Гидравлическая система щековых дробилок, необходимая для регулировки разгрузочных щелей и защиты от перегрузки, состоит из источников питания (гидравлических насосов, двигателей), исполнительных механизмов (регулировочных/предохранительных цилиндров), элементов управления (клапанов, датчиков давления), вспомогательного оборудования (труб, фильтров) и гидравлического масла L-ХМ 46#, работающего при давлении 16–25 МПа.
Изготовление цилиндров включает в себя прецизионную расточку (Ра≤0,8 мкм), хромирование штоков (50–55 ХРК) и сборку с соблюдением строгих герметизирующих требований. Контроль качества включает испытания под давлением (1,5×рабочее давление), проверку чистоты масла (≤НАН 7) и проверку работоспособности (снятие перегрузки за 0,5 с).
При средней наработке на отказ ≥3000 часов при надлежащем техническом обслуживании (замена масла каждые 2000 часов) обеспечивается эффективная и безопасная работа дробилки за счет быстрого реагирования и стабильного контроля давления.
Подробное введение в гидравлическую систему щековых дробилок
Гидравлическая система щековой дробилки является основной вспомогательной системой современных крупногабаритных или автоматизированных щековых дробилок. Её основные функции включают регулировку дробящей щели (размера разгрузочного отверстия), защиту от перегрузки (автоматический сброс давления при столкновении с недробимыми материалами) и помощь в возврате подвижной щеки в исходное положение. По сравнению с традиционными методами регулировки с помощью прокладок, гидравлическая система обладает такими преимуществами, как удобство регулировки, быстрое реагирование и точная защита, что делает её широко используемой на дробильных линиях, работающих с твердыми материалами или требующих высокой автоматизации.
I. Состав и структура гидравлической системы
Гидравлическая система состоит из пяти частей: источника питания, исполнительных механизмов, элементов управления, вспомогательных элементов и рабочей среды. Конкретная структура и функции следующие:
Компоненты источника питания
Гидравлический насос: основной силовой агрегат системы, обычно аксиально-поршневые или шестерёнчатые насосы, преобразующие механическую энергию двигателя в гидравлическую. Рабочее давление обычно составляет 16–25 МПа, а расход регулируется в соответствии с требованиями приводов (например, 10–30 л/мин).
Мотор: Приводит в действие гидравлический насос, мощность которого соответствует мощности насоса (например, 5,5–15 кВт). Используется трёхфазный асинхронный двигатель с защитой от перегрузки.
Нефтяной бак: Хранит гидравлическое масло (объем в 3–5 раз превышает расход системы, например, 100–500 л) и выполняет функцию отвода тепла и осаждения примесей. Содержит внутренние перегородки (разделяющие зоны возврата и всасывания масла), всасывающий фильтр (точность фильтрации 100 мкм) и указатель уровня жидкости.
Приводы
Регулировочные цилиндры (2–4, расположены симметрично): соединяют поворотную щеку и раму, регулируя положение поворотной щеки посредством расширения для точного управления зазором выпускного отверстия (точность регулировки ±0,5 мм).
Предохранительные цилиндры (1–2): подключены параллельно к масляному контуру регулирующего цилиндра. При попадании недробимых материалов давление в цилиндре резко возрастает, и предохранительный клапан сбрасывает давление, предотвращая повреждение оборудования.
Гидравлический цилиндр: Основной компонент линейного перемещения, разделенный на регулировочные цилиндры и предохранительные цилиндры:
Поршень и шток поршня: Движущиеся части внутри цилиндра. Поршень изготовлен из износостойкого чугуна (ХТ300), а поверхность штока хромирована (толщиной 0,05–0,1 мм) твёрдостью ≥50 ХРК для обеспечения износостойкости и защиты от коррозии.
Компоненты управления
Предохранительный клапан: устанавливает максимальное давление в системе (например, 20 МПа). Сбрасывает давление, когда оно превышает пороговое значение, чтобы защитить насосы, цилиндры и другие компоненты от повреждения вследствие перегрузки.
Направляющий клапан: В основном это электромагнитные направляющие клапаны, управляющие направлением потока гидравлического масла для осуществления расширения и сжатия цилиндра (переключение направления при регулировке выпускного отверстия).
