Зажимное кольцо конусной дробилки, ключевой элемент крепления между регулировочным кольцом и нижней рамой, фиксирует подбарабанье и стабилизирует узел чаши. Оно фиксирует подбарабанье, блокирует регулировку, распределяет нагрузку и улучшает герметичность, выдерживая высокие зажимные усилия и циклические нагрузки.
Конструктивно он включает в себя кольцевой корпус из высокопрочной литой/кованой стали, прецизионную зажимную поверхность, отверстия под болты, подъемные проушины, фиксирующие элементы и ребра жесткости с дополнительными износостойкими покрытиями.
Производство включает литье в песчаные формы (ZG35CrMo) или ковку (35CrMo) с последующей термической обработкой, механической обработкой (точением на станке с ЧПУ/шлифовкой для повышения точности) и обработкой поверхности.
Контроль качества включает испытания материалов (состав, механика), контроль размеров (КИМ, лазерное слежение), испытания на структурную целостность (УЗИ, МРТ), испытания механических характеристик (усилие зажима, усталость) и проверку сборки. Это гарантирует надёжную фиксацию компонентов для стабильной работы дробилки в горнодобывающей промышленности и при переработке щебня.
Подробное описание компонента зажимного кольца конусной дробилки
1. Функция и роль зажимного кольца
Зажимное кольцо конусной дробилки (также известное как стопорное кольцо или зажимное кольцо чаши) — это важный крепёжный элемент, расположенный между регулировочным кольцом и нижней рамой. Он в первую очередь отвечает за фиксацию подбарабанья (фиксированной конусной футеровки) и поддержание устойчивости узла чаши. Его основные функции включают:
Вогнутая фиксация: приложение радиального и осевого давления для плотного прижатия вогнутых сегментов к внутренней поверхности чаши, предотвращая смещение или вибрацию во время дробления, которые могут привести к неравномерному износу или утечке материала.
Блокировка регулировки: закрепление регулировочного кольца в установленном положении после регулировки зазора, обеспечение постоянного размера дробящего зазора во время работы и предотвращение непреднамеренных изменений, влияющих на размер продукта.
Передача нагрузки: Равномерное распределение усилия зажима по вогнутой части и чаше, снижение локальной концентрации напряжений и увеличение срока службы сопрягаемых компонентов.
Улучшение герметизации: создание герметичного уплотнения между регулировочным кольцом и нижней рамой, что сводит к минимуму попадание пыли, частиц руды и влаги во внутренние механизмы, тем самым уменьшая износ и загрязнение смазочного материала.
Работая в условиях высоких зажимных усилий (часто превышающих 100 кН) и циклических нагрузок, зажимное кольцо должно обладать высокой прочностью на разрыв, жесткостью и износостойкостью для сохранения своей зажимной способности в течение длительного времени.
2. Состав и конструкция зажимного кольца
Зажимное кольцо обычно представляет собой кольцевой, цельный или сегментированный компонент прочной конструкции, включающий следующие основные детали и конструктивные элементы:
Кольцо тела: Круглая рама из высокопрочной литой стали (например, ZG35CrMo) или кованой стали, наружный диаметр которой варьируется от 800 до 3000 мм в зависимости от размера дробилки. Толщина корпуса составляет 40–100 мм, а радиальная ширина — 100–300 мм для обеспечения устойчивости к зажимным усилиям.
Зажимная поверхность: Прецизионная, обработанная на станке, наклонная или плоская поверхность на внутренней окружности, сопрягающаяся с внешним фланцем вогнутой части или регулировочным кольцом. Шероховатость этой поверхности составляет Ра1,6–3,2 мкм для обеспечения равномерного распределения силы.
Резьбовые отверстия/прорези для болтов: Отверстия (12–36, в зависимости от размера) или продолговатые пазы, расположенные по окружности, для установки зажимных болтов. Они расположены таким образом, чтобы обеспечить равномерное давление, с допуском диаметра отверстия H12 и точностью позиционирования (±0,5 мм) относительно центра кольца.
Подъемные проушины: Цельнолитые или приваренные выступы на внешней поверхности для облегчения установки и снятия с помощью подъемного оборудования, рассчитанные на вес кольца (часто 500–5000 кг).
Особенности расположения:
Штифты выравнивания: Небольшие цилиндрические выступы на нижней поверхности, которые входят в соответствующие отверстия в нижней раме, обеспечивая радиальное позиционирование.
Канавки/выемки: Кольцевые канавки, которые сопрягаются с ребрами на регулировочном кольце, предотвращая вращательное проскальзывание под нагрузкой.
Ребра жесткости: Радиальные или кольцевые ребра на внешней или внутренней поверхности, которые повышают жесткость без чрезмерного веса, расположены так, чтобы противостоять деформации под давлением зажима.
Износостойкое покрытие (опционально): твердое хромовое покрытие (толщиной 50–100 мкм) или наплавка на зажимную поверхность для уменьшения износа от многократного контакта с вогнутым или регулировочным кольцом.
3. Процесс литья зажимного кольца
Учитывая большой размер и кольцевую структуру, зажимное кольцо в основном изготавливается методом литья в песчаные формы, а для высоконагруженных применений используется кованая сталь:
Выбор материала:
Литая сталь (ZG35CrMo): Предпочтителен благодаря балансу прочности (предел прочности на растяжение ≥650 МПа, предел текучести ≥380 МПа) и литейных качеств. Химический состав: C 0,32–0,40%, Кр 0,8–1,1%, Мо 0,15–0,25%.
