В данной статье подробно рассматривается шкив конусных дробилок – ключевой компонент силовой передачи, который передает вращательное движение от двигателя к промежуточному валу через приводной ремень, регулирует скорость промежуточного вала и поглощает вибрацию. Подробно описывается его состав и конструкция, включая корпус шкива, V-образные канавки, ступицу, обод и диск. Описывается процесс литья корпуса шкива, включающий выбор материала (серый чугун), изготовление модели, формовку, плавку, заливку, термическую обработку и контроль. Также описывается процесс механической обработки (черновая/чистовая обработка, обработка поверхности) и особенности сборки. Кроме того, описываются меры контроля качества, такие как испытания материалов, проверка точности размеров, балансировка, функциональные испытания и контроль качества поверхности. Эти процессы гарантируют, что шкив обеспечивает эффективную передачу мощности, снижает износ ремня и повышает эксплуатационную надежность конусной дробилки.
Шкив (также называемый шкивом) — важнейший компонент привода конусных дробилок, отвечающий за передачу вращательного движения от двигателя к промежуточному валу посредством приводного ремня (клинового или клинового). Его основные функции включают:
Передача крутящего момента от двигателя к трансмиссионной системе дробилки, что обеспечивает вращение промежуточного вала и последующую работу дробильного механизма.
Регулировка скорости промежуточного вала путем изменения диаметра (совместно с размерами шкивов двигателя), оптимизирующая эффективность дробления различных материалов.
Поглощение незначительной вибрации и ударов от двигателя, снижение воздействия на компоненты трансмиссии дробилки.
2. Состав и строение шкива
Шкивы конусных дробилок обычно представляют собой шкивы с V-образной канавкой, соответствующие профилю приводного ремня. Их конструкция включает в себя:
Корпус шкива: Основная цилиндрическая или коническая конструкция с канавками для размещения ремня. Обычно представляет собой цельную отливку или поковку со ступицей в центре для крепления к промежуточному валу.
V-образные канавки: Несколько кольцевых канавок (количество соответствует количеству ремней, например, от 2 до 6 канавок) с углом наклона 34°–40°, предназначенных для захвата боковых поверхностей клинового ремня и передачи крутящего момента посредством трения. Глубина и ширина канавок стандартизированы (например, серии СПЗ, СПА, СПБ) в соответствии с размерами ремня.
Центр: Центральный цилиндрический выступ с отверстием для установки на промежуточный вал. Может иметь шпоночный паз, отверстия под винт или конусный фиксатор для фиксации шкива на валу, предотвращая проскальзывание во время вращения.
Обод: Внешний край корпуса шкива, усиливающий конструкцию и ограничивающий боковое смещение ремня. Может включать в себя отверстия для облегчения (для больших шкивов) для уменьшения веса и инерции.
Интернет: радиальная конструкция, соединяющая ступицу с ободом, обеспечивающая механическую прочность при минимальном весе. Она может быть сплошной (для небольших шкивов) или ребристой (для больших шкивов) для повышения жёсткости.
3. Процесс литья корпуса шкива
Большинство шкивов отливаются из соображений экономической эффективности и сложной геометрии, выполняя следующие этапы:
Выбор материалаСерый чугун (ХТ250 или ХТ300) предпочтителен благодаря хорошим литейным свойствам, износостойкости и гашению вибраций. Для тяжёлых условий эксплуатации используется ковкий чугун (QT500-7) или литая сталь (ЗГ270-500), обладающие более высокой прочностью на разрыв.
Изготовление выкроек: Деревянный, металлический или напечатанный на 3D-принтере шаблон воспроизводит геометрию шкива, включая пазы, ступицу и перемычку. Припуски на усадку (1–2%) и углы уклона (2–3°) учитываются для снятия формы.
Формование: Вокруг модели формируются песчаные формы на основе смолы. Стержни формируют центральное отверстие и отверстия для облегчения (при наличии). Форма затвердевает для обеспечения стабильности размеров.
Плавка и заливка: Чугун плавят в индукционной печи при температуре 1400–1450 °C. Расплавленный металл заливают в форму через литниковую систему с контролируемой скоростью, чтобы избежать турбулентности и обеспечить полное заполнение канавок.
Охлаждение и вытряхивание: Отливка медленно охлаждается в форме для снижения напряжений, затем извлекается с помощью вибрации. Приливы и литники срезаются, а поверхностный песок очищается.
