Гидромотор конусной дробилки — ключевой силовой элемент, преобразующий гидравлическую энергию (из гидросистемы) в механическую энергию вращения. Он, в основном, обеспечивает вспомогательные функции, такие как регулировка разгрузочной щели дробилки (путём перемещения главного вала или регулировки дробящей щели) и управление сбросом предохранительного цилиндра после перегрузки. Высокий крутящий момент и точная регулировка скорости обеспечивают плавную регулировку процесса дробления, повышая эффективность работы и адаптируемость к изменяющимся свойствам материала.
Гидродвигатели конусных дробилок обычно представляют собой аксиально-поршневые двигатели высокого давления или героторные двигатели, состоящие из следующих основных компонентов:
Корпус двигателя: Жесткий внешний корпус, закрывающий внутренние детали и выдерживающий давление системы. Обычно изготавливается из высокопрочного чугуна (ХТ300) или литой стали (ЗГ270-500) и оснащен портами для входа/выхода гидравлического масла и монтажными фланцами для стационарной установки.
Вращающийся вал (выходной вал): Передаёт крутящий момент соединённым компонентам (например, регулировочным шестерням). Изготавливается из легированной стали (40Cr) с высокой твёрдостью поверхности (50–55 ХРК) для защиты от износа, а его конец часто оснащён шпоночным пазом или шлицем для передачи крутящего момента.
Поршневой узел (для аксиально-поршневых двигателей): состоит из поршней, блока цилиндров и наклонной шайбы. Поршни скользят в отверстиях блока цилиндров под действием гидравлического давления; угол наклонной шайбы определяет ход поршня и скорость выходного вала. В героторных двигателях он заменяется внутренним ротором (с меньшим количеством зубцов) и внешним ротором (с большим количеством зубцов), которые зацепляются друг с другом, образуя жидкостные камеры.
Пластина клапана: управляет направлением потока гидравлического масла в блок цилиндров и из него, обеспечивая непрерывное вращение. Изготовлен из износостойких материалов (например, бронзового сплава или закаленной стали) и прецизионно отшлифован для минимизации утечек.
Уплотнительные компоненты: Включают уплотнительные кольца, поршневые уплотнения и уплотнения вала (например, манжетные) для предотвращения внутренней и внешней утечки масла. Обычно они изготавливаются из бутадиен-нитрильного каучука (NBR) или полиуретана (ПУ) для обеспечения устойчивости к высокому давлению и гидравлическому маслу.
Подшипники: Поддержка вращающегося вала и снижение трения. Обычно используются конические роликоподшипники или шарикоподшипники с глубокими канавками, рассчитанные на высокую радиальную и осевую грузоподъёмность.
Пружинный механизм (в некоторых моделях): поддерживает контакт между пластиной клапана и блоком цилиндров, обеспечивая эффективное уплотнение даже при колебаниях давления.
Корпус двигателя, являющийся важнейшей литой деталью, проходит следующие этапы литья:
Выбор материала: Выбирайте серый чугун ХТ300 за его превосходные литейные свойства, гашение вибраций и обрабатываемость или литую сталь ЗГ270-500 за более высокую стойкость к давлению (до 30 МПа).
Изготовление моделей и форм: Создайте деревянный или металлический шаблон, повторяющий геометрию корпуса, включая масляные отверстия, фланцы и внутренние полости. Вокруг шаблона изготавливаются песчаные формы (скрепленные смолой для большей точности) со стержнями для формирования внутренних каналов.
Плавка и заливка: Чугун плавят в индукционной печи при температуре 1400–1450 °C, регулируя содержание углерода (3,2–3,6%) и кремния (1,8–2,2%). Заливают расплавленный металл в форму через литниковую систему, чтобы избежать турбулентности и обеспечить полное заполнение тонкостенных участков.
Охлаждение и вытряхивание: Дайте отливке медленно остыть в форме, чтобы снизить внутренние напряжения, затем удалите песок с помощью вибрации. Обрежьте стояки и литники, чтобы придать отливке грубую форму.
Термическая обработка: Для снятия остаточных напряжений в отливке чугунных корпусов выполните отжиг (550–600 °C в течение 2–3 часов). Корпуса из литой стали могут быть подвергнуты нормализации (850–900 °C) для измельчения зернистой структуры.
