Предохранительный цилиндр (также известный как выпускной цилиндр) является основным компонентом безопасности конусных дробилок, в первую очередь отвечающим за защита оборудования от перегрузочных воздействийПри попадании в дробилку недробимых материалов (например, железных блоков) или превышении предельной нагрузки гидравлическое масло в предохранительном цилиндре быстро высвобождается через предохранительный клапан, толкая подвижный конус вверх, увеличивая зазор в камере дробления и позволяя удалить посторонние предметы. После удаления посторонних предметов гидравлическая система возвращается в исходное положение, и подвижный конус возвращается в рабочее положение, обеспечивая непрерывную и стабильную работу оборудования.
Предохранительный цилиндр представляет собой цилиндрический компонент с гидравлическим приводом, состоящий из следующих основных частей:
The корпус цилиндра Служит резервуаром для гидравлического масла и поршня, выдерживая внутреннее гидравлическое давление. Он имеет полую цилиндрическую конструкцию, а его внутренняя стенка требует высокоточной обработки для обеспечения герметичности и плавного хода поршня. Материалы обычно включают высокопрочный чугун или литейную сталь.
The поршень Передает гидравлическую энергию для перемещения подвижного конуса. Это цилиндрическая конструкция, сопряжённая с внутренней стенкой корпуса цилиндра, верхняя часть которой соединена с шатуном подвижного конуса. Поверхность конструкции обычно подвергается износостойкой обработке.
The уплотнительный узел Предотвращает утечку гидравлического масла (как внутреннюю, так и внешнюю). Система состоит из уплотнительных колец, композитных уплотнений (например, колец Глид, U-образных манжет) и пылезащитных уплотнений, установленных на поршне и торце корпуса цилиндра.
The вход/выход масла Подключается к гидравлическому трубопроводу для подачи и слива гидравлического масла. Расположен на боковой стенке корпуса цилиндра и имеет резьбовое соединение (например, британскую трубную резьбу) для соответствия гидравлической системе.
The направляющая втулка Обеспечивает соосность движения поршня и снижает эксцентриковый износ. Снаружи поршня установлена гильза из износостойкого чугуна или медного сплава с точностью внутреннего отверстия по IT7.
Некоторые модели оснащены буферное устройство Для смягчения удара при быстром возврате поршня в исходное положение. Он состоит из буферной втулки и дроссельного отверстия, расположен в нижней части корпуса цилиндра и обеспечивает демпфирование за счёт дросселирования гидравлического масла.
Основные компоненты, такие как корпус цилиндра и поршень предохранительного цилиндра, в основном изготавливаются методом литья, при этом удельный поток выглядит следующим образом:
Выбор материала
Корпус цилиндра: выбран высокопрочный серый чугун (ХТ300) или ковкий чугун (QT500-7), требующий предела прочности на растяжение ≥500 МПа и твердости 180–240 HBW для обеспечения стойкости к высокому давлению и деформации.
Поршень: обычно используется ковкий чугун (QT600-3) или литая сталь (ZG35CrMo), требующие высокой износостойкости и прочности.
Проектирование и изготовление пресс-форм
Песчаные формы (на основе смоляного или силикатного песка) изготавливаются по чертежам деталей с припуском на обработку 3–5 мм. Для предотвращения образования усадочных раковин и пористости проектируются подходящие по размеру стояки и литники. Для цилиндрических корпусных форм необходимо гарантировать цилиндричность внутренней полости, чтобы предотвратить эллиптичность или изгиб после литья.
Плавка и заливка
Плавка чугуна: используется индукционная печь средней частоты с температурой расплавленного чугуна 1450–1500 °C. Химический состав (например, углерод: 3,2–3,6 %, кремний: 1,8–2,2 %) регулируется для обеспечения текучести и механических свойств.
Заливка: используется система заливки снизу, скорость которой контролируется на уровне 5–8 кг/с для предотвращения уноса шлака. После заливки отливка медленно охлаждается в печи до температуры ниже 200 °C для снижения внутренних напряжений.
Вытряхивание и очистка
После охлаждения до комнатной температуры песчаную форму извлекают методом вибрационной выбивки. Приливы и литники зачищают газовой резкой или шлифовкой, обеспечивая остаточную высоту ≤1 мм.
Термическая обработка
Корпус цилиндра: Отжиг для снятия напряжений выполняется путем нагрева до 550-600 ℃, выдержки в течение 2-3 часов и медленного охлаждения до 200 ℃ перед отливкой для устранения литейных напряжений и предотвращения деформации после обработки.
