В данной статье подробно рассматривается загрузочная плита конусной дробилки – ключевой компонент системы подачи материала, расположенный в верхней части загрузочного отверстия дробилки. Она выполняет функции направления потока материала, предотвращения обратного разбрызгивания, снижения ударной нагрузки и регулирования скорости подачи. Подробно описываются состав и структура компонента, включая корпус плиты, монтажный фланец или отверстия под болты, ударопрочную футеровку, перегородки (в некоторых исполнениях), ребра жесткости, желоб или наклонную поверхность, а также их конструктивные особенности. Для вариантов из высокохромистого чугуна описывается процесс литья, включающий ионизацию материала, изготовление моделей, формовку, плавку, заливку, охлаждение и выбивку, термическую обработку и контроль. Для вариантов из стальных плит описывается процесс механической обработки и изготовления, включая резку, гибку и формовку плит, сварку арматуры, обработку поверхности и установку футеровки. Кроме того, описываются меры контроля качества, такие как проверка материалов, проверка точности размеров, контроль качества сварных швов, испытания на удар и износ, сборочные и функциональные испытания, а также окончательный контроль. Эти процессы обеспечивают высокую ударопрочность, износостойкость и размерную точность загрузочной плиты, гарантируя надежную подачу материала и защиту конусной дробилки при работе в тяжелых условиях.
Подробное описание компонента загрузочной пластины конусной дробилки
1. Функция и роль подающей пластины
Загрузочная пластина (также известная как загрузочная воронка или загрузочная пластина) — ключевой компонент системы подачи материала конусных дробилок, расположенный в верхней части загрузочного отверстия дробилки. Её основные функции включают:
Направление потока материалов: Равномерное направление сыпучих материалов (руды, горных пород) в камеру дробления, обеспечение равномерного распределения для предотвращения неравномерного износа футеровок подвижного и неподвижного конусов.
Предотвращение обратного распыления: действует как барьер, предотвращающий выплескивание измельченного материала из загрузочного отверстия во время высокоскоростного дробления, защищая операторов и окружающее оборудование.
Уменьшение ударного напряжения: Поглощение начальных ударных сил при падении материалов в дробилку, минимизация прямого воздействия на главный вал и эксцентриковый узел, что продлевает срок их службы.
Управление скоростью подачи: Некоторые подающие пластины оснащены регулируемыми перегородками или каналами для регулирования скорости потока материала, что позволяет соответствовать производительности дробилки и оптимизировать эффективность дробления.
2. Состав и структура питающей пластины
Подающая пластина обычно представляет собой прочный компонент в форме пластины или воронки, состоящий из следующих основных частей:
Пластинчатое тело: Основной конструктивный элемент, изготовленный из высокопрочной износостойкой стали (например, Мн13, AR400) или высокохромистого чугуна (Cr20), толщиной от 30 до 100 мм в зависимости от размера дробилки. Его форма подбирается под загрузочное отверстие и часто имеет изогнутую или наклонную поверхность для направления потока материала.
Монтажный фланец или отверстия для болтов: Периферийный фланец или ряд болтовых отверстий (M16–M24) на корпусе плиты, используемый для её крепления к раме дробилки или загрузочному бункеру. Фланец усилен рёбрами жёсткости конструкции при ударных нагрузках.
Ударопрочный вкладыш: Сменный износостойкий слой, прикрепленный к внутренней поверхности корпуса пластины, изготовленный из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) или керамической плитки, который снижает трение и износ от абразивных материалов.
Перегородки (в некоторых конструкциях): Регулируемые или фиксированные вертикальные пластины, приваренные или прикрепленные болтами к корпусу пластины, разделяющие загрузочное отверстие на каналы для управления направлением материала и предотвращения скопления (блокировки материала).
Ребра жесткости: Треугольные или прямоугольные стальные ребра, приваренные к задней части корпуса пластины, повышают ее сопротивление изгибу и предотвращают деформацию при многократном ударе по материалу.
Желоб или наклонная поверхность: Гладкая, наклонная вниз поверхность корпуса пластины (угол 30°–45°) для облегчения скольжения материала в камеру дробления, с полированной отделкой для уменьшения налипания материала.
3. Процесс литья подающей плиты (для вариантов из высокохромистого чугуна)
Для подающих пластин, изготовленных из высокохромистого чугуна (используемого в условиях сильного абразивного износа), процесс литья выглядит следующим образом:
Выбор материала:
Высокохромистый чугун (Cr20–Cr26) с содержанием углерода 2,5–3,5% выбран благодаря высокой твёрдости (ХРК 58–65) и износостойкости. Для повышения вязкости добавляют легирующие элементы, такие как Мо (0,5–1,0%) и Ни (0,5–1,5%).
Изготовление выкроек:
Из дерева или пенопласта изготавливается полноразмерная модель, повторяющая форму корпуса пластины, фланцы и отверстия под болты. Для компенсации усадки после литья добавляются припуски на усадку (1,5–2,0%).
Формование:
Изготавливаются песчаные формы на основе смолы, в которых песчаный стержень используется для формирования отверстий под болты и внутренних каналов. Полость формы покрывается огнеупорной смесью для предотвращения проникновения металла и обеспечения гладкости поверхности.