Инспекция литья: Проверьте наличие поверхностных дефектов (трещин, раковин) визуальным осмотром. Используйте ультразвуковой контроль (УЗК) для выявления внутренних дефектов, чтобы убедиться в отсутствии пор и включений размером более φ2 мм в зонах, подверженных давлению.
Обработка корпусов:
Черновая обработка: Используйте токарные станки с ЧПУ для обработки наружной поверхности, фланцев и резьбы масляных отверстий, оставляя припуск на чистовую обработку 1–2 мм. Отфрезеруйте монтажные отверстия и очистите внутренние полости.
Чистовая обработка: Точная расточка внутренней полости (для установки подшипника и ротора) с допуском IT7, шероховатость поверхности Ра1,6–3,2 мкм. Нарезание резьбы в масляных отверстиях для обеспечения герметичности гидравлических фитингов.
Обработка вращающегося вала:
Ковка: Заготовки из легированной стали 40Cr нагревают до 1100–1200 °C, проковывают в заготовки валов, затем нормализуют для снятия напряжений.
Точение и шлифование: Грубая обточка вала, затем прецизионная шлифовка шеек подшипников и шлицевых/шпоночных пазов до допуска IT6. Твёрдость поверхности достигается закалкой и отпуском (50–55 ХРК).
Обработка поршней и блоков цилиндров (для аксиально-поршневых двигателей):
Поршни изготавливаются из высокопрочного алюминиевого сплава или стали, имеют прецизионно отшлифованные наружные диаметры (Ра0,8 мкм) для соответствия отверстиям цилиндра.
Блоки цилиндров имеют отверстия под поршни и хонингованные поверхности, обеспечивающие равномерное распределение масла и минимальное трение.
Сборка:
Запрессуйте подшипники в корпус и установите вращающийся вал, обеспечив необходимый осевой зазор (0,03–0,08 мм).
Установите поршневой узел, наклонную шайбу (или комплект ротора) и клапанную пластину, проверив плавность вращения вручную.
Установите уплотнительные компоненты и подсоедините гидравлические порты, затем проверьте герметичность под давлением (в 1,5 раза превышающим номинальное давление в течение 30 минут).
Испытание материалов: Проверка химического состава отливок и легированных сталей методом спектрометрии. Испытание механических свойств (прочность на разрыв, твёрдость) на соответствие стандартам материалов.
Точность размеров: Используйте координатно-измерительные машины (КИМ) для проверки диаметра отверстия в корпусе, биения вала и зазоров между поршнем и блоком цилиндров. Убедитесь, что шпоночные пазы и шлицы соответствуют допускам (±0,02 мм).
Испытание под давлением и на герметичность: Подвергните собранные двигатели испытанию под давлением (номинальное давление + 50%) для проверки на герметичность. Измерьте расход масла и падение давления, чтобы убедиться, что характеристики соответствуют проектным характеристикам.
Тестирование производительности: Запустите двигатель при номинальной скорости и крутящем моменте, чтобы оценить точность выходных данных, уровень шума (<85 дБ) и повышение температуры (<40 °C выше температуры окружающей среды).
Испытание на усталость: Проведите более 10 000 циклов пуска-останова под полной нагрузкой, чтобы оценить долговечность уплотнений, подшипников и конструктивных элементов.
Благодаря соблюдению этих процессов гидравлический двигатель обеспечивает надежную работу, гарантируя точное управление работой конусной дробилки в тяжелых условиях.
1. Гидравлическая система конусной дробилки Защита от перегрузки
В настоящее время конусные дробилки широко используются в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, строительство и производство огнеупорных материалов. Они применяются для дробления различных руд, учитывая их твёрдость и различные свойства. В процессе работы конусные дробилки неизбежно выходят из строя из-за перегрузки. Для обеспечения безопасной и стабильной работы оборудования гидравлическая система конусной дробилки должна быть оснащена надёжной защитой от перегрузки. Это не только обеспечивает производительность, но и снижает частоту отказов оборудования. Ниже перечислены преимущества защиты гидравлической системы конусной дробилки от перегрузки.
а. Предотвращает явление изгибной деформации, частичного разрушения деталей и заклинивания трансмиссионного вала.
б. Он не только удобен и точен при управлении и регулировке разгрузочного отверстия дробилки, но и гидравлическая система может эффективно обеспечивать безопасную эксплуатацию оборудования.
c. Гидравлическая система обеспечивает автоматическое опускание подвижного конуса при наличии постороннего предмета в камере дробления. Система автоматически вернет подвижный конус в исходное положение после удаления постороннего предмета. Для продолжения работы можно сохранить исходное положение выпускного отверстия. Замена деталей не требуется, экономично и экономит время.
