Старая пружинная конусная дробилка

Рама является основным конструктивным элементом, обычно изготавливаемым из высокопрочной литой стали (например, ЗГ270-500). Она обеспечивает устойчивое основание и поддержку всех остальных компонентов. В верхней части рамы располагается подбарабанье, а в нижней – втулка эксцентрикового вала, главный вал и другие подвижные части. Для повышения жёсткости и повышения устойчивости к высоким ударным нагрузкам, возникающим при дроблении, рама часто снабжается рёбрами жёсткости. Рама имеет прочную конструкцию и толщину в критических зонах 30–50 мм.

Корпус дробилки представляет собой коническую деталь, изготовленную из высокомарганцовистой стали (например, ЗГМн13) или высокохромистого чугуна. Он устанавливается на главный вал и вращается эксцентрично внутри углубления. Поверхность корпуса имеет специальный профиль для эффективного дробления материалов. Толщина корпуса варьируется от 30 до 80 мм в зависимости от модели и области применения. Нижняя часть корпуса соединена с главным валом через сферический подшипник, что обеспечивает плавное и стабильное вращательное движение.

Подбарабанье – это неподвижная внешняя часть камеры дробления. Оно также изготовлено из износостойких материалов, таких как высокомарганцовистая сталь или высокохромистый чугун. Подбарабанье закреплено в верхней части рамы и имеет коническую форму, соответствующую корпусу дробилки. Внутренняя поверхность подбарабанья футерована сменными износостойкими вкладышами. Конструкция подбарабанья рассчитана на ударную и абразивную нагрузку от дробимого материала толщиной 25–60 мм.

Втулка эксцентрикового вала является ключевым компонентом передачи движения. Она изготовлена из литой легированной стали (например, ZG35CrMo). Втулка эксцентрикового вала вращается вокруг главного вала, вызывая эксцентричное вращение кожуха. Она оснащена конической шестерней большого диаметра, которая входит в зацепление с малой конической шестерней на передаточном валу. Эксцентриситет втулки вала тщательно рассчитан для контроля амплитуды вращательного движения кожуха, обычно составляющей от 10 до 30 мм.

Система трансмиссии состоит из двигателя, клиновых ремней, шкива, трансмиссионного вала и конических шестерен. Двигатель (обычно мощностью от 55 до 315 кВт) обеспечивает привод. Клиновые ремни передают мощность от двигателя на шкив на валу трансмиссии. Вал трансмиссии вращает малую коническую шестерню, которая входит в зацепление с большой конической шестерней на эксцентриковом валу, приводя во вращение эксцентриковую втулку. Передаточное отношение конических шестерен обычно находится в диапазоне от 1:4 до 1:6.

Пружины играют важную роль в обеспечении безопасности и регулировке конусных пружинных дробилок старого образца. В нижней части рамы установлен комплект высокопрочных пружин (обычно из легированной пружинной стали, например, 60Si2Mn). При наличии в камере дробления недробимых материалов (например, железных осколков) пружины сжимаются, позволяя кольцу опуститься и увеличить разгрузочный зазор, предотвращая повреждение дробилки. Силу сжатия пружин можно регулировать для управления дробящим усилием и размером разгрузочного материала. Диапазон сжатия пружин обычно составляет 20–50 мм.

Система подачи обычно включает в себя загрузочный бункер, расположенный в верхней части дробилки. Загрузочный бункер предназначен для равномерного распределения материала в камере дробления. Размер загрузочного бункера варьируется в зависимости от производительности дробилки и составляет от 0,5 до 3 кубических метров. Система разгрузки расположена в нижней части дробилки. Разгружаемый материал проходит через регулируемую разгрузочную щель, которую можно регулировать путем изменения положения подбарабанья или с помощью пружинного регулировочного механизма. Разгрузочную щель можно регулировать в диапазоне от 3 до 50 мм для контроля размера частиц конечного продукта.

Изготовление выкроек: Полномасштабная модель изготавливается, как правило, из дерева или напечатанной на 3D-принтере смолы, с учетом усадки (1,5–2,0%) и необходимости механической обработки. Модель точно передает сложную форму рамы, включая все внутренние полости и точки крепления.