Датчик давления: Контролирует давление в системе в режиме реального времени (точность ±0,5% полной шкалы) и передает сигналы обратно в систему управления для автоматического сброса давления или подачи сигнала тревоги.
Дроссельный клапан: Регулирует скорость расширения цилиндра, чтобы обеспечить стабильную регулировку выпускного отверстия (скорость 0,5–2 мм/с).
Вспомогательные компоненты
Гидравлические трубы: Рукава высокого давления (рабочее давление ≥30 МПа) или бесшовные стальные трубы (диаметром 10–25 мм) для соединения различных компонентов. Соединения труб – муфтовые или фланцевые (для обеспечения герметичности).
Фильтры: включают в себя всасывающие фильтры (защищают насос), возвратные масляные фильтры (точность фильтрации 20 мкм, защищают всю систему) и фильтры высокого давления (устанавливаются на входе в цилиндр для предотвращения царапания стенок цилиндра загрязнениями).
Кулер: В основном с воздушным или водяным охлаждением. Запускается при температуре масла выше 55°C, контролируя её в пределах 30–50°C (чтобы избежать снижения вязкости масла).
Аккумулятор: сохраняет гидравлическую энергию, стабилизирует давление при колебаниях давления в системе (например, быстро восстанавливает давление после сброса давления в предохранительном цилиндре) и сокращает частые пуски/остановки насоса.
Рабочая среда
Используется противоизносное гидравлическое масло (например, L-ХМ 46#), обладающее хорошей стойкостью к окислению, антипенными свойствами и текучестью при низких температурах (индекс вязкости ≥140), что обеспечивает стабильную работу в условиях -10–60 ℃.
II. Процесс изготовления основных компонентов гидравлической системы
Процессы производства основных компонентов (гидроцилиндров, насосов, клапанов) существенно различаются. Ниже подробно рассматривается процесс производства ключевого исполнительного механизма (гидроцилиндра):
Обработка гильз цилиндров
Материал: бесшовная стальная труба 27SiMn или 45# (толщина стенки 8–20 мм). Черновая обработка наружной окружности и внутреннего отверстия (с припуском на обработку 1–2 мм).
Прецизионная расточка внутреннего отверстия: обработка выполняется на станке для глубоких отверстий с целью обеспечения допуска внутреннего диаметра H9, шероховатости поверхности Ра≤0,8 мкм и цилиндричности ≤0,02 мм/м (во избежание заклинивания поршня).
Шлифование внешнего круга: обеспечить соосность между внешним кругом и внутренним отверстием ≤0,03 мм и перпендикулярность между поверхностями фланцев на обоих концах и осью ≤0,02 мм/100 мм.
Обработка поршневого штока
Материал: 40Cr, кованый и отпущенный (твёрдость 28–32 ХРК). Поверхностная закалка головки штока и направляющей части (твёрдость 50–55 ХРК).
Прецизионная шлифовка внешнего круга: допуск f7, шероховатость поверхности Ра≤0,4 мкм, прямолинейность ≤0,05 мм/м. Твёрдое хромирование (толщина 0,05–0,1 мм, пористость ≤3 пор/см²) с последующей полировкой до Ра≤0,2 мкм.
Обработка поршня и торцевой крышки
Поршень: изготовлен из чугуна марки ХТ300 или ковкого чугуна QT500-7. После обточки на наружную окружность устанавливается полиуретановое уплотнительное кольцо (Y- или U-образного сечения), обеспечивающее зазор между ним и внутренним отверстием цилиндра 0,05–0,1 мм.
Торцевая крышка: литая сталь (ЗГ230-450). Обработана канавка под уплотнительное кольцо (для установки уплотнительных колец или комбинированных уплотнений), а резьбовое отверстие (для подключения масляных трубок) имеет точность 6H для предотвращения утечек.
Процесс сборки
Очистка: Все детали очищаются керосином от железной стружки и масляных пятен. Внутренняя стенка цилиндра протирается шёлковой тканью (чтобы не поцарапать хромовое покрытие).
