Ступенчатая пластина конусной дробилки

Передача осевой нагрузки: Она отвечает за передачу осевых нагрузок, возникающих в процессе дробления. При дроблении материалов движущимся конусом конусной дробилки возникают значительные осевые силы. Ступенчатая плита эффективно передает эти силы на главный вал и связанные с ним опорные конструкции, обеспечивая стабильную работу дробилки. Например, в конусной дробилке среднего размера осевая нагрузка при нормальной работе может достигать нескольких тонн, и ступенчатая плита играет решающую роль в ее восприятии и передаче.

Позиционирование и руководство: Обеспечивает точное позиционирование главного вала и подвижного конуса. Благодаря точной подгонке к другим компонентам, подвижный конус движется по заданной траектории во время работы. Это крайне важно для поддержания постоянного размера камеры дробления и качества дробленого продукта. Отклонения в положении ступенчатой плиты могут привести к неравномерному износу футеровок подвижного и неподвижного конусов и повлиять на гранулометрический состав дробленого материала.

Механическая поддержка: Ступенчатая пластина обеспечивает механическую поддержку главного вала, помогая снизить вибрацию и удары во время работы дробилки. В условиях вибрации она стабилизирует главный вал, что способствует продлению срока его службы и других связанных с ним компонентов, таких как подшипники.

Пластинчатое тело: Обычно изготавливается из высокопрочной легированной стали, такой как 40CrNiMoA или 35CrMo. Выбор материала обусловлен его высокой прочностью на разрыв (для 40CrNiMoA прочность на разрыв ≥ 980 МПа), хорошей ударной вязкостью и усталостной прочностью. Толщина плиты варьируется от 30 до 80 мм в зависимости от размера и нагрузки конусной дробилки. Для крупногабаритных дробилок, используемых в горнодобывающей промышленности, требуется более толстая ступенчатая плита, чтобы выдерживать более высокие нагрузки.

Центральное отверстие: В ступенчатой пластине имеется точно обработанное центральное отверстие, которое используется для установки на главный вал. Допуск диаметра этого отверстия строго контролируется, обычно в пределах ±0,05 мм, для обеспечения плотной и точной посадки на главный вал. Такая посадка критически важна для эффективной передачи крутящего момента и осевых нагрузок.

Шаг ОсобенностьКак следует из названия, ступенчатая пластина имеет на своей поверхности одну или несколько ступенчатых структур. Эти ступени предназначены для взаимодействия с другими компонентами, такими как упорные подшипники или распорные втулки. Высота и ширина ступеней тщательно рассчитываются в соответствии с механическими требованиями дробилки. Например, высота ступени может варьироваться от 10 до 30 мм, а ширина — от 20 до 50 мм.

Монтажные отверстия: По окружности подножки равномерно распределен ряд монтажных отверстий. Эти отверстия используются для крепления подножки к другим компонентам, таким как подвижный конус или опорная рама, с помощью высокопрочных болтов (обычно класса прочности 8.8 или выше). Количество монтажных отверстий может варьироваться от 8 до 24 в зависимости от размера и конструкции подножки.

Выбранная легированная сталь, например, 40CrNiMoA, сначала плавится в индукционной печи. Температура плавки тщательно контролируется в диапазоне 1500–1550 °C для обеспечения полного расплавления и однородности состава. В процессе плавки добавляются легирующие элементы в соответствии с заданным химическим составом для регулирования свойств стали.

Для изготовления ступенчатой плиты обычно используется песчаная форма. Песчаная форма изготавливается путем смешивания кварцевого песка, связующего вещества (например, смолы) и других добавок. Для придания песчаной форме формы используется шаблон, который представляет собой точную копию ступенчатой плиты с учетом усадки при охлаждении. Шаблон обычно изготавливается из дерева или металла. После того, как песок обкладывается вокруг шаблона, его уплотняют для обеспечения целостности полости формы.

После того, как форма готова и сталь расплавлена до нужной температуры, расплавленная сталь заливается в полость формы. Скорость заливки тщательно контролируется, чтобы избежать турбулентности, которая может привести к появлению таких дефектов, как пористость или включения. Заливка обычно производится под определённым давлением (при использовании системы заливки под давлением), чтобы гарантировать заполнение расплавленной сталью всех участков полости формы, особенно в областях со сложной геометрией, таких как уступы.

После заливки форма медленно остывает в контролируемых условиях. Скорость охлаждения имеет решающее значение, поскольку она влияет на микроструктуру и механические свойства отлитой ступенчатой пластины. Как правило, скорость охлаждения контролируется относительно медленно, чтобы способствовать формированию мелкозернистой микроструктуры. Это может включать покрытие формы изоляционными материалами или помещение её в охлаждающую камеру с регулируемой температурой. Ступенчатая пластина остаётся в форме до полного затвердевания, которое может занять несколько часов в зависимости от её размера.

НормализацияПосле извлечения из формы пластина ступени сначала подвергается нормализации. Она нагревается до температуры около 850–900 °C, а затем охлаждается на воздухе. Нормализация способствует измельчению зернистой структуры, улучшению механических свойств и снятию внутренних напряжений.

Закалка и отпуск: Затем ступенчатая плита подвергается закалке и отпуску. Она нагревается до температуры закалки (для стали 40CrNiMoA около 820–860 °C), затем быстро охлаждается в масле. После закалки производится отпуск при температуре 500–600 °C в течение определённого времени (обычно 2–4 часа). Эта термообработка значительно повышает прочность, ударную вязкость и твёрдость ступенчатой плиты, делая её пригодной для тяжёлых условий работы конусной дробилки.