ФормованиеДля литья рамы используются песчаные формы на основе смолы. Песок смешивается со связующими смолами для образования прочной формы. В форму вставляются стержни для создания внутренних полостей, например, для втулки эксцентрикового вала и главного вала. Затем форма покрывается огнеупорным слоем для улучшения качества поверхности отливки.

Кастинг: Высокопрочная литая сталь (ЗГ270-500) плавится в индукционной печи при температуре 1520-1560 °C. Расплавленный металл аккуратно заливается в форму с контролируемой скоростью, чтобы обеспечить её равномерное заполнение и минимизировать образование дефектов. После отливки каркас медленно остывает в форме для снижения внутренних напряжений.

Термическая обработка: Литая рама подвергается термической обработке. Сначала она нормализуется при температуре 880–920 °C, а затем охлаждается на воздухе. После этого следует отпуск при температуре 550–600 °C для улучшения механических свойств, таких как твёрдость (HB 180–220) и вязкость.

Обработка: Термообработанная рама затем подвергается механической обработке. Фрезерные станки с ЧПУ используются для обработки посадочных поверхностей под вогнутую часть, втулку эксцентрикового вала и другие компоненты. Точность обработки ключевых размеров контролируется в пределах ±0,1 мм. Для создания отверстий под болты и другие крепёжные элементы выполняются операции сверления и нарезания резьбы.

КовкаЗаготовки из стали с высоким содержанием марганца (ЗГМн13) или высокохромистого чугуна нагреваются до 1100–1150 °C, а затем подвергаются ковке, придавая им коническую форму. Ковка способствует выравниванию структуры зерна материала, повышая его прочность и износостойкость. Для достижения желаемой формы и точности размеров может потребоваться несколько стадий ковки.

Термическая обработкаПосле ковки заготовка подвергается термической обработке. Для стали с высоким содержанием марганца она подвергается отжигу на твердый раствор при температуре 1050–1100 °C, а затем закалке в воде для получения высокотвёрдой мартенситной структуры. Твёрдость заготовки после термической обработки обычно составляет 45–55 ХРК.

Обработка: Термообработанная оболочка подвергается механической обработке для достижения окончательных размеров. Для обработки внешней конической поверхности, нижней поверхности под сферический подшипник и других необходимых деталей используются токарные и фрезерные станки с ЧПУ. Качество обработки рабочей поверхности оболочки тщательно контролируется для обеспечения плавного дробления с шероховатостью Ра 3,2–6,3 мкм.

Кастинг: Как и рама, вогнутая часть отливается в песчано-связующих формах. Высокомарганцевая сталь или высокохромистый чугун плавятся в индукционной печи при температуре 1450–1500 °C и заливаются в форму. Процесс литья тщательно контролируется для обеспечения равномерной толщины и минимизации пористости.

Термическая обработка: Литая вогнутая деталь подвергается термической обработке для улучшения механических свойств. Обычно она нормализуется и отпускается. Для стали с высоким содержанием марганца температура нормализации составляет около 950–1000 °C, после чего следует отпуск при 200–300 °C для достижения требуемой твёрдости и вязкости.

Обработка: После термообработки вогнутая часть обрабатывается механически. Внутренняя поверхность обрабатывается по заданному профилю, соответствующему обшивке, а внешняя поверхность – для установки на раму. Точность обработки профиля внутренней поверхности составляет ±0,5 мм, а шероховатость поверхности – Ра 6,3–12,5 мкм.

КастингДля отливки втулки эксцентрикового вала используется легированная литая сталь (ZG35CrMo). Процесс литья аналогичен процессу литья рамы, с тщательным контролем температуры заливки (1500–1540 °C) и конструкции формы для обеспечения правильного формирования эксцентрикового профиля.

Термическая обработка: Литая втулка эксцентрикового вала закаливается при температуре 850–880 °C, а затем отпускается при температуре 580–620 °C для достижения требуемых механических свойств, таких как высокая прочность и хорошая износостойкость. Твёрдость после термообработки обычно составляет 220–260 HB.

