Механизм регулировки конусной дробилки, ключевой элемент системы регулировки зазора, изменяет зазор между конусом и конусом дробления для контроля размера продукта. Его функции включают регулировку зазора (преобразование вращения в вертикальное перемещение чаши), передачу крутящего момента, фиксацию в заданном положении и распределение нагрузки, что требует высокой прочности и точной геометрии зубьев.
Конструктивно это кольцеобразный элемент с корпусом зубчатого венца (высокопрочная литая сталь ZG42CrMo), наружными/внутренними зубьями (модуль 8–20), монтажным фланцем, дополнительным резьбовым соединением, смазочными каналами и элементами фиксации.
Производство включает литье в песчаные формы (выбор материала, изготовление моделей, формовка, плавка/заливка, термообработка), механическую обработку (черновую обработку, обработку зубьев, обработку резьбы/фланцев, сверление каналов смазки) и обработку поверхности (цементацию зубьев, нанесение эпоксидного покрытия).
Контроль качества включает в себя испытания материалов (состав, прочность на разрыв), контроль размеров (КИМ, измерительный центр шестерен), структурные испытания (УЗК, МРТ), испытания механических характеристик (твердость, испытания под нагрузкой) и функциональные испытания. Они обеспечивают надежную и точную регулировку зазора для стабильной работы конусной дробилки.
Подробное описание компонента механизма регулировки конусной дробилки
1. Функция и роль регулировочного механизма
Регулировочный механизм конусной дробилки (также называемый регулировочным зубчатым колесом или эксцентриковым регулировочным механизмом) — важнейший компонент системы регулировки зазора дробилки, отвечающий за изменение зазора между конусом и конусом дробления для контроля размера продукта. Его основные функции включают:
Регулировка зазора: преобразование вращательного движения в вертикальное движение чаши (или подбарабанья), что позволяет операторам увеличивать или уменьшать дробильный зазор для достижения желаемого размера частиц.
Передача крутящего момента: Передача мощности от двигателя привода регулировки (через шестерню или гидравлическую систему) к чаше, что обеспечивает точное позиционирование даже при больших нагрузках.
Механизм блокировки: Взаимодействие с фиксирующими устройствами (например, гидравлическими зажимами или контргайками) для фиксации отрегулированного положения, предотвращая непреднамеренное перемещение во время дробления.
Распределение нагрузки: Распределение осевых нагрузок от чаши к раме во время регулировки и эксплуатации, обеспечение устойчивости и снижение износа сопрягаемых деталей.
Работая в условиях высокого крутящего момента и запыленности, регулировочный механизм требует высокой прочности, износостойкости и точной геометрии зубьев для обеспечения плавной и надежной регулировки зазора.
2. Состав и конструкция регулировочного механизма
Регулировочный механизм обычно представляет собой большой кольцеобразный компонент с внешними или внутренними зубьями, имеющий следующие основные части и конструктивные детали:
Корпус зубчатого кольца: Прочное кольцо из высокопрочной литой стали (например, ZG42CrMo) или кованой стали, наружный диаметр которого варьируется от 500 до 3000 мм в зависимости от размера дробилки. Толщина корпуса составляет 80–200 мм для восприятия осевых нагрузок.
Профиль зуба:
Внешние зубы: Наиболее распространенная конструкция с трапециевидными или эвольвентными зубьями (модуль 8–20), обработанными на внешней окружности, входящим в зацепление с меньшей шестерней привода регулировки.
Внутренние зубы: используется в некоторых конструкциях, с зубцами на внутренней окружности для экономии места, сопряжено с центральной приводной шестерней.
Монтажный фланец: Радиальный фланец в нижней или верхней части зубчатого венца с отверстиями для болтов для соединения с чашей или регулировочным кольцом. Фланец обеспечивает концентричность между шестерней и чашей.
Потоковый интерфейс (опционально): Трапециевидная резьба на внутренней поверхности, которая входит в зацепление с соответствующей резьбой на раме, преобразуя вращательное движение в вертикальное движение чаши.
Каналы смазки: Радиальные или осевые отверстия, подающие смазку на поверхности зубьев и резьбовые соединения, снижая трение и предотвращая заедание.
Функции блокировки:
Зажимные канавки: Кольцевые канавки на внешней поверхности для поршней гидравлического зажима, фиксирующих шестерню на месте.
Выемки или отверстия: Для механических стопорных штифтов, которые фиксируют отрегулированное положение во время технического обслуживания.
3. Процесс литья регулировочной шестерни
Учитывая большой размер и сложную форму, регулировочный механизм в основном изготавливается методом литья в песчаные формы:
Выбор материала:
Высокопрочная литая сталь (ZG42CrMo) предпочтительна благодаря своей высокой прочности на растяжение (≥750 МПа), ударной вязкости (≥30 Дж/см²) и износостойкости. Химический состав контролируется в пределах C 0,38–0,45%, Кр 0,9–1,2%, Мо 0,15–0,25% для достижения баланса прочности и обрабатываемости.
Изготовление выкроек:
Создаётся полномасштабная модель (из пенопласта, дерева или напечатанной на 3D-принтере смолы), повторяющая внешний диаметр зубчатого венца, фланец, отверстия под болты и профиль зубьев (упрощённо для литья). Добавляются припуски на усадку (1,5–2,5%), с увеличенными припусками для толстых секций.