г. Удобен для эксплуатации и управления с помощью микрокомпьютера, легко реализует автоматизацию процесса дробления.
2. Гидравлическая система конусной дробилки. Вызывает последствия.
а. Примеси, образующиеся в результате окисления масла: при окислении масла при высокой температуре образуются примеси, такие как смола и асфальт, которые закупоривают небольшие отверстия и зазоры в гидравлических компонентах, что приводит к нестабильности работы нагнетательного клапана и расходного клапана. Направляющий клапан застревает и не меняет направление потока, а металлическая трубка растягивается и изгибается. Это может привести к разрыву и многим другим неисправностям.
б) Детали гидравлической системы расширяются из-за перегрева: температура масла слишком высокая, что приводит к термической деформации, уменьшению зазора между относительно подвижными деталями с разными коэффициентами термического расширения или даже к заклиниванию, в результате чего детали теряют свою работоспособность.
в. Ускоряет повреждение уплотнений: слишком высокая температура масла приводит к размягчению, разбуханию и затвердеванию резиновых уплотнений, появлению трещин и т. д., что сокращает их срок службы, снижает уплотняющие свойства, приводит к утечкам, а утечка приводит к дальнейшему нагреву и повышению температуры.
г. Вязкость гидравлического масла снижается: температура масла повышается, вязкость масла уменьшается, увеличиваются утечки и снижается объёмная эффективность. С уменьшением вязкости масла масляная плёнка на золотнике и других подвижных деталях становится тоньше и разрушается, а сопротивление трению увеличивается, что приводит к повышенному износу, нагреву системы и повышению температуры. Статистика показывает, что срок службы масла сокращается в 10 раз при каждом повышении температуры масла на 15°C.
е. Пониженное давление разделения воздуха приводит к переливу масла: температура масла повышается, давление разделения воздуха маслом падает, и растворенный в масле воздух переливается, что приводит к образованию воздушных карманов, что, в свою очередь, снижает рабочие характеристики гидравлической системы.
3. Гидравлическая система конусной дробилки Причины увеличения
а. Нерациональная конструкция гидравлической системы: из-за необоснованного выбора характеристик гидравлических компонентов в гидравлической системе; необоснованной конструкции трубопроводов в гидравлической системе; избыточных контуров или гидравлических компонентов в гидравлической системе; ненадлежащих условий, таких как отсутствие разгрузочного контура в гидравлической системе, возникают различные неисправности. Это приводит к повышению температуры системы, что, в свою очередь, приводит к повышению температуры масла.
b. Неправильный выбор масла: выбранное масло имеет неподходящую вязкость, высокую вязкость и большие потери на внутреннее трение; при слишком низкой вязкости увеличится утечка, что приведет к перегреву и перегреву. Кроме того, поскольку трубопроводы в системе долгое время не очищались и не обслуживались, на внутренних стенках трубопроводов скапливается грязь, что увеличивает сопротивление потоку масла и приводит к расходу энергии на его нагревание.
c. Сильное загрязнение: условия на строительной площадке суровые. По мере увеличения продолжительности работы машины в масло легко попадают примеси и грязь. Загрязнённое гидравлическое масло попадает в зазоры между насосом, двигателем и клапаном, царапая и повреждая сопрягаемые поверхности. Прецизионная точность и шероховатость изделия увеличивают утечки и температуру масла.
г. Уровень масла в баке гидравлического масла слишком низкий: если уровень масла в баке гидравлического масла слишком мал, гидравлическая система не будет иметь достаточного потока для отвода выделяемого ею тепла, что приведет к повышению температуры масла.
е. Воздух, смешанный с гидравлическим маслом: воздух, смешанный с гидравлическим маслом, выливается из масла и образует пузырьки в области низкого давления. При перемещении в область высокого давления эти пузырьки разрушаются под действием масла высокого давления и быстро сжимаются, высвобождая большое количество воздуха. Под действием тепла температура масла повышается.
