Гнездо конусной дробилки, ключевой компонент нижней части подвижного конуса, выполняет функцию шарнира главного вала, передает нагрузки на раму, облегчает смазку и обеспечивает центровку. Оно работает в условиях высоких нагрузок, требующих прочности, износостойкости и точности.
Конструктивно он включает в себя корпус из высокопрочной легированной стали (42CrMo), полость прецизионного подшипника, эксцентриковую втулку, каналы смазки, монтажный фланец и установочные штифты с дополнительными износостойкими вставками.
Производство включает литье в песчаные формы (изготовление моделей, формовка, плавка/заливка), термическую обработку (закалка/отпуск, локальная закалка) и механическую обработку (точная расточка, обработка фланцев, сверление каналов).
Контроль качества включает испытания материалов (состав, механика), контроль размеров (КИМ, проверка округлости), неразрушающий контроль (УЗК, МРТ), механические испытания (твердость, сжатие) и функциональные испытания. Они гарантируют стабильную работу дробилки в горнодобывающей промышленности и при переработке щебня.
Подробное введение в компонент гнезда конусной дробилки
1. Функция и роль розетки
Гнездо конусной дробилки (также известное как гнездо главного вала или эксцентриковое гнездо) — это важный соединительный элемент, расположенный в нижней части подвижного конуса и служащий точкой опоры главного вала. Его основные функции включают:
Поддержка поворота: обеспечение устойчивой точки опоры для главного вала, позволяющей ему эксцентрично вращаться под действием эксцентриковой втулки, что необходимо для создания дробящего движения.
Передача нагрузки: Передача осевых и радиальных нагрузок от движущегося конуса и процесса дробления на нижний подшипник рамы, обеспечивая распределение усилий по фундаменту дробилки.
Интерфейс смазки: каналы смазки корпуса, подающие масло к нижнему подшипнику главного вала, что снижает трение между вращающимся валом и неподвижным гнездом.
Техническое обслуживание: Поддержание концентричности между главным валом и эксцентриковой втулкой, предотвращение чрезмерной вибрации и неравномерного износа сопрягаемых деталей.
Работая в условиях высоких статических и динамических нагрузок, гнездо должно обладать высокой прочностью на сжатие, износостойкостью и точностью размеров для обеспечения стабильной работы дробилки.
2. Состав и строение гнезда
Гнездо обычно представляет собой цилиндрический или конический компонент с полым центром, имеющий следующие основные части и конструктивные детали:
Корпус гнезда: Цельная отливка или поковка из высокопрочной легированной стали (например, 42CrMo) или высокохромистого чугуна диаметром от 150 до 600 мм в зависимости от размера дробилки. Толщина корпуса составляет 30–80 мм для выдерживания больших нагрузок.
Полость подшипника: прецизионно обработанное центральное отверстие, в котором размещается нижний подшипник главного вала (часто сферический роликоподшипник или подшипник скольжения), с шероховатостью поверхности Ра0,8 мкм и допуском размеров IT6.
Интерфейс эксцентриковой втулки: Внешняя цилиндрическая или сферическая поверхность, сопрягающаяся с эксцентриковой втулкой, имеющая полированную поверхность (Ра1,6 мкм) для уменьшения трения при эксцентриковом вращении.
Каналы смазки: Радиальные и осевые просверленные отверстия (φ4–φ10 мм), которые подключаются к системе смазки рамы, подавая масло в полость подшипника и внешний интерфейс.
Монтажный фланец: Радиальный фланец в основании с отверстиями под болты для крепления гнезда к раме, обеспечивая его неподвижность во время работы дробилки. Допуск плоскостности фланца составляет ≤0,05 мм/м для предотвращения концентрации нагрузки.
Установочные штифты: Небольшие цилиндрические выступы на фланце, которые входят в соответствующие отверстия в раме, обеспечивая точное радиальное позиционирование гнезда.
Износостойкая вставка (опционально): сменная бронзовая или баббитовая металлическая втулка, запрессованная в полость подшипника, что повышает износостойкость и позволяет легко заменять ее без замены всего гнезда.
3. Процесс литья подрозетника
Для большинства конструкций гнезд литье в песчаные формы является основным методом изготовления из-за сложной геометрии компонента:
Выбор материала:
Высокопрочная легированная сталь (42CrMo) предпочтительна благодаря своим высоким пределам прочности на растяжение (≥1080 МПа), пределу текучести (≥930 МПа) и ударной вязкости (≥60 Дж/см²). Химический состав контролируется в пределах: C 0,38–0,45%, Кр 0,9–1,2%, Мо 0,15–0,25%.