Обработка: Токарные и шлифовальные станки с ЧПУ используются для обработки наружного и внутреннего диаметров втулки эксцентрикового вала, а также поверхностей под конические шестерни и подшипники. Точность обработки диаметра эксцентрика составляет ±0,05 мм, а шероховатость поверхностей, соприкасающихся с подшипниками, составляет Ра 0,8–1,6 мкм.

Волочение проволоки: Проволока из легированной пружинной стали (например, 60Si2Mn) вытягивается до необходимого диаметра с допуском ±0,05 мм. Затем проволока скручивается в пружину на пружинонавивочном станке.

Термическая обработка: Винтовые пружины подвергаются термической обработке. Сначала их нагревают до 860–880 °C, а затем закаливают в масле. После закалки их отпускают при температуре 420–450 °C для достижения необходимой жёсткости и усталостной прочности пружины.

Тестирование: Каждая пружина проверяется на жёсткость и грузоподъёмность. Пружины, не соответствующие указанным требованиям, отбраковываются.

Обработка поверхности:

Рисование: Все открытые металлические поверхности дробилки, такие как рама, окрашены антикоррозионной краской. Краска обычно наносится в несколько слоев. Сначала наносится грунтовка для улучшения адгезии, а затем один или несколько верхних слоев. Обычно используется высококачественная эпоксидная краска, обеспечивающая хорошую защиту от ржавчины и коррозии в суровых условиях эксплуатации.

Смазка: Все движущиеся части, такие как подшипники, валы и шестерни, смазываются соответствующими смазочными материалами. Для подшипников часто используется консистентная смазка (например, на литиевой основе), а для шестерён — масляная. Точки смазки спроектированы таким образом, чтобы обеспечить лёгкий доступ для регулярного обслуживания.

Сборка:

Сборка дробилки осуществляется в определённой последовательности. Сначала рама устанавливается на устойчивый верстак. Затем в раму устанавливается втулка эксцентрикового вала, затем главный вал и кожух. Затем на верхнюю часть рамы устанавливается подбарабанье. На нижнюю часть рамы устанавливается пружинный блок, затем собирается и подключается система трансмиссии.

В процессе сборки все компоненты тщательно выравниваются и закрепляются болтами и гайками. Для обеспечения затяжки болтов с заданным моментом затяжки используются динамометрические ключи, обычно находящиеся в диапазоне от 100 до 500 Н·м, в зависимости от размера и типа болта.

Корректирование:

После сборки дробилка настраивается. Разгрузочный зазор между конусом дробления и подбарабаньем регулируется с помощью пружинного механизма или других регулировочных устройств. Регулировка производится для достижения требуемого размера дробленого продукта. Точность регулировки разгрузочного зазора составляет ±1 мм.

Система трансмиссии также регулируется для обеспечения правильного совмещения зубчатых передач и ремней. Натяжение ремня регулируется до рекомендуемого значения, обычно измеряемого с помощью измерителя натяжения ремня. Проверяется зацепление шестерен для обеспечения плавности работы и минимального шума.

Испытание материалов:

Анализ химического составаОбразцы сырья, используемого для литья и ковки, такие как литая сталь, высокомарганцовистая сталь и легированная сталь, анализируются спектрометрами для определения их химического состава. Например, содержание углерода в сплаве ЗГМн13 должно находиться в диапазоне 1,0–1,4%, а содержание марганца – 11–14%.

Испытание механических свойств: Образцы материалов подвергаются испытаниям на растяжение, ударную вязкость и твердость. Для высокопрочной литой стали (ЗГ270-500) предел прочности при растяжении должен быть не менее 500 МПа, а относительное удлинение — не менее 18%.

Размерная инспекция:

Проверка координатно-измерительной машины (КИМ)КИМ используется для измерения основных размеров всех компонентов, таких как диаметр втулки эксцентрикового вала, высота и диаметр манжеты и подбарабанья, а также расстояние между монтажными отверстиями на раме. Точность измерений КИМ составляет ±0,02 мм.

