Головка конусной дробилки

Подробное описание компонента головки конусной дробилки

1. Функция и роль конусной дробильной головки

2. Состав и конструкция головки конусной дробилки

• Тело головы (основная структура): коническая или усеченно-коническая отливка из высокопрочной литой стали (например, ZG35CrMo) или ковкого чугуна (QT600-3). Она служит опорой для износостойкой втулки и соединяется с эксцентриковым валом через центральное отверстие. Внутренняя полость корпуса предназначена для установки эксцентриковой втулки, а шпоночные пазы или болты обеспечивают надежное соединение и передачу крутящего момента.
• Износостойкая подкладка (мантия): Сменный наружный слой из высокохромистого чугуна (Cr20-Cr26) или легированной стали высокой твёрдости (ХРК 55-65). Он крепится к корпусу головки болтами, пазами типа «ласточкин хвост» или клиновыми блоками, обеспечивая плотное прилегание и предотвращая смещение во время дробления. Поверхность футеровки часто имеет вогнутый или выпуклый профиль (например, профиль стандартного, грубого или мелкого дробления) для оптимизации захвата материала и эффективности дробления.
• Отверстие подшипника: Центральное цилиндрическое или коническое отверстие в корпусе головки, в которое вставляется верхний конец эксцентрикового вала. Отверстие обработано с высокой точностью для обеспечения надёжной посадки на вал. Для подачи масла к контактной поверхности просверлены смазочные каналы, что снижает трение и износ.
• Монтажный фланец или отверстия для болтов: Расположенные в основании корпуса головки, эти элементы надежно фиксируют износостойкую вставку на корпусе. Пазы типа «ласточкин хвост» на внутренней поверхности вставки сопрягаются с соответствующими выступами на корпусе головки, повышая прочность соединения при ударных нагрузках.
• Полости для вентиляции и снижения веса: Некоторые головки большого размера имеют внутренние полости для уменьшения веса, улучшения теплоотвода и предотвращения чрезмерной инерции при колебаниях. Эти полости спроектированы так, чтобы не нарушать структурную целостность корпуса.

3. Процесс литья тела головы

1. Выбор материала:

• Литая сталь (ZG35CrMo) предпочтительна для крупных дробилок из-за ее высокой прочности на растяжение (≥785 МПа) и ударной вязкости, подходящей для тяжелых условий дробления.

• Ковкий чугун (QT600-3) используется для головок среднего размера, обеспечивая хорошую литейность и экономическую эффективность при сохранении достаточной прочности.

2. Изготовление выкроек:

• Полноразмерная модель создается из дерева, пенопласта или материалов, напечатанных на 3D-принтере, воспроизводя внешнюю форму головы, внутреннюю полость и особенности крепления. При литье по выплавляемым моделям модель из пенопласта включает в себя интегрированные направляющие и подъёмники.

• Припуски на усадку (2–3 % для литой стали) и углы уклона (3–5 °) добавляются для компенсации усадки после литья и облегчения извлечения моделей.

3. Формование:

• Для литья в песчаные формы: вокруг модели заполняется песок на основе смолы, образуя полость формы, в которую вставляется песчаный стержень для создания центрального отверстия и внутренних полостей. Форма отверждается для обеспечения твёрдости и размерной стабильности.

• Для литья по газифицируемым моделям: модель из пенопласта покрывается огнеупорной суспензией (керамической или на основе циркония) для формирования оболочки толщиной 3–5 мм, затем заливается сухим песком.

4. Плавка и заливка:

• Литую сталь выплавляют в дуговой электропечи при температуре 1500–1600 °C с добавлением легирующих элементов (Кр, Мо) для достижения необходимого химического состава. Расплавленный металл раскисляют и десульфурируют для удаления примесей.

• Заливка осуществляется с контролируемой скоростью (50–100 кг/с для больших головок), чтобы избежать турбулентности и обеспечить полное заполнение формы. При литье по газифицируемым моделям расплавленный металл испаряет пенопластовую модель, заменяя её в полости формы.

5. Охлаждение и очистка:

• Отливку медленно остывают (в течение 24–48 часов) для предотвращения термических трещин, после чего извлекают из формы. Песок или огнеупорный материал очищают дробеструйной или гидроструйной очисткой.

• Подступенки и литниковые системы отрезаются, а грубые кромки шлифуются для подготовки к механической обработке.

6. Термическая обработка:

• Литые стальные головки подвергаются нормализации (850-900 °С, охлаждение на воздухе) для измельчения зеренной структуры, а затем закалке и отпуску (600-650 °С) для достижения твердости 220-260 HBW, что обеспечивает баланс прочности и обрабатываемости.

