrattuna perinteisiin pinnankorjaustekniikoihin, laserpinnoituksella on ainutlaatuisia etuja. Laservaikutuksen lyhyt kesto ja keskittynyt energia minimoivat alustan lämpövaikutuksen ja vähentävät muodonmuutoksia sulamisprosessin aikana.

Tämä teknologia pystyy tarkasti hallitsemaan verhouskerroksen paksuutta, muotoa ja suorituskykyä, mikä mahdollistaa kuluneiden ja vaurioituneiden osien tarkan korjauksen. Metallurgiset sidosominaisuudet varmistavat vahvan sidoslujuuden korjauskerroksen ja alustamateriaalin välillä.

Tarkkuusprosessi

Laserpinnoituksen korjausprosessi noudattaa tiukkaa menettelytapasarjaa. Ensimmäinen vaihe on esikäsittelyvaihe, johon kuuluu komponenttien pinnan perusteellinen puhdistaminen orgaanisilla liuottimilla öljytahrojen, ruosteen ja epäpuhtauksien poistamiseksi.

Tämän jälkeen suoritetaan pinnan karhennuskäsittely, jossa käytetään yleensä hiekkapuhallusta ja kiillotusta pinnan karheuden lisäämiseksi ja pinnoitteen ja alustan välisen tartunnan parantamiseksi. Nämä esikäsittelyvaiheet saattavat vaikuttaa yksinkertaisilta, mutta ne ovat perusta onnistuneen korjauksen varmistamiselle.

Seuraavaksi suoritetaan vika-arviointi, jossa arvioidaan kattavasti komponenttien kuluminen, halkeamat ja muut kunto rikkomattomien testaustekniikoiden avulla sekä määritetään korjausalue ja korjaussuunnitelma. Tämä vaihe auttaa insinöörejä kehittämään tehokkaimman korjausstrategian.

Ydinprosessi

Laitteiden virheenkorjaus on laserpinnoituskorjauksen ydinprosessi. Insinöörien on säädettävä laserpinnoituslaitteiden parametreja komponenttien koon, muodon ja korjausvaatimusten perusteella, mukaan lukien laserin teho, skannausnopeus, pisteen halkaisija, jauheen syöttönopeus jne.

Paksumpien verhouskerrosten kohdalla on tarpeen lisätä laserin tehoa ja jauheen syöttönopeutta samalla kun skannausnopeutta on vastaavasti vähennettävä. Ohutseinäisten tai tarkkuusvaatimuksia omaavien osien kohdalla on tarpeen vähentää laserin tehoa ja lisätä skannausnopeutta lämpövaikutusalueen ja muodonmuutoksen vähentämiseksi. Verhousprosessin aikana on kiinnitettävä huomiota verhouskerroksen päällekkäisyyden hallintaan, yleensä 30–50 %, verhouskerroksen jatkuvuuden ja tasaisuuden varmistamiseksi.

Laadunvalvonta

Prosessinvalvonta on tärkeä vaihe verhouksen laadun varmistamisessa. Sulamisprosessia seurataan reaaliajassa infrapunalämpömittareilla, CCD-kameroilla ja muilla laitteilla, ja seurataan parametreja, kuten sulan altaan lämpötilaa ja sulavan kerroksen morfologiaa.

Kun sulan altaan lämpötila havaitaan liian korkeaksi, se voi aiheuttaa vikoja, kuten karkeaa rakennetta ja huokosia verhouskerroksessa. Tällöin on tarpeen vähentää laserin tehoa tai lisätä skannausnopeutta ajoissa. Jos verhouskerroksen pinta on epätasainen, on tarpeen säätää jauheen syöttönopeutta ja skannausreittiä.

Tämä tarkka reaaliaikainen ohjausominaisuus mahdollistaa laserpinnoitusteknologian varmistaa korjauslaadun vakauden ja yhdenmukaisuuden, mikä täyttää teollisen tuotannon vaatimukset korkealaatuiselle korjaukselle.

Jälkikäsittelymenettely

Laserpinnoitteen korjauksen jälkeen tarvitaan myös useita jälkikäsittelytoimenpiteitä. Ensinnäkin korjatut komponentit lämpökäsitellään yleensä pinnoitekerroksen sisäisten jäännösjännitysten poistamiseksi ja mikrorakenteen ja ominaisuuksien parantamiseksi.

Yleisesti käytettyjä lämpökäsittelymenetelmiä ovat hehkutus, päästö jne. Hehkutuskäsittely voi vähentää verhouskerroksen kovuutta, parantaa plastisuutta ja sitkeyttä; päästökäsittely voi poistaa jäännösjännityksiä, vakauttaa rakennetta ja parantaa verhouskerroksen kokonaisvaltaista suorituskykyä.

Ketjupyörän mittatarkkuusvaatimusten mukaisesti korjatut osat käsitellään mekaanisesti, kuten sorvataan, hiotaan jne., jotta osien mitat ja pinnan karheus täyttävät suunnitteluvaatimukset. Tämä vaihe varmistaa, että korjatut komponentit sopivat tarkasti ja palauttavat normaalin toiminnan.