Проверка манометровСпециальные калибры используются для проверки размеров таких деталей, как шаг резьбы болтов и посадка сопрягаемых деталей. Например, посадка главного вала и подшипника проверяется с помощью нутромера и вала-калибра, чтобы убедиться, что зазор находится в пределах допустимого диапазона.

Неразрушающий контроль (НК):

Ультразвуковой контроль (УЗК): Ультразвуковой контроль (УЗК) используется для выявления внутренних дефектов в отливках, таких как пористость, трещины и включения. Ультразвуковые волны проходят через материал, и любые дефекты обнаруживаются путём анализа отражённых волн. Дефекты, превышающие определённый размер (обычно 3–5 мм), считаются недопустимыми.

Магнитопорошковая дефектоскопия (МПТ): МРТ используется для обнаружения поверхностных и приповерхностных трещин в ферромагнитных материалах, таких как стальные компоненты. К компоненту прикладывается магнитное поле, и на поверхность распыляются магнитные частицы. Трещины притягивают магнитные частицы, что делает их видимыми.

Тестирование производительности:

Пустой - Тест нагрузки: Собранная дробилка работает без материала в течение 2–4 часов. В ходе этого испытания проверяются вращение вала, работа трансмиссии и устойчивость машины. Уровень вибрации машины измеряется с помощью вибродатчиков и должен быть в пределах допустимых значений (обычно менее 10 мм/с).

Тест под нагрузкой: Затем дробилка подвергается испытанию под нагрузкой. Представительная проба измельчаемого материала (например, гранита или известняка) подается в дробилку с контролируемой скоростью. Измеряются производительность, гранулометрический состав измельченного продукта и скорость износа конуса и подбарабанья. Производительность должна соответствовать номинальным значениям дробилки, а гранулометрический состав должен находиться в заданном диапазоне.

Подготовка фундамента:

Для дробилки заливается бетонный фундамент. Конструкция фундамента рассчитывается с учётом веса и габаритов дробилки, а также динамических нагрузок, возникающих во время работы. Обычно используется бетон высокой прочности, например, марки С30–С40.

Фундамент выравнивается с точностью ±0,1 мм/м с помощью уровня или лазерного нивелира. Анкерные болты устанавливаются в фундамент во время заливки. Анкерные болты используются для крепления дробилки к фундаменту и должны иметь достаточный диаметр и длину, чтобы выдерживать действующие на неё силы.

Установка дробилки:

Дробилку осторожно поднимают и устанавливают на фундамент с помощью крана или другого подъемного оборудования. Дробилка выравнивается с помощью анкерных болтов, а под раму подкладываются прокладки для регулировки уровня и выравнивания дробилки. Прокладки изготовлены из стали толщиной 0,5–5 мм.

Затем анкерные болты затягиваются динамометрическим ключом с заданным моментом затяжки, обычно в диапазоне 300–800 Н·м, в зависимости от размера болта. Затяжка производится крест-накрест для равномерного распределения нагрузки.

Установка системы трансмиссии:

Двигатель установлен на отдельном основании, которое также закреплено на фундаменте. Основание регулируется для обеспечения правильного совмещения с валом трансмиссии дробилки.

Клиновидные ремни устанавливаются между шкивом двигателя и шкивом дробилки. Натяжение ремня регулируется до рекомендуемого значения с помощью измерителя натяжения ремня. Правильное натяжение ремня важно для обеспечения эффективной передачи мощности и предотвращения проскальзывания ремня.

Конические шестерни в системе трансмиссии устанавливаются и регулируются для обеспечения правильного зацепления. Зазор между шестернями измеряется щупом и регулируется до заданного значения, обычно в диапазоне 0,1–0,3 мм.

Установка системы смазки и гидравлики (если применимо):

Система смазки, включающая масляные насосы, фильтры и маслопроводы, установлена. Маслопроводы подключены ко всем точкам смазки дробилки, таким как подшипники и шестерни. Система смазки заполнена соответствующим смазочным материалом, и уровень масла проверен.