Kepçe dişleri için kıyas yolu ile malzeme geliştirme ve bu malzemenin ısıl işlem yolu ile performansının arttırılması

Abstract

Dünyada ve Ülkemizde, Madencilik sektöründe kullanılmakta olan, dragline, bager, ekskavatör gibi kazı ve yükleme işlerinde çalıştırılan ağır iş makinalarının kepçelerinde; kepçe saplanış kuvvetini arttırarak kazı işlemini kolaylaştırmak amacıyla, kepçe ana malzemesine direkt veya bir adaptör yardımıyla bağlanan kepçe dişleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, TKİ Kurumuna bağlı Ege Linyitleri İşletmesinde çalıştırılmakta olan elektrikli ekskavatörlerde kullanılan, yerli imal edilmiş kepçe dişlerinde yaşanan kırılma problemlerinin, işletmede sorunsuz olarak çalışan orijinal USA menşeili kepçe dişleri malzeme ve üretim yöntemleri açısından kıyaslanmak suretiyle, yerli üretilen kepçe diş performanslarının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda yerli ve orjinal kepçe dişlerinin malzeme analizleri, sertlik karşılaştırmaları yapılmış, orijinal kepçe dişi kimyasal kompozisyonunda numuneler döktürülmüş ve bu numunelere, farklı ortam ve sıcaklıklarda, ısıl işlemler uygulanarak değişik içyapı ve mekanik özelliklerde malzelemeler elde edilmiştir. Elde edilen bu farklı mekanik özelliklerdeki yapıların, orijinal malzemenin mekanik özellikleri ile yapılan kıyaslanmasında ona en yakın olan numune malzemenin, kimyasal kompozisyonu ve ısıl işlem prosedurü esas alınarak 1 takım kepçe dişi imali gerçekleştirilmiştir. İmal edilen kepçe dişleri aynı çalışma ortamlarında işletmedeki bir ekskavatöre bağlanarak, çalışma performansları izlenmiş ve yapılan gözlemler neticesinde; Yeni orijinal malzeme kompozisyonunda, ısıl işlem sonucu östenitlenerek su verilmiş ve daha sonra 600ºC sıcaklıkta menevişlenerek elde edilmiş olan mekanik özelliklere sahip kepçe dişlerinde, 1100 saatlik bir çalışma süresi içerisinde, herhangi bir kırılma probleminin yaşanmadığı ve çalışma performanslarında belirgin bir iyileşme olduğu tesbit edilmiştir. İzleme ve gözetleme halen sürmektedir.

In the world and also in our country, some excavating and loading machines like dragline, bagger and excavator in the mining industry, bucket teeth which are attached to the main bucket material directly or by the help of an adapter, are used to ease excavating process by increasing bucket fixing force. In this study, the aim was to increase the performances of local made teeth which are being used in the electric shovels in Aegean Lignite Establishment which is connected to TKİ foundation, by comparing the local made bucket teeth that fracture problems encountered with, and the original USA made bucket teeth that work without any problem, according to their materials and manufacturing process. In accordance with this aim, the material analysis and hardness of local made and original bucket teeth are compared, different samples are manufactured with the original bucket teeth chemical composition. Materials with different microstructures and mechanical properties are obtained by applying different heat treatments in different temperature and work conditions. As a result of comparing these structures with original materials, based on the heat treatment procedure of the sample which has the nearest values of the original structure, a set of bucket teeth is manufactured. The manufactured bucket teeth are attached on an excavator in the establishment in the same working conditions and work performances are observed. After 1100 hours of operating time, it is determined that there is a significant recovery in the working performances and no fracture problems occured in the bucket teeth, having original material composition that have quenched by austenitizing after heat treatment and have mechanical properties which are obtained by tempering at 600ºC temperature.