Зертханалық журнал: Тозуға төзімді шелек адаптерлеріне арналған қорытпалы болатты таңдау және термиялық өңдеу

A Komatsu шелек тістерінің адаптеріэкскаватор шелегінің шеті мен ауыстырылатын тіс ұшы арасындағы құрылымдық байланыс болып табылады. Ол PC200 экскаваторында шелек тіс ұшында 140 кН жетуі мүмкін толық қазу күшін сіңіреді және оны тістен адаптер арқылы шелек ерніне береді. Егер адаптер түйреуіш тесігінде жарылып немесе жұқа тозса, тіс ұшы жоғалады және оператор қазуды тоқтатып, тісті алып, адаптерді ауыстыруы керек — бұл машинаның бос жүріс құны бойынша минутына 2-3 доллар тұратын 25 минуттық жұмыс.

JM China құю зауытында біз Komatsu адаптерлерін төмен қорытпалы мартенситті болаттан - әдетте 30CrMnSi немесе 35CrMo маркасынан - құйамыз, себебі бұл қорытпалар мұнаймен сөндіру және шынықтырудан кейін қажетті қаттылыққа жетеді, сонымен бірге қазба жұмыстарының циклдік жүктемесі үшін жеткілікті соққы беріктігі сақталады. Құю процесінде кремний құмды қалыппен жоғалған көбік үлгісі қолданылады. Құйғаннан кейін әрбір адаптер 920°C температурада 2 сағат бойы ерітіндімен күйдіріледі, бөлме температурасына дейін маймен сөндіру жүргізіледі, содан кейін мақсатты қаттылыққа жету үшін 250°C температурада 3 сағат бойы шынықтырылады. Шынықтыру кезеңі өте маңызды: оны өткізіп жіберсеңіз, адаптер HRC 58–60 температурада сынғыш болады, бірінші тау жынысы соққысында сынуға бейім. 350°C температурада шамадан тыс шынықтырсаңыз, қаттылық HRC 38–42 дейін төмендейді, бұл тозу мерзімін 40%-ға қысқартады.

Біз бұзу мердігерлері белгілеген стандартты Komatsu адаптерлері үшін HRC 48 ± 3 және ауыр жүктеме нұсқасы үшін HRC 52 ± 2 қаттылық сипаттамасын сақтаймыз. Қаттылық әр адаптер үшін үш нүктелі Rockwell C өлшемдері арқылы тексеріледі: біреуі тұмсық ұшында (тісті ұстап тұратын аймақ), біреуі түйреуіш бастығында (бекіту түйреуішін алатын аймақ) және біреуі бекіту негізінде (шелек ернеуіне дәнекерленетін немесе болттармен бекітілетін аймақ). Тұмсық ұшының қаттылығы түйреуіш бастығынан 2 HRC нүктесінде болуы керек - әйтпесе екі бет арасындағы тозу дифференциалды болуы тістің босап кетуін тездетеді. Егер тұмсық ұшы жұмсақ болса (HRC 42), ал түйреуіш бастығ қатты болса (HRC 50), тұмсық ұшы 30%-ға тез тозады және тіс 120 сағаттан кейін бүйірлік ойық пайда болады. Оператор кабинада бұл ойықты сезе алмайды - бірақ бекіту түйреуіші енді ол арналмаған бүйірлік жүктемені көтереді, сондықтан түйреуіштің мерзімінен бұрын кесілуі ықтимал.

2025 жылдың қаңтарында біз жаңа құю партиясынан алынған 50 адаптерді қазіргі өндірісіміздегі 50 адаптерге қарсы сынақтан өткіздік. 35CrMo сәл өзгеше қыздыруынан құйылған жаңа партия орта есеппен мұрын-түйреуіш қаттылығының таралуын 3,8 HRC ұпайға көрсетті, ал қазіргі партия үшін бұл көрсеткіш 1,6 болды. Негізгі себеп жаңа партияның өндірісінің алғашқы күнінде май температурасының 15°C жоғары болуы болды, бұл жұқа қималы мұрын ұшындағы майдың майлану дәрежесін төмендетті, бірақ қалың түйреуіштің бастығында майдың майлану дәрежесін төмендетпеді. Біз майдың майлану температурасын 45°C-қа дейін төмендеттік және келесі төрт өндіріс күнінде қаттылықтың таралуы 1,6 ұпайлық орташа деңгейге оралғанын тексердік. Аномальды партиядан алынған 50 адаптер «стандартты жұмыс» деңгейіне дейін төмендетілді және онша талап етілмейтін қолданбалар үшін жеңілдікпен сатылды.