Кованая сталь (35CrMo): Используется для дробилок с экстремальными нагрузками, обеспечивая более высокую прочность (энергия удара ≥40 Дж) и усталостную прочность.
Изготовление выкроек:
Полноразмерная модель создается с помощью 3D-печати из смолы, дерева или пены, повторяя внешний диаметр кольца, его ширину, отверстия для болтов и выступы. При этом учитываются допуски на усадку (1,8–2,2%), а для толстых участков, таких как ребра, допуски увеличиваются.
Формование:
Для создания кольцевой формы изготавливается песчаная форма на основе смолы с разъемными шаблонами. Для создания отверстий под болты и внутренних элементов используются стержни, обеспечивающие единообразие размеров. Полость формы покрывается огнеупорным составом на основе циркония для улучшения качества поверхности.
Плавка и заливка:
Литая сталь выплавляется в электродуговой печи при температуре 1530–1570 °C со строгим контролем содержания серы (≤0,035%) и фосфора (≤0,035%) для предотвращения хрупкости.
Заливка производится при температуре 1490–1530 °C с использованием ковша с промежуточным ковшом для управления потоком, что обеспечивает равномерное заполнение формы и минимизирует пористость в критических зонах, таких как бобышки болтовых отверстий.
Термическая обработка:
Нормализация: Нагрев до 860–900 °C в течение 3–5 часов с последующим охлаждением на воздухе для измельчения зеренной структуры и снижения внутренних напряжений.
Закалка: Нагрев до 550–600 °C в течение 4–6 часов для достижения твёрдости HB 200–250, обеспечивающей баланс прочности и обрабатываемости. Для кованых колец применяется закалка (850–880 °C, охлаждение в масле) с отпуском для повышения прочности.
4. Процесс обработки и изготовления
Черновая обработка:
Литое или кованое кольцо устанавливается на вертикальном токарном станке с ЧПУ для обработки наружного и внутреннего диаметров, а также верхней и нижней поверхностей с припуском на чистовую обработку 3–5 мм. Основные размеры (например, наружный диаметр) контролируются с точностью ±1 мм.
Обработка поверхности зажима:
Внутренняя зажимная поверхность обработана с высокой точностью на токарном станке с ЧПУ или шлифовальном станке для достижения плоскостности (≤0,1 мм/м) и шероховатости Ра1,6 мкм. Наклонные поверхности (при наличии) обработаны с допуском угла ±0,1°.
Обработка отверстий под болты:
Резьбовые отверстия или пазы сверлятся и нарезаются на обрабатывающем центре с ЧПУ и поворотным столом, что обеспечивает точность позиционирования (±0,5 мм) и качество резьбы (класс 6H для резьбовых отверстий). Утолщения отверстий усилены для предотвращения срыва при высоком крутящем моменте.
Подъемная проушина и обработка деталей:
Подъемные проушины обработаны на станке для удаления литейного облоя и обеспечения безопасного подъема, а также имеют закругленные края для снижения концентрации напряжений.
Установочные штифты или пазы фрезеруются по точным размерам с допуском ±0,1 мм для обеспечения совмещения.
Обработка поверхности:
Зажимная поверхность опционально покрывается твердым хромом (50–100 мкм) методом гальванизации, что позволяет достичь твердости ХРК 60–65 для защиты от износа.
Несопрягаемые поверхности подвергаются струйной очистке и окрашиваются эпоксидной краской (толщиной 100–150 мкм) для защиты от коррозии.
5. Процессы контроля качества
Испытание материалов:
Анализ химического состава (спектрометрия) подтверждает соответствие стандартам ZG35CrMo или 35CrMo.
Испытание на растяжение литых/кованых образцов подтверждает механические свойства (например, прочность на растяжение ≥650 МПа, удлинение ≥15%).
Проверка точности размеров:
Координатно-измерительная машина (КИМ) проверяет критические размеры: внешний/внутренний диаметр, плоскостность зажимной поверхности и положение отверстий под болты.
Лазерный трекер проверяет округлость кольца (≤0,2 мм) и концентричность между внутренним и внешним диаметрами (≤0,1 мм).
Испытание структурной целостности:
Ультразвуковой контроль (УЗК) выявляет внутренние дефекты в корпусе кольца и отверстиях под болты, при этом любые трещины и поры размером более 3 мм отбраковываются.
Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) позволяет выявить поверхностные трещины в выступах, зажимных поверхностях и отверстиях для болтов, а также линейные дефекты размером до 1 мм, приводящие к отбраковке.
Испытание механических характеристик:
Испытание силы зажима: Кольцо устанавливается с болтами, затянутыми с моментом 120% от номинального значения, с тензодатчиками, измеряющими деформацию (предел: ≤0,2 мм/м).
Испытание на усталость: Образцы подвергаются циклическому нагружению (10⁶ циклов) при 80% предела текучести, чтобы гарантировать отсутствие трещин, имитируя длительное использование.
Проверка сборки:
Пробная сборка с регулировочным кольцом и вогнутыми сегментами подтверждает правильность посадки: усилие зажима распределяется равномерно, а между сопрягаемыми поверхностями нет чрезмерного зазора.
Благодаря этим процессам изготовления и контроля качества зажимное кольцо обеспечивает надежную фиксацию конуса и стабильную работу конусной дробилки, что делает его необходимым для стабильной производительности в горнодобывающей промышленности и при обработке щебня.