Сборка: последовательно установите поршень, шток, торцевую крышку и уплотнения, следя за тем, чтобы уплотнительное кольцо не перекосилось (кромка должна быть обращена к стороне нагнетаемого масла). Соосность направляющей втулки и штока должна быть ≤0,05 мм.
Испытание: После сборки проводится испытание под давлением (в 1,5 раза превышающим рабочее давление в течение 30 минут, без утечек и остаточной деформации).
III. Процессы контроля качества гидравлической системы
Контроль качества гидравлической системы охватывает весь процесс изготовления компонентов, сборки системы и испытания производительности для обеспечения надежной работы:
Контроль качества изготовления компонентов
Испытание под давлением: в 1,5 раза превышающее рабочее давление, в течение 30 минут, без утечки из корпуса цилиндра или торцевой крышки, а также без остаточной деформации штока поршня (измеренное удлинение ≤0,1 мм).
Работа на холостом ходу: 50 возвратно-поступательных движений без замедления и заедания, с колебанием скорости ≤5%.
Проверка объемного КПД насоса: ≥90% (шестеренчатый насос) или ≥95% (поршневой насос) при номинальном давлении, без аномального шума (≤85 дБ) в течение 1 часа работы.
Герметичность корпуса клапана: каждый масляный порт испытывается под давлением, в 1,5 раза превышающим рабочее, в течение 10 минут, с утечкой ≤0,1 мл/мин (распределительный клапан) или 0 мл/мин (предохранительный клапан).
Гидравлические насосы/клапаны:
Гидравлические цилиндры:
Контроль качества сборки системы
Трубопроводное соединение: Момент затяжки трубных соединений соответствует стандартам (например, момент затяжки болта М16 35–40 Н·м). Радиус изгиба рукавов высокого давления должен быть ≥10 диаметров трубы (во избежание разрыва из-за чрезмерного изгиба).
Чистота масла: После сборки система промывается (с использованием масляного фильтра-автомобиля с точностью фильтрации 3 мкм в течение 4 часов), при уровне загрязнения масла ≤НАН 7 (ИСО 4406 18/15).
Электрическое управление: Время отклика между датчиком давления и системой управления ≤0,1 секунды, а время переключения направляющего клапана ≤0,5 секунды.
Тестирование производительности системы
Точность контроля давления: Отклонение между заданным давлением и фактическим давлением ≤±0,5 МПа (например, 15,5–16,5 МПа при настройке на 16 МПа).
Тест защиты от перегрузки: Имитируя поступление недробимых материалов в камеру дробления, система должна в течение 0,5 секунды сбросить давление до безопасного уровня (≤5 МПа) и в течение 3 секунд после сброса восстановить рабочее давление.
Испытание на непрерывную работу: Работа в номинальных условиях в течение 100 часов при стабильной температуре масла 30–50 ℃, отсутствии утечек из уплотнений и уровне загрязнения масла ≤НАН 8.
Тестирование адаптации к окружающей среде
Испытание на воздействие низких температур: начиная с -10 ℃, система должна достичь рабочего давления в течение 5 минут без заклинивания.
Испытание на вибрацию: Вибрация с частотой 10–50 Гц и амплитудой 0,1 мм в течение 2 часов без ослабления соединений труб и повреждения компонентов.
IV. Советы по обслуживанию
Регулярно меняйте гидравлическое масло (каждые 2000 часов) и фильтр возвратного масла. Отберите пробу масла и проверьте его (содержание влаги ≤0,1%, скорость изменения вязкости ≤10%).
Ежедневно проверяйте уровень масла в баке (не менее 1/2), температуру масла (≤60°C) и наличие утечек в трубопроводах. Незамедлительно устраняйте неисправности, если давление выходит за пределы нормы (например, неисправность предохранительного клапана или внутренняя утечка в цилиндре).
Заменяйте уплотнения каждые 1–2 года (в зависимости от условий эксплуатации), чтобы избежать утечек из-за старения.
Благодаря строгим производственным процессам и контролю качества гидравлическая система может достигать среднего времени наработки на отказ (Среднее время безотказной работы) ≥3000 часов, что гарантирует эффективную и безопасную работу щековой дробилки.