е. Засорение масляного фильтра: когда абразивные частицы, примеси и пыль проходят через масляный фильтр, они адсорбируются на фильтрующем элементе масляного фильтра, что увеличивает сопротивление поглощению масла и расход энергии, вызывая повышение температуры масла.
g. Система циркуляции охлаждающего гидравлического масла работает неэффективно: обычно для принудительного охлаждения масла в гидравлической системе используется масляный радиатор с водяным или воздушным охлаждением. Водяные радиаторы снижают коэффициент теплоотдачи из-за загрязнения радиаторов или плохой циркуляции воды; воздушные радиаторы блокируют зазоры в радиаторе из-за чрезмерного загрязнения маслом, что затрудняет отвод тепла вентиляторами. Это приводит к повышению температуры масла.
h. Сильно изношены детали: шестерни шестерёнчатого насоса, корпус насоса и боковая пластина, блок цилиндров и пластина клапана плунжерного насоса и двигателя, отверстие цилиндра и плунжер, шток клапана и корпус клапана реверсивного клапана и т. д. Зазор уплотнён, износ этих деталей приведёт к увеличению внутренней утечки и повышению температуры масла.
i. Слишком высокая температура окружающей среды: температура окружающей среды высокая, время работы машины слишком продолжительное, а также существуют некоторые причины, которые могут вызвать повышение температуры масла.
4. Гидравлическая система конусной дробилки. Профилактические меры
Повышение температуры гидравлического масла конусной дробилки приводит к ряду неисправностей, таких как старение и износ уплотнений конусной дробилки, сокращение срока службы и потеря герметичности. Поэтому необходимо принимать превентивные меры против чрезмерно высокой температуры гидравлической жидкости конусной дробилки.
1. Выберите подходящее гидравлическое масло: тщательно выбирайте марку масла и используйте специальное гидравлическое масло для оборудования с особыми требованиями. Для длительной работы под высокими нагрузками и длительного интервала замены масла следует выбирать гидравлическое масло с хорошими противоизносными свойствами.
2. Периодическая замена гидравлической жидкости: Качество гидравлической жидкости часто ухудшается из-за таких факторов, как эмульгирование и термические реакции во время эксплуатации. Поэтому необходимо проводить периодическую замену, обычно раз в год, а сервосистемы – примерно раз в восемь месяцев.
3. Масляный насос должен быть заполнен маслом: при первоначальном запуске оборудования масло следует залить в масляное отверстие гидравлического насоса и вручную провернуть муфту между гидравлическим насосом и двигателем на несколько оборотов, чтобы насос был заполнен маслом, чтобы избежать вдыхания воздуха. Или из-за отсутствия смазки при высокоскоростном вращении выделяется тепло, что приведет к повышению температуры масла и даже износу деталей.
4. Выберите подходящий охладитель: Выбор охладителя связан с потерями мощности. Для измерения потерь мощности существующего оборудования и механизмов измерьте рост температуры масла за определённый период времени и рассчитайте потери мощности на основе роста температуры масла. Например: объём масляного бака составляет 400 л, температура масла поднимается с 20°C до 70°C за два часа, температура окружающей среды составляет 30°C, ожидаемая температура масла — 60°C.
5. Регулярно меняйте фильтрующий элемент, чтобы масло было чистым, а масляный путь не был засорен.
6. Не допускайте превышения номинального давления: давление в системе не должно быть слишком высоким. Прежде всего, оно должно соответствовать требованиям привода и, как правило, не превышать номинального. Перепускной клапан системы используется в качестве предохранительного клапана для предотвращения перегрузки гидравлической системы. Его установочное давление должно быть на 8–10% выше выходного давления гидравлического насоса.
7. Оборудование гидравлической системы должно иметь хорошие условия вентиляции.
5. Гидравлическая система конусной дробилки. Предотвращает попадание воздуха.
Попадание воздуха в гидравлическую систему приводит к образованию эмульсии в гидравлической конусной дробилке и ухудшению её характеристик. Объём воздуха, поступающего в масло, изменяется в зависимости от давления в системе и температуры дробилки, что затрудняет движение потока жидкости. Дробилка приводит к внезапной остановке и движению гидравлических приводов, снижению скорости и потере мощности во время работы. Обычно мы называем это явление «ползающим» движением дробилки. «Плавающий» эффект дробилки не только нарушает устойчивость гидравлической системы, но иногда даже вызывает вибрацию и шум. Поэтому необходимо строго предотвращать попадание воздуха в гидравлическую систему. Конкретные методы заключаются в следующем:
