СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШНЕКОВОГО ТРАНСПОРТЕРА Российский патент 2023 года по МПК B23K9/04 B23K101/08 B21C37/26 B65G33/26 B21H3/12 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве шнековых транспортеров, используемых для осуществления гидравлического разрыва пласта.

Известен способ изготовления шнека, при котором витую часть конструкции транспортера (спираль) изготавливают отдельно и полностью. Спираль устанавливают на валу, для чего используют растяжитель. Нижнюю или верхнюю часть спирали прихватывают к валу, а за другой конец витой части тянут, и, таким образом, собирают всю конструкцию шнекового транспортера. Перед установкой спирали заблаговременно подбирают зазоры, чтобы не допустить несимметричность изделия. Усилия прижатия и растяжения считают равным не менее пятидесяти процентов шага витков шнековой спирали. Прикладывая усилия прижима к поверхности, руководствуются участком приложения усилий прижима, равным не менее одного шага витка (А.С. №1569048).

Одним из серьезных недостатков такого способа является невозможность изготовления шнеков с более толстой толщиной стенки, с большим диаметром, а также необходимость дополнительного оборудования для растяжения спирали в случае ее удлинения.

Известен способ ремонта шнековых транспортеров, согласно которому на спираль винтовых или прессовых шнеков припаивают покрытие с большими износостойкими свойствами, чем основной металл транспортера. На это же покрытие сверху еще раз наносят слой припоя из твердого сплава для увеличения срока службы шнека (ФРГ N 3234710, кл. В23 1/12).

Высокая точность изготовления припаянного покрытия позволяет отказаться от всех видов механической обработки и быть годным данному креплению для эксплуатации. Однако отсутствие полной пропайки по всей площади граничащих поверхностей является недостатком данного способа. Несплавление может привести как к частичному осыпанию припаянной поверхности, так и к полному разрушению образованного соединения. К тому же не осуществляется какая-либо термическая обработка пропаянной площади, что непосредственно влияет на прочность и долговечность соединения.

Известен способ изготовления шнека, где собирается спираль, состоящая из многочисленных секторов, длина которых зависит от длины вала, на котором они будут закрепляться при помощи сварки. Вал осуществляет вращение, для удобства и простоты сборки шнека, образующую спирали направляют перпендикулярно к оси вращающегося вала. Первую лопасть приваривают к верхней точке вала, далее устанавливают остальные зоны и, благодаря вращению вала, последовательно приваривают их к нему. Крайнюю лопасть транспортера надежно приваривают к цилиндрическому валу, однако витки у вершины шнека лишь прихватывают к валу в нескольких точках. После прихватки первого витка ось вала разрезается под углом, на который будет подниматься спираль, и поворачивают в обратную сторону, после чего время от времени происходит перемещение вала на величину, равную половине шага витка спирали в продольном направлении для последующего приваривания во внутреннюю поверхность каждого сегмента спирали (патент RU №2361692).

Недостатками данного изобретения являются: сложная схема изготовления шнековой спирали; появление зон скопления напряжений в местах, где вал сгибается; истощение ресурса шнека.

Задачей изобретения является создание способа изготовления шнекового транспортера с достижением следующего технического результата: повышение ресурса работы шнекового транспортера в абразивной среде за счет повышения его прочностных характеристик методом наплавки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления шнекового транспортера осуществляют сваривание предварительно вырезанных шнековых лопастей прямолинейными участками в непрерывную спираль и приварку ее к трубе-основанию, которую устанавливают на валу. Первые участки спирали прихватывают к началу трубы основания и проводят последовательную сборку и сварку всей конструкции шнека путем сообщения валу вращательного движения с постоянной скоростью. Полученный шнековый транспортер нагревают до 300°С в печи, затем снова устанавливают на вращающийся вал и осуществляют наплавку спирали шнека высоколегированной электродной проволокой с содержанием углерода 3,5 мас.%.

Способ осуществляется следующим образом.

Трубу-основание шнека размещают на вращающемся валу. Посегментно собирают спираль на трубу-основание. Осуществляют приваривание спирали на трубу. Далее отправляют полученный шнековый транспортер в печь, выдерживают его для нагрева до заданной температуры (300°С). После операции предварительного подогрева размещают шнек на вращающемся валу и, не позволяя ему остыть, осуществляют наплавку проволокой или электродом с высоким содержанием углерода 3,5 мас.%.

Такой режим наплавки позволяет немного перемешаться с основным металлом, но не сильно изменять его свойства. Получаемая поверхность спирали увеличивает износостойкость транспортера в 2,5 раза. Предварительный подогрев обеспечивает лучшую перемешиваемость проволоки с основным металлом, минимизирует наличие трещин в наплавленном металле, что уменьшает абразивный износ, а, следственно, увеличивает ее срок эксплуатации. Толщина стенок увеличивается, что увеличивает срок службы шнекового транспортера, а после того как слой наплавки стирается, его снова можно наплавить.

Изобретение может быть использовано при производстве и ремонте шнековых транспортеров, используемых для осуществления гидравлического разрыва пласта. Предварительно вырезанные шнековые лопасти сваривают прямолинейными участками в непрерывную спираль и приваривают ее к трубе-основанию, установленной на валу. Первые участки спирали прихватывают к началу трубы-основания и проводят последовательную сборку и сварку всей конструкции шнека путем сообщения валу вращательного движения с постоянной скоростью. Полученный шнековый транспортер нагревают до 300°С в печи, затем снова устанавливают на вращающийся вал и осуществляют наплавку спирали шнека высоколегированной электродной проволокой с содержанием углерода 3,5 мас.%. Наплавка высоколегированной присадки на спираль шнека обеспечивает повышение ресурса работы шнекового транспортера.

Способ изготовления шнекового транспортера, включающий сваривание предварительно вырезанных шнековых лопастей прямолинейными участками в непрерывную спираль и приварку ее к трубе-основанию, которую устанавливают на валу, при этом первые участки спирали прихватывают к началу трубы-основания и проводят последовательную сборку и сварку всей конструкции шнека путем сообщения валу вращательного движения с постоянной скоростью, отличающийся тем, что полученный шнековый транспортер нагревают до 300°С в печи, затем снова устанавливают на вращающийся вал и осуществляют наплавку спирали шнека высоколегированной электродной проволокой с содержанием углерода 3,5 мас.%.