Поршень: Если он изготовлен из литой стали, нормализация проводится путем нагрева до 850-900 ℃, выдержки в течение 1 часа и охлаждения на воздухе для измельчения зерна и повышения прочности.
Инспекция литья
Визуальный осмотр: проверка отсутствия трещин, усадочных раковин и песчаных раковин.
Неразрушающий контроль: Ультразвуковой контроль (УЗК) применяется к критическим участкам (например, внутренняя стенка цилиндра) со 100% покрытием, не допуская пор и включений размером ≥φ3 мм.
Для достижения проектной точности литейные заготовки требуют механической обработки. Конкретный процесс выглядит следующим образом:
Черновая обработка
Корпус цилиндра: обточка внешнего круга, торца и внутренней полости с припуском на чистовую обработку 1–2 мм; сверление и нарезание резьбы для впуска/выпуска масла (например, G1/2).
Поршень: Проточка наружной окружности и торца, обработка канавок под уплотнения (допуск по ширине и глубине ±0,05 мм).
Чистовая обработка
Внутренняя стенка цилиндра: хонингование для достижения шероховатости поверхности Ра0,8-1,6 мкм, цилиндричности ≤0,01 мм/м и допуска диаметра класса IT7.
Наружная окружность поршня: прецизионная шлифовка до Ра1,6 мкм, с контролируемым зазором посадки с внутренней стенкой цилиндра 0,03–0,08 мм (регулируется в зависимости от вязкости гидравлического масла).
Направляющая втулка: Прецизионная расточка + хонингование внутреннего отверстия для обеспечения точности посадки на поршень.
Обработка поверхности
Наружная поверхность цилиндра: покраска (грунтовка + верхнее покрытие) или гальванопокрытие (цинкование и пассивация) для защиты от коррозии; внутренняя полость остается необработанной (смазывается гидравлическим маслом).
Поверхность поршня: твердое хромирование (толщина 0,05-0,1 мм) с последующей прецизионной шлифовкой для обеспечения точности размеров и повышения износостойкости.
Сборка
Установка уплотнительного узла: Последовательно установите пылезащитные уплотнения, основные уплотнения (например, кольца Глид) и направляющие кольца, следя за тем, чтобы не было перекосов и царапин.
Сборка поршня и цилиндра: Медленно нажимайте на поршень, чтобы не повредить уплотнения, и проверяйте плавность хода (отсутствие заеданий).
Качество предохранительного цилиндра напрямую влияет на безопасность работы дробилки, требуя строгого контроля по следующим направлениям:
Инспекция сырья
Анализ химического состава: использование спектрометра для обнаружения таких элементов, как углерод, кремний и марганец в чугуне/стали, обеспечение соответствия стандартам материалов.
Испытание механических свойств: Отбор образцов для испытаний на растяжение (измерение предела прочности и удлинения) и испытаний на твердость (твердомер по Бринеллю).
Проверка точности обработки
Точность размеров: проверка внутреннего диаметра цилиндра и наружного диаметра поршня с использованием внутренних и внешних микрометров с допусками в пределах класса IT7.
Геометрический допуск: проверка округлости внутренней стенки цилиндра с помощью кругломера и проверка прямолинейности поршня с помощью циферблатного индикатора (≤0,02 мм/м).
Качество поверхности: использование измерителя шероховатости для измерения значений Ра с визуальным контролем отсутствия отслоений и отверстий в хромовом покрытии.
Испытание гидравлических характеристик
Испытание на герметичность: удержание давления при номинальном рабочем давлении (обычно 10–20 МПа) в течение 30 минут с утечкой ≤0,1 мл/мин.
Эксплуатационные испытания: моделирование условий перегрузки, впрыск гидравлического масла, наблюдение за плавным подъемом/опусканием поршня и погрешностью сброса точности ≤0,5 мм.
Испытание на усталостную долговечность
Отбор проб в течение более 100 000 возвратно-поступательных циклов, проверка износа уплотнений после испытаний и обнаружение трещин в цилиндрах с помощью магнитопорошковой дефектоскопии.
Фабричная инспекция
К каждому предохранительному цилиндру должен прилагаться отчет о проверке, содержащий данные испытаний размеров и эксплуатационных характеристик. Некачественная продукция не должна покидать завод.
Предохранительный цилиндр — это защитный барьер конусных дробилок. Его конструкция должна обеспечивать баланс прочности и герметичности, а литьё и механическая обработка обеспечивают высокую точность и износостойкость. Контроль качества охватывает весь процесс — от получения сырья до обработки и сборки. Рациональная технологическая схема обеспечивает быструю реакцию предохранительного цилиндра на перегрузки, продлевая срок службы дробилки.