Поворот: Литая пластина ступени сначала устанавливается на токарный станок. Наружный диаметр и центральное отверстие обтачиваются грубо для удаления излишков материала. Процесс обточки уменьшает диаметр внешней окружности и внутреннего отверстия до размеров, близких к окончательным, оставляя припуск на обработку около 2–3 мм для последующей прецизионной обработки.

Облицовка: Две плоские поверхности ступенчатой пластины торцуются для обеспечения их плоскостности. Торцевание выполняется резцом на токарном станке, при этом допуск плоскостности на этом этапе контролируется в пределах ±0,1 мм.

Шлифование: Наружный диаметр, центральное отверстие и поверхности уступа шлифуются. Процесс шлифования позволяет добиться высокой точности обработки поверхности. Например, шероховатость шлифованных поверхностей может достигать Ра0,8–1,6 мкм. Допуск размеров наружного диаметра и центрального отверстия дополнительно уменьшен до ±0,02 мм, а высота и ширина уступа обработаны в точном соответствии с проектными размерами с допуском ±0,05 мм.

Сверление и нарезание резьбы: Крепёжные отверстия сверлятся и нарезаются резьбой. Для обеспечения точности отверстий используются высокоточные сверлильные станки. Позиционный допуск крепёжных отверстий контролируется в пределах ±0,1 мм. После сверления нарезается резьба для создания внутренней резьбы под болты. Допуск резьбы соответствует действующим национальным стандартам, например, 6H для внутренней резьбы.

Ступень может быть подвергнута поверхностной обработке, например, дробеструйной очистке, для удаления поверхностных загрязнений и улучшения качества поверхности. После дробеструйной обработки она может быть покрыта антикоррозийной краской или антикоррозионным покрытием. Антикоррозийная краска обычно наносится в несколько слоев общей толщиной около 80–120 мкм для защиты ступеньки от коррозии в суровых условиях эксплуатации, особенно в шахтах, где может присутствовать влага и едкие вещества.

Анализ химического состава: Для анализа химического состава материала, из которого изготовлена ступенька, используется спектрометр. Анализ гарантирует, что содержание легирующих элементов в стали, таких как углерод, хром, никель и молибден, находится в пределах допустимых значений. Для стали 40CrNiMoA содержание углерода должно находиться в диапазоне 0,37–0,44%, хрома – 0,6–0,9%, никеля – 1,2–1,6% и молибдена – 0,15–0,25%. Любое отклонение от этих значений может повлиять на механические свойства ступени.

Испытание механических свойств: Испытания на растяжение проводятся на образцах, взятых из пластины ступени. Измеряются прочность на растяжение, предел текучести и относительное удлинение. Для пластин ступени из стали 40CrNiMoA прочность на растяжение должна быть ≥ 980 МПа, предел текучести ≥ 835 МПа и относительное удлинение ≥ 12%. Также проводятся испытания на ударную вязкость материала с требуемой энергией удара ≥ 60 Дж/см².

Координатно-измерительная машина (КИМ)КИМ используется для измерения размеров подступенчатых пластин, включая внешний диаметр, диаметр центрального отверстия, высоту, ширину ступеньки и положение монтажных отверстий. КИМ обеспечивает высокую точность измерений, и любое отклонение размеров за пределы указанных допусков (например, допуск внешнего диаметра ±0,02 мм, допуск высоты ступеньки ±0,05 мм) приведёт к отбраковке подступенчатых пластин.

Проверка манометров: Для проверки соответствия центрального отверстия и ступенчатых элементов используются специальные калибры. Например, кольцевой калибр используется для проверки диаметра центрального отверстия, а ступенчатый калибр — для проверки высоты и ширины ступени. Калибры регулярно калибруются для обеспечения точности результатов контроля.

Ультразвуковой контроль (УЗК): Ультразвуковой контроль используется для выявления внутренних дефектов в ступенчатой пластине, таких как трещины, пористость или включения. Ультразвуковые волны проходят через ступенчатую пластину, и любые дефекты вызывают отражения, которые могут быть обнаружены ультразвуковым оборудованием. Дефекты, превышающие определённый размер (обычно определяемый как длина трещины ≥ 2 мм или диаметр поры ≥ 1 мм), не допускаются.

Магнитопорошковая дефектоскопия (МПТ): МРТ в основном используется для обнаружения поверхностных и приповерхностных дефектов в ферромагнитных материалах, таких как легированная сталь, из которой изготовлена ступенька. К ступеньке прикладывается магнитное поле, и магнитные частицы распределяются по поверхности. Любые дефекты приводят к накоплению магнитных частиц, что указывает на наличие и местонахождение дефекта. Поверхностные трещины длиной более 0,5 мм считаются недопустимыми.

Проверка сборки: Ступенчатая плита собирается вместе с другими компонентами конусной дробилки, такими как главный вал и подвижный конус, в испытательной установке. Сборка проверяется на точность посадки и соосности. Например, ступенчатая плита должна легко и без заеданий входить в главный вал, а крепёжные болты должны затягиваться с заданным моментом без каких-либо проблем.

Моделирование производительности: Собранные компоненты конусной дробилки со ступенчатой плитой подвергаются испытаниям с имитацией производительности. Эти испытания могут включать в себя работу дробилки при низкой нагрузке в течение определенного времени для проверки наличия аномальных вибраций, шумов и чрезмерного износа. Если в ходе испытаний с имитацией производительности будут обнаружены какие-либо проблемы, может потребоваться повторная проверка или замена ступенчатой плиты.