Өндіріс жазбасы: Komatsu K-сериялы адаптерлерін құю, термиялық өңдеу және өлшемдерін тексеру

Komatsu K сериялы түйреуіш профилі — PC30-дан PC800-ге дейінгі экскаватор модельдерінде қолданылады — жоғарғы және төменгі тесіктерде 2° бұрышы бар конус тәрізді түйреуіш тесігін, белгілі бір түйреуіш диаметрін (PC50 үшін 12 мм, PC650 үшін 30 мм-ге дейін) және адаптер өлшеміне байланысты өзгеретін түйреуіштің ортасынан мұрын ұшына дейінгі қашықтығын анықтайды. Түйреуіш тесігінің орнында 0,3 мм-ден астам ауытқу бекіткіш түйреуішті тіс пен адаптер тесіктері арқылы енгізу мүмкін еместігін және адаптердің толығымен қалдық екенін білдіреді. Бұл өлшемдік дәлдік құйғаннан кейін CNC өңдеуі мен адаптердің бекіту негізінің жазықтығына сілтеме жасайтын арнайы бекіткіштің үйлесімі арқылы қол жеткізіледі.

Біз әрбір адаптерді төрт осьті тік өңдеу орталығында бір қондырғыда өңдейміз. Жұмыс реттілігі: (1) бекіту негізіне қаратып — жоғалған көбік үлгісінен құйма орналасу нүктелеріне сілтеме жасай отырып; (2) түйреуіш тесігін H8 төзімділігіне дейін бұрғылап, кесеміз (мысалы, PC200 адаптері үшін 20.0 +0.033/0.000 мм); (3) тұмсық ұшындағы тісті ұстау ойығын фрезерлейміз; және (4) бекіткіш қысқыш үшін түйреуіштің бастығы арқылы көлденең тесік бұрғылаймыз. Өңдеуден кейін әрбір адаптер 0.005 мм ажыратымдылықтағы координаталық өлшеу машинасында (CMM) тексеріледі. Маңызды өлшемдер — түйреуіш тесігінің диаметрі, түйреуіш тесігінің орталығынан бекіту бетіне дейінгі қашықтығы және тұмсық ұшының ені — өлшенеді және жапондық дистрибьюторларға әрбір жөнелтіліммен бірге жүретін партиялық есепте жазылады.

2024 жылы біз 20 өлшемдік нұсқада 38 000 Komatsu үйлесімді адаптерлерін шығардық. Өлшемдік қабылдамау коэффициенті 1,1% құрады, яғни 418 адаптер CMM тексеруінен өтпей, қалдықтарға айналдырылды немесе қайта өңделді. Ең көп таралған ақаулық - жалпы қабылдамаулардың 62%-ы - түйреуіштің тесігінің орналасуы болды: орталықтан бекіту бетіне дейінгі қашықтық ±0,3 мм төзімділік терезесінен тыс болды. Біз мұны шикі құймалардағы термиялық кеңеюдің өзгеруіне байланысты бақыладық: қалыпта баяу салқындаған құймалар (құмның ылғалдылығының жоғары болуына байланысты) мұрын ұшында 0,15-0,2 мм қосымша кішіреюді көрсетті, бұл түйреуіштің тесігінің орналасуын тірек жазықтығына қатысты ауыстырды. Құю өндірісінің шешімі шайқау алдында 180 ± 10 минут бақыланатын қалып салқындатуын енгізу болды - бұрын салқындату уақыты оператордың қалауына байланысты болды және 120-дан 240 минутқа дейін болды. Бақыланатын салқындатуды енгізгеннен кейін, түйреуіштің тесігінің орналасуын қабылдамау коэффициенті 0,68%-дан 0,19%-ға дейін төмендеді.