• Головки из ковкого чугуна подвергаются отжигу (900-950°С) для устранения карбидов и повышения вязкости.

7. Инспекция литья:

• Дефекты поверхности (трещины, поры, усадка) проверяются визуальным осмотром и цветной дефектоскопией (ДПК).

• Внутренние дефекты выявляются с помощью ультразвукового (УЗК) и магнитопорошкового контроля (МПК) с соблюдением строгих стандартов (отсутствие дефектов размером более φ3 мм в критических несущих нагрузку зонах).

4. Процесс обработки и изготовления

1. Обработка корпуса головки:

• Черновая обработка: Токарные или расточные станки с ЧПУ используются для черновой обработки наружной поверхности, фланца основания и центрального отверстия с припуском 2–3 мм. Шпоночные пазы и отверстия под болты предварительно просверливаются и нарезаются резьбой.

• Термическая обработка: Отжиг для снятия напряжений (550-600 °C) проводится после черновой обработки с целью устранения остаточных напряжений от литья и первичной резки.

• Чистовая обработка: Центральное отверстие прецизионно отшлифовано с допуском IT7 и имеет шероховатость поверхности Ра1,6–3,2 мкм для обеспечения плотной посадки на эксцентриковый вал. Базовый фланец и монтажные поверхности фрезерованы для достижения плоскостности (≤0,1 мм/м) для надежного крепления вкладыша.

2. Производство износостойких подкладок:

• Кастинг: Гильзы из высокохромистого чугуна отливаются в песчаные формы с добавлением легирующих элементов (Кр, Мо, Ни) для повышения твёрдости и износостойкости. Отливка подвергается закалке и отпуску до твёрдости ХРК 55-65.

• Обработка: Внутренняя поверхность вкладыша (сопрягаемая с корпусом головки) обработана под паз типа «ласточкин хвост» или отверстия под болты, обеспечивая плотное соединение. Внешняя деформируемая поверхность шлифуется или полируется для удаления заусенцев и достижения заданного профиля.

3. Сборка:

• Износостойкая вставка крепится к корпусу головки с помощью высокопрочных болтов (класса прочности 8.8 или 10.9) или клиновых блоков с равномерным крутящим моментом (200–500 Н·м в зависимости от размера) для предотвращения ослабления.

• Между вкладышем и корпусом устанавливаются прокладки или герметики, предотвращающие проникновение материала, которое может привести к истиранию между двумя компонентами.

5. Процессы контроля качества

1. Испытание материалов:

• Анализ химического состава (спектрометрическим методом) гарантирует соответствие литой стали/чугуна стандартам сплава (например, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Кр 0,8–1,1%, Мо 0,15–0,25%).

• Испытания механических свойств (прочность на растяжение, ударная вязкость, твердость) проводятся на контрольных образцах от каждой партии отливок.

2. Проверка точности размеров:

• Координатно-измерительные машины (КИМ) проверяют наружный диаметр корпуса головки, размер отверстия и профиль вкладыша, обеспечивая соответствие проектным чертежам (допуск ±0,5 мм для критических размеров).

• Измеряется концентричность между внешней поверхностью корпуса головки и центральным отверстием, которая должна составлять ≤0,05 мм/м во избежание дисбаланса во время колебаний.

3. Испытание на износостойкость:

• Образцы износостойких вкладышей подвергаются испытаниям на абразивный износ (например, ASTM G65) для измерения потери веса в стандартизированных условиях, гарантируя скорость износа ≤0,1 г/ч при номинальной нагрузке.

• Испытание твердости (шкала Роквелла C) проводится на поверхностях лайнеров для подтверждения ХРК 55–65, при этом не допускается наличие мягких участков (≤ХРК 50).

4. Сборка и тестирование производительности:

• Проверка посадки вкладыша гарантирует отсутствие зазоров между вкладышем и корпусом головки (проверяется с помощью щупов, максимальный зазор ≤0,1 мм).

• На собранной головке проводятся испытания на динамическую балансировку, чтобы гарантировать амплитуду вибрации ≤0,1 мм/с на рабочей скорости, что снижает нагрузку на эксцентриковый вал.

5. Неразрушающий контроль (НК):

• После обработки корпус головки повторно проверяется с помощью ультразвукового и магнитно-резонансного контроля для выявления любых трещин, возникших в процессе обработки.

• Поверхности гильз проверяются на наличие дефектов литья (пористость, трещины) путем визуального осмотра и динамического контроля, дефектные гильзы отбраковываются или ремонтируются.