Формование:
Подготавливается песчаная форма на основе смолы, в которую устанавливается модель для формирования наружной поверхности и фланца шестерни. Для создания внутреннего отверстия и отверстий под болты используются стержни, обеспечивающие равномерность толщины стенок (допуск ±3 мм).
Плавка и заливка:
Литую сталь выплавляют в электродуговой печи при температуре 1520–1560 °C, строго контролируя содержание серы и фосфора (≤0,035% каждого) для предотвращения хрупкости.
Заливка производится при температуре 1480–1520 °С с помощью ковша с контролируемым расходом (50–100 кг/с) для заполнения полости формы без турбулентности, что позволяет минимизировать пористость в зубьях шестерен.
Термическая обработка:
Нормализация: Нагрев до 850–900 °C в течение 4–6 часов с последующим охлаждением на воздухе для измельчения зеренной структуры и снижения внутренних напряжений.
Закалка: Нагрев до 600–650 °C в течение 3–5 часов для снижения твердости до 180–230 HBW, улучшения обрабатываемости при сохранении прочности.
4. Процесс обработки и изготовления
Черновая обработка:
Литой зубчатый венец устанавливается на вертикальном токарном станке с ЧПУ для обработки наружного диаметра, внутреннего отверстия и фланца с припуском на чистовую обработку 5–10 мм. Основные размеры (например, плоскостность фланца) контролируются с точностью ±1 мм.
Обработка зубов:
Черновая резка: Зубья обрабатываются методом черновой обработки на зубофрезерном станке с ЧПУ, удаляя излишки материала и формируя эвольвентный или трапециевидный профиль. Для больших зубьев можно использовать зубодолбёжный станок для обработки внутренних зубьев.
Финишная шлифовка: Зубья подвергаются прецизионной шлифовке с использованием зубошлифовального станка для достижения точного профиля зуба (допуск ИСО 8–10), шага (±0,05 мм) и шероховатости поверхности (Ра1,6 мкм) для плавного зацепления.
Обработка резьбы и фланцев:
Трапецеидальная резьба (при наличии) нарезается с помощью резьбофрезерного станка с ЧПУ с точностью шага и хода (±0,1 мм) для обеспечения плавного вертикального перемещения.
Монтажный фланец обработан на станке с ЧПУ до плоскостности (≤0,05 мм/м) и перпендикулярности к оси шестерни (≤0,1 мм/100 мм). Отверстия под болты сверлятся и нарезаются резьбой по классу точности 6Н.
Сверление канала смазки:
Осевые и радиальные масляные отверстия (φ5–φ10 мм) сверлятся с помощью станков для глубокого сверления с ЧПУ с позиционной точностью (±0,2 мм), чтобы обеспечить поступление смазки к основаниям зубьев и резьбовым поверхностям.
Обработка поверхности:
Поверхности зубьев цементируются и закаливаются на глубину 1–2 мм, достигая твердости ХРК 58–62, что повышает износостойкость.
Поверхности, не являющиеся зубьями, покрываются эпоксидной краской (толщиной 100–150 мкм) для защиты от коррозии в условиях горнодобывающей промышленности.
5. Процессы контроля качества
Испытание материалов:
Анализ химического состава (спектрометрия) подтверждает соответствие нормам ZG42CrMo (C 0,38–0,45%, Кр 0,9–1,2%).
Испытание на растяжение литых образцов подтверждает прочность на растяжение ≥750 МПа и относительное удлинение ≥12%.
Проверка точности размеров:
Координатно-измерительная машина (КИМ) контролирует размеры зубчатых колес: наружный диаметр (±0,5 мм), шаг зубьев и параметры резьбы.
Центр измерения зубчатых передач проверяет профиль зуба, угол наклона винтовой линии и отклонение шага, обеспечивая соответствие стандартам ИСО 8.
Испытание структурной целостности:
Ультразвуковой контроль (УЗК) позволяет обнаружить внутренние дефекты в корпусе и фланце шестерни, при этом любые усадочные поры размером >φ5 мм отбраковываются.
Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) позволяет выявить поверхностные трещины в корнях зубьев, отверстиях под болты и впадинах резьбы, при этом линейные дефекты размером менее 1 мм приводят к отбраковке.
Испытание механических характеристик:
Испытание на твердость (по Роквеллу) гарантирует, что поверхности зубьев имеют твердость ХРК 58–62, а сердцевина — 180–230 HBW.
Испытание нагрузкой включает приложение 120% номинального крутящего момента с помощью гидравлического тестера передач, при этом не допускается деформация зубьев или образование трещин.
Функциональное тестирование:
Пробная сборка чаши и регулировочного привода подтверждает плавность вращения: шестерня входит в зацепление с шестерней без заеданий, чаша перемещается вертикально равномерно.
Запирающие механизмы проверяются, чтобы убедиться, что они удерживают заданное положение при нагрузке 150% от рабочей.
Благодаря этим процессам производства и контроля качества регулировочный механизм достигает точности, прочности и надежности, необходимых для обеспечения точной и повторяемой регулировки дробильной щели, что гарантирует постоянный размер продукта и эффективную работу конусных дробилок для горнодобывающей промышленности и переработки щебня.