Жапондық дистрибьюторлар үшін — әдетте әр өлшемге 200-500 адаптерден тұратын қауіпсіздік қорын сақтайды — біз ұсынатын партиялық бақылау жүйесі оларға кез келген жеке адаптерді оның партия нөмірі бойынша анықтауға және құю жазбасын, термиялық өңдеу кестесін және CMM өлшемі туралы есепті алуға мүмкіндік береді. Бұл бақылау Жапония құрылыс компанияларының сапа менеджменті жүйелерімен барған сайын талап етілуде, олар жеткізілетін барлық тозатын бөлшектерді талап етеді.Жапония құрылыс жабдықтары қауымдастығыМүше компаниялар өндірістік шежірелік құжаттардың толық жиынтығын жүргізеді.

Өріс деректері: Циклдік жүктеме кезінде түйреуішті сақтау жүйесінің өнімділігі

Түйреуішті ұстап тұру жүйесі — бекіткіш түйреуішті орнында бекітетін серіппелі болаттан немесе полиуретаннан жасалған бекіткіш қысқыш — адаптер жинағының ең кішкентай құрамдас бөлігі, бірақ далалық ақаулықтың ең көп таралған көзі. Бекіткіш қысқыш үзілгенде немесе кернеуін жоғалтқанда, бекіткіш түйреуіш қазу дірілі кезінде босап жұмыс істейді, ал тіс ұшы адаптерден 10-20 жұмыс циклі ішінде түсіп қалады. Токионың орталығындағы бұзу алаңында — PC350 экскаваторы темірбетон плиталарын сындырып жатқан жерде тіс ұшының жоғалуы машинаның тоқтауы, оператордың төмен түсіп, қоқыс үйіндісіндегі тісті табуы (тыгыз жерде 10 минутқа созылуы мүмкін), оны алып, жаңа бекіткіш қысқышпен қайта орнатуы керек дегенді білдіреді. Машинаның жұмыс сағатына 80 доллар және 30 минуттық жоспардан тыс тоқтау құнымен әрбір тістің жоғалуы машинаның бос уақытында 40 долларға түседі — оған қоса оператор мен учаске қауіпсіздігі жөніндегі жетекшінің еңбек шығындары қосылады.

Біз 2024 жылы Чжэнчжоудағы зауытымызда циклдік тиеу машинасында үш бекіткіш қысқыш материалын сынақтан өткіздік: (1) HRC 44–48 дейін термиялық өңделген 65Mn серіппелі болат; (2) HRC 46–50 дейін термиялық өңделген 60Si2Mn серіппелі болат; және (3) полиуретан 95A жағалау қаттылығы. Сынақ әрбір қысқышты 0,5 Гц жиілікте 50 000 енгізу-алу циклі арқылы өткізді — бұл 2 жылдық кезең ішінде ауысым сайын тістің толық ауыстырылуының ең нашар жағдайын модельдеді. 65Mn қысқыштары 50 000 циклден кейін қысқыш күшінің 22%-ға ыдырауын көрсетті — 280 Н бастапқы ұстап тұру күшінен 218 Н-ге дейін. 60Si2Mn қысқыштары 15% ыдырауды көрсетті — 300 Н-нан 255 Н-ге дейін. Полиуретан қысқыштары 35% ыдырауды көрсетті — 200 Н-нан 130 Н-ге дейін — және 20 полиуретан қысқышының үшеуі 30 000 және 38 000 цикл аралығында қысқыш пен түйреуіштің жанасу нүктесінде жарылды.