Плавка и заливка:
Железный сплав плавят в индукционной печи при температуре 1450–1500 °C, строго контролируя содержание хрома и углерода, чтобы избежать ликвации карбидов.
Заливка производится при температуре 1380–1420 °C с постоянной скоростью потока, что обеспечивает полное заполнение формы и минимизирует пористость, вызванную турбулентностью.
Охлаждение и вытряхивание:
Отливку охлаждают в форме в течение 24–48 часов для снижения термических напряжений, затем извлекают методом вибрации. Остатки песка очищают дробеструйной обработкой.
Термическая обработка:
Отливка подвергается закалке (950–1000 °C, охлаждение водой) для образования твёрдых карбидов хрома, а затем отпуску (200–250 °C) для снятия остаточных напряжений. В результате достигается твёрдость ХРК 58–65.
Инспекция литья:
Визуальный осмотр и проверка методом цветной дефектоскопии (АКДС) на наличие поверхностных трещин, раковин или неполного заполнения.
Ультразвуковой контроль (УЗК) выявляет внутренние дефекты с допустимыми пределами ≤φ3 мм для некритических участков и отсутствием дефектов в зонах удара.
4. Процесс обработки и изготовления (для вариантов стальных пластин)
Для подающих пластин, изготовленных из износостойкой стали (AR400 или Мн13), процесс фокусируется на резке и сварке, а не на литье:
Резка пластин:
Крупногабаритные стальные листы разрезаются на заготовки необходимой формы с помощью плазменной или лазерной резки с допуском размеров ±1 мм. Отверстия под болты сверлятся на сверлильных станках с ЧПУ с зенковкой для установки головок болтов вровень с поверхностью.
Гибка и формовка:
Отрезанная пластина сгибается в криволинейную или воронкообразную форму с помощью гидравлического пресса, при этом формующие штампы обеспечивают постоянную кривизну (допуск ±0,5°).
Сварка арматуры:
Ребра жесткости и монтажные фланцы привариваются к корпусу плиты дуговой сваркой под флюсом (ПИЛА) или сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа (МИГ). Сварные швы шлифуются для предотвращения концентрации напряжений.
Послесварочная термическая обработка (послесварочная термообработка) проводится при температуре 600–650 °C в течение 2–4 часов для снижения сварочных напряжений и предотвращения образования трещин в процессе эксплуатации.
Обработка поверхности:
Изнашиваемая поверхность полируется до шероховатости Ра6,3–12,5 мкм для минимизации адгезии материала. Для пластин AR400 дополнительное покрытие не требуется благодаря их собственной износостойкости; пластины Мн13 могут быть пассивированы для предотвращения ржавчины.
Установка вкладыша:
Ударопрочные вкладыши (из сверхвысокомолекулярного полиэтилена или керамики) крепятся к внутренней поверхности эпоксидным клеем с использованием болтов для усиления в местах повышенного износа. Края вкладыша герметизируются силиконом для предотвращения попадания материала между вкладышем и корпусом пластины.
5. Процессы контроля качества
Проверка материалов:
Для чугунных плит: спектрометрический анализ подтверждает химический состав (Кр: 20–26%, C: 2,5–3,5%). Испытание на твёрдость (по Роквеллу C) обеспечивает ХРК 58–65.
Для стальных листов: Испытание на растяжение подтверждает прочность AR400 (≥1300 МПа) и вязкость Мн13 (относительное удлинение ≥40%).
Проверка точности размеров:
Координатно-измерительная машина (КИМ) проверяет габаритные размеры, плоскостность фланцев (≤1 мм/м) и положение отверстий (±0,2 мм).
Радиус кривизны измеряется с помощью шаблона с допуском ±1 мм.
Контроль качества сварки:
Сварные швы контролируются визуально и ультразвуковым методом (УЗК) для выявления пористости, трещин и непровара. Прочность сварных швов проверяется методом разрушающего отбора проб (предел прочности на разрыв ≥480 МПа).
Испытание на удар и износ:
Испытание на удар: стальной блок массой 50 кг падает с высоты 1 м на поверхность пластины, при этом не допускается наличие видимых деформаций и трещин.
Испытание на абразивный износ: Образцы подвергаются испытанию на сухом песке/резиновом круге по стандарту ASTM G65 с потерей веса ≤0,5 г/1000 циклов для AR400 и ≤0,3 г/1000 циклов для высокохромистого чугуна.
Сборка и функциональное тестирование:
Загрузочная пластина предварительно устанавливается на раму дробилки для обеспечения ее надлежащего совмещения с загрузочным отверстием (зазор ≤2 мм).
Испытание потока материала проводится с использованием имитированной руды (частицы 50–100 мм) для проверки равномерности распределения и отсутствия обратного разбрызгивания.
Окончательная проверка:
Перед утверждением проводится комплексная проверка всех данных испытаний, включая сертификаты материалов, отчеты о размерах и результаты неразрушающего контроля.
На пластине указаны номера деталей, класс материала и дата проверки для прослеживаемости.
Благодаря этим мерам по производству и контролю качества загрузочная пластина достигает высокой ударопрочности, износостойкости и точности размеров, гарантируя надежную подачу материала и защиту конусной дробилки при непрерывной работе в тяжелых условиях.