Изготовление выкроек:
Создаётся полномасштабная модель (из пенопласта, дерева или смолы), повторяющая внешнюю форму гнезда, положение подшипниковой полости, фланца и каналов смазки. Прибавки на усадку (1,5–2,0%) учитывают усадку при охлаждении.
Формование:
Подготавливается песчаная форма на основе смолы, в которой песчаный стержень используется для формирования полости центрального подшипника. Форма покрывается огнеупорной смесью для улучшения качества поверхности и предотвращения попадания песка.
Плавка и заливка:
Легированную сталь выплавляют в индукционной печи при температуре 1520–1560 °C, строго контролируя содержание серы и фосфора (≤0,035% каждого) для предотвращения хрупкости.
Заливка производится при температуре 1480–1520 °C с контролируемой скоростью потока, чтобы обеспечить полное заполнение полости формы, минимизируя пористость в критических областях, таких как полость подшипника.
Термическая обработка:
Закалка и отпуск: Отливку нагревают до 850–880 °C, выдерживают 2–3 часа, затем закаливают в масле. Отпуск при 550–600 °C в течение 4–5 часов позволяет достичь твёрдости ХРК 28–35, что обеспечивает баланс между прочностью и обрабатываемостью.
Локальное упрочнение: Поверхность полости подшипника подвергается индукционной закалке на глубину 2–4 мм с достижением твердости ХРК 50–55 для повышения износостойкости.
4. Процесс обработки и изготовления
Черновая обработка:
Литая заготовка устанавливается на токарный станок с ЧПУ для обработки наружной поверхности, фланца и предварительной полости подшипника с припуском на чистовую обработку 2–3 мм. Основные размеры (например, диаметр фланца) контролируются с точностью ±0,5 мм.
Прецизионная обработка полости подшипника:
Центральное отверстие растачивается и хонингуется до достижения допуска на размер IT6 (например, φ200H6) и шероховатости поверхности Ра0,8 мкм, что обеспечивает надёжную посадку подшипника. Круглость контролируется до ≤0,005 мм.
Обработка фланцев и монтажных элементов:
Монтажный фланец обработан до плоскостности (≤0,05 мм/м) на шлифовальном станке с ЧПУ. Отверстия под болты сверлятся и нарезаются резьбой по классу точности 6Н с точностью позиционирования (±0,1 мм) относительно оси гнезда.
Сверление канала смазки:
Осевые и радиальные масляные отверстия сверлятся на станках глубокого сверления с ЧПУ с строгим позиционным допуском (±0,2 мм) для обеспечения беспрепятственного потока масла. Места пересечения отверстий зачищаются для предотвращения нарушения потока масла.
Обработка поверхности:
Полость подшипника отполирована до Ра0,4 мкм для уменьшения трения и увеличения срока службы подшипника.
Внешняя поверхность и фланец покрыты антикоррозийной краской, а монтажная поверхность обработана противозадирным составом для облегчения монтажа.
5. Процессы контроля качества
Испытание материалов:
Анализ химического состава (спектрометрия) подтверждает соответствие стандартам 42CrMo.
Испытание на растяжение литых образцов подтверждает механические свойства (предел прочности ≥1080 МПа, относительное удлинение ≥12%).
Проверка точности размеров:
Координатно-измерительная машина (КИМ) контролирует критические размеры: диаметр полости подшипника, плоскостность фланца и положение отверстий под болты.
Прибор для проверки круглости измеряет округлость и цилиндричность полости подшипника, гарантируя значения ≤0,005 мм.
Неразрушающий контроль (НК):
Ультразвуковой контроль (УЗК) выявляет внутренние дефекты в корпусе розетки: любые трещины и поры размером более 2 мм приводят к отбраковке.
Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) проверяет наличие поверхностных трещин во фланце, отверстиях для болтов и полости подшипника. Линейные дефекты размером ссшшх0,2 мм отбраковываются.
Испытание механических свойств:
Испытание на твердость (по Роквеллу) обеспечивает твердость полости подшипника ХРК 50–55, а сердечника — ХРК 28–35.
Испытание прочности на сжатие на образцах подтверждает, что гнездо может выдерживать осевые нагрузки ≥200 МПа.
Функциональное тестирование:
Пробная сборка главного вала и подшипника подтверждает правильность сборки: вал вращается плавно, без заеданий, а смазка свободно течет по каналам.
Испытание нагрузкой сопровождается 120% номинальной осевой нагрузки в течение 1 часа, последующий осмотр не выявил никаких деформаций (изменение диаметра полости подшипника ≤0,01 мм).
Благодаря этим процессам производства и контроля качества гнездо конусной дробилки достигает прочности, точности и надежности, необходимых для поддержки главного вала и обеспечения стабильного дробящего движения, гарантируя эффективную работу в горнодобывающих и щебнеперерабатывающих цехах.