Осы нәтижелерге сүйене отырып, біз қазір PC200-ден жоғары барлық Komatsu адаптер өлшемдерінде стандартты түрде 60Si2Mn серіппелі болат қысқыштарды қолданамыз және кішірек PC70 және PC130 өлшемдерінде 65Mn қысқыштарды ұсынамыз, мұнда төменгі қысқыш кернеуі 20 кН максималды тіс жүктемесі үшін әлі де жеткілікті. Полиуретан қысқыштар скринингтік шелек тістері сияқты маңызды емес қолданбалар үшін қолжетімді болып қалады, бірақ бұзу немесе тасты қазу үшін ұсынылмайды. Біз жапондық дистрибьюторларға жіберілген әрбір 50 адаптер паллетімен он қосымша бекіткіш қысқыш партиясын қосамыз — бұл тәжірибе жақсы қабылданды, себебі қысқыштар далалық техникалық қызмет көрсету операцияларында ең жиі жоғалатын ұсақ бөлшек болып табылады.

Сынақ нәтижесі: Қаттылық дәрежелері бойынша тозуға төзімділікті салыстыру

Біз адаптер болатын төрт қаттылық деңгейінде салыстыратын бақыланатын абразия сынағын жүргіздік: HRC 38, HRC 45, HRC 50 және HRC 55. Әрбір үлгі өндірістік адаптерден мұрын ұшы бөлігінде кесілген 50 мм × 50 мм × 12 мм пластина болды. Сынақ ASTM G65 стандартына сәйкес құрғақ құм-резеңке дөңгелек аппаратын қолданды — D процедурасы, 5 кг жүктеме, 1000 айналым — және көлемнің жоғалуын текше миллиметрмен өлшедік.

Нәтижелер: HRC 38 85 мм³ жоғалтты. HRC 45 62 мм³ жоғалтты — ең жұмсақ үлгімен салыстырғанда 27% жақсару. HRC 50 48 мм³ жоғалтты — HRC 45-пен салыстырғанда 23% және ең жұмсақ үлгімен салыстырғанда 44% жақсару. HRC 55 41 мм³ жоғалтты — HRC 50-мен салыстырғанда 15% жақсару, бірақ тек 7 мм³ абсолютті жақсару. Қайтарымның азаю заңы айқын: HRC 50-ден HRC 55-ке дейінгі тозуға төзімділіктің артуы мардымсыз, ал соққы беріктігінің жоғалуы айтарлықтай. Сол үлгілердегі Charpy V-тәрізді ойық сынағы соққы энергиясының HRC 50-де 24 Дж-ден HRC 55-те 14 Дж-ге дейін төмендегенін көрсетті — бұл 42% төмендеу. Адаптер тікелей тас соққыларына төтеп беруі керек бұзу қолданбасында HRC 55-тегі сыну қаупінің артуы тозу мерзімінің 15% артуынан асып түседі.

Бұл сынақ деректері біздің өнімге қатысты ұсыныстарымызды басшылыққа алады. Құмды немесе сазды топырақтарда жер қазу үшін — тозу басым тозу механизмі болып табылатын жерлерде — біз қабылданбайтын сынғыштықсыз максималды тозу мерзімі үшін HRC 50–52 ұсынамыз. Соққы жүктемесі қатты болатын бұзу немесе тасты қазу үшін — біз қабылданатын тозуға төзімділікке қол жеткізе отырып, соққыға төзімділікті сақтау үшін HRC 46–48 ұсынамыз. Токио мен Осакада біз жеткізетін жапон нарығындағы бұзу мердігерлері HRC 46–48 класын 60Si2Mn бекіткіш қысқыштарымен стандарттаған, ал олардың PC350 экскаваторына жылдық адаптер тұтынуы орташа есеппен 36 адаптерді құрайды — әрбір 10 жұмыс сағатында бір ауыстыру — бәсекелес көзден HRC 38–42-де жылына 48 адаптермен салыстырғанда.

Клиенттердің пікірлері: Дистрибьютордың қоймаға орналастыру стратегиясы және кепілдікті қайтаруды талдау

Йокогамадағы жапондық дистрибьютор біздің зауыттан 18 өлшемді Komatsu шелек тістері адаптерлерін шығарады. Олар Канто аймағындағы шамамен 350 экскаватор паркінің тұтынушыларына тұрғын үйлерді жөндеуге арналған мини экскаваторларды (PC30–PC70), ал биік ғимараттарды бұзуға арналған үлкен бұзу экскаваторларын (PC490–PC800) қамтиды. Дистрибьютор тоқсан сайын 5000–8000 адаптер партиясымен тапсырыс береді. 2024 жылы олар біздің адаптерлерімізге кепілдікпен қайтару деңгейі 1,2% құрағанын хабарлады — жеткізілген 8200 адаптердің 96-сы — алдыңғы жеткізушісінің қайтару деңгейімен салыстырғанда 3,8%.

Біз қайтарылған 96 адаптерді талдадық. Бөліну: 42 адаптер орташа деңгейден жоғары пайдалану мерзімінен асып кеткен - бұл тұтынушылардың оларды ауыр жүктемелік сортсыз тау жыныстарын қазу кезінде пайдалануына байланысты. Отыз бір адаптердің түйреуіш тесігі жарылған немесе бұрмаланған - бұл операторлардың шелектің тығыздағыш күшін қолданып, тасты жабық траншеядан шығарып алуына байланысты, бұл түйреуіштің бастығында PC200 адаптерінің 180 кН иілу сыйымдылығынан асатын иілу моментін тудырды. 60Si2Mn қысқыштарына ауыспас бұрын жеткізілген партияларда ұстағыш қысқыштың істен шығуына байланысты он екі адаптер тісі жоғалған. Шын мәнінде, он бір адаптер біздің өніміміз емес еді - олар дистрибьютор қоймасы қайтару партиясына қателесіп қосқан бәсекелес адаптерлер болды. Біздің өніміміз емес қайтаруларды түзеткеннен кейін, кепілдіктің нақты қайтару деңгейі 1,04% болды. Дистрибьютордың сатып алу менеджері маған: «Біз адаптерді сатып алу құнының 5%-ын кепілдікті ауыстыруға бюджеттейтінбіз. Сіздің өніміңізбен біз 1,2% деңгейіндеміз. Бұл нағыз желілік өнім үнемдеу».

Жапон нарығы үшін стандартты адаптерлерге тапсырыс беру профилі маусымдық үлгіні ұстанады. Сұраныс сәуірде (қаржы жылының басында, құрылыс бюджеттері жаңа болған кезде) және қазанда (құрғақ маусымдық бұзу терезесінің басында) ең жоғары деңгейге жетеді. Дистрибьютордың қауіпсіздік қоры ережесі: ең жылдам қозғалатын алты өлшем үшін (PC78, PC128, PC138, PC200, PC228, PC400) кемінде 3000 бірлік, орташа көлемді өлшемдер үшін 1500 бірлік және ең үлкен экскаватор өлшемдері үшін 500 бірлік. Біз стандартты өлшемдер үшін 45 күндік және ауыр жүктемелі нұсқалар үшін 60 күндік жеткізу мерзімін сақтаймыз. Бұл дистрибьюторға өндіріс кестесінің болжамдылығына сүйене отырып, жылына 4,5 бірлік айналыммен жұмыс істеуге мүмкіндік береді — бұл салалық орташа 3 айналымнан жоғары.

Оқиғаны зерттеу: Токиодағы бұзу флоты тістің түсу оқиғаларын 75%-ға азайтты

Токиодағы сегіз PC350 экскаваторын және үш PC490 экскаваторын басқаратын бұзу компаниясы жылына орта есеппен 14 темірбетон конструкциясын — кеңсе ғимараттарын, тұрақ гараждарын және жеті қабатқа дейінгі көпқабатты үйлерді бұзды. 2024 жылға дейін олар Осакадағы жалпы жеткізушіден шелек тістерінің адаптерлерін сатып алған. Автопарктің тістерінің түсу көрсеткіші бір жұмыс күнінде бір машинаға 0,14 оқиға болды, яғни автопарк 11 машинада әрбір 4,2 жұмыс күнінде тістерінің түсу оқиғасын бастан кешірді. Әрбір оқиға 35-45 минуттық тоқтауды (жоғалған тістің ұшын табу және алу, адаптерді тексеру және ауыстыру үшін) талап етті, бұл автопаркте күніне 3,2 экипаж-сағат уақытын жұмсады.

2024 жылдың қаңтарында JCEA сауда көрмесінде біздің сипаттамаларымыз туралы білгеннен кейін автопарк менеджері бізбен хабарласты. Біз PC350 автопаркі үшін 500 ауыр жүктемелі адаптерлерді (60Si2Mn қысқыштары бар HRC 50 маркалы) және PC490 автопаркі үшін 200 адаптер жеткіздік — барлығы партиялық бақылау мүмкіндігімен CMM сертификатына ие. Сондай-ақ, біз екі күндік орнату бойынша оқытуды өткіздік, оған мыналар кірді: (1) бекіткіш түйреуіш пен қысқыштың дұрыс айналу моменті — PC350 үшін 45 Нм және PC490 үшін 75 Нм, «сезіну» емес, момент кілтімен өлшенеді; (2) адаптер тозуын визуалды тексеру критерийлері — мұрын ұшының ені бастапқы өлшемнен 5 мм тозған кезде ауыстыру; және (3) қысқышты ауыстыру кестесі — визуалды жағдайға қарамастан әрбір 200 жұмыс сағатында.

Ауыстырудан кейінгі 12 ай ішінде флоттың тіс жоғалту көрсеткіші машина күніне 0,14 оқиғадан 0,035 оқиғаға дейін төмендеді — бұл 75%-ға төмендеу. Тіс жоғалтуға байланысты жоспардан тыс тоқтаулардың жалпы саны 2023 жылы флот бойынша 511 оқиғадан 2024 жылы 128 оқиғаға дейін төмендеді. Экипаж сағатына кететін шығын күніне 3,2 сағаттан 0,8 сағатқа дейін төмендеді — бұл жыл сайын 46 000 АҚШ доллары көлемінде еңбек шығындарын өтеуге мүмкіндік берді. Флот менеджері PC350 ұшақтарының екеуі бірде-бір тіс жоғалтпай, тұтастай бұзу жобасынан өткенін хабарлады. «Бұрынғы адаптерлерде бұл ешқашан болған емес», — деді ол біздің кейінгі қоңырауымызда.OSHA құрылыс нұсқауларыТакелаж және ауыр жабдықтар үшін жерге бекіту құралдарын дұрыс күтіп ұстаудың маңыздылығын атап өтеді, ал күтпеген тістердің жоғалуын азайту белсенді бұзу беттерінің жанында жоспарланбаған машиналардың тоқтап қалуын болдырмау арқылы бұзу жұмыстарының қауіпсіздігіне тікелей ықпал етеді.

Жапондық дистрибьюторлар мен олардың автопарк тұтынушылары үшін бұл жағдайды зерттеуден алынған хабарлама: адаптердің құны — өлшеміне байланысты бір дана үшін 3500–8000 иен — тиісті көрсеткіш емес. Тиісті көрсеткіш — жұмыс сағатына кететін шығын. 6000 иен тұратын және ауыстырудан бұрын 250 сағат жұмыс істейтін PC350 адаптерінің құны сағатына 24 иен. 150 сағат жұмыс істейтін 4500 иен тұратын бәсекелес адаптердің құны сағатына 30 иен. Жоғары сапалы адаптер сағатына 6 иен үнемдейді — ал жылына 2500 сағат жұмыс істейтін машинада бұл жылына бір машина үшін 15 000 иен. Автопарк менеджері оны дистрибьютордың тұтынушылар базасында 350 экскаваторға көбейткенде, жылдық үнемдеу әлеуеті 5,25 миллион иенді құрайды — және бұл тістің жоғалу оқиғаларының азаюынан болатын тоқтап қалу уақытын үнемдеуді есепке алмас бұрын.

Жиі қойылатын сұрақтар