Термическая обработка: Отжиг для снятия напряжений (550–600 °C в течение 2–3 часов) устраняет остаточные напряжения, предотвращая коробление во время обработки.
Инспекция литья: Визуальный контроль на наличие трещин, пористости и неполных канавок. Ультразвуковой контроль (УЗК) выявляет внутренние дефекты в критических зонах (в ступице и перемычке).
4. Процесс обработки и изготовления
Черновая обработка:
Наружный обод и ступица обтачиваются для удаления лишнего материала, устанавливаются основные размеры с припуском на чистовую обработку 1–2 мм.
Центральное отверстие грубо просверлено и расширено до приблизительного размера.
Чистовая обработка:
V-образные канавки обрабатываются с высокой точностью на токарном станке с канавкорезным инструментом, что обеспечивает соответствие угла (±0,5°), глубины (±0,1 мм) и ширины (±0,05 мм) спецификациям ремня.
Отверстие ступицы отшлифовано до допуска IT7, шероховатость поверхности Ра1,6 мкм. Шпоночные пазы фрезерованы по стандартным размерам (например, ДИН 6885) с жёсткими допусками.
Торцевая поверхность шкива обработана таким образом, чтобы быть перпендикулярной оси отверстия (биение ≤0,05 мм) для предотвращения перекоса ремня.
Обработка поверхности:
Канавки подвергаются дробеструйной обработке для удаления заусенцев и улучшения трения с лентой.
Внешняя поверхность окрашена или покрыта антикоррозийным покрытием (например, цинкованием) для долговечности.
Особенности сборки:
Втулки конусного замка (если используются) запрессовываются в ступицу с соответствующими конусами для обеспечения надежного крепления вала.
Установочные винты устанавливаются в резьбовые отверстия, их кончики закалены для врезания в вал и предотвращения проскальзывания.
5. Процессы контроля качества
Испытание материалов: Отливки анализируются на химический состав (спектрометрия) и механические свойства (прочность на разрыв, твердость: 180–240 HBW для ХТ250).
Точность размеров:
КИМ (координатно-измерительная машина) проверяет размеры канавки, диаметр отверстия и торцевое биение.
Угол наклона канавки проверяется транспортиром; диаметр делительной окружности (расстояние между центрами канавок) измеряется для обеспечения соосности ремня.
Балансировка:
Динамическая балансировка выполняется для шкивов, вращающихся со скоростью более 1000 об/мин, обеспечивая остаточный дисбаланс ≤10 г·мм/кг для снижения вибрации.
Функциональное тестирование:
Тест на посадку ремня: клиновые ремни устанавливаются для проверки зацепления с канавками (отсутствие чрезмерного натяжения или ослабления).
Испытание крутящим моментом: шкив устанавливается на испытательный вал и подвергается номинальному крутящему моменту для проверки отсутствия проскальзывания или деформации.
Качество поверхности:
Поверхности канавок проверяются на наличие трещин и острых кромок (с помощью микроскопа), которые могут повредить ремни.
Адгезия краски проверяется методом решетчатого надреза (ИСО 2409), не требующим отслаивания.
Точное изготовление и контроль качества шкива обеспечивают эффективную передачу мощности, минимизируют износ ремня и максимально повышают эксплуатационную надежность конусной дробилки.
Для устранения вышеуказанных недостатков компания Шилонг разработала соединительную конструкцию трансмиссионного вала и шкива конусной дробилки, которая легко устанавливается и снимается. При этом гарантируется сохранность соединительной поверхности трансмиссионного вала и шкива при сборке и установке трансмиссионного вала. Техническое решение, принятое нами, представляет собой соединительную конструкцию трансмиссионного вала и шкива конусной дробилки, включающую шкив и трансмиссионный вал. В центре шкива выполнено отверстие для вала, а соединительная часть трансмиссионного вала расположена в отверстии вала. В отверстии имеется разжимная втулка, соосная с отверстием вала. Диаметр отверстия разжимной втулки больше диаметра отверстия вала. Внутренняя окружная поверхность отверстия разжимной втулки и внешняя окружная поверхность соединительной части трансмиссионного вала образуют полость разжимной втулки. Разжимная втулка расположена в полости втулки. На внешнем конце шкива закреплена нажимная пластина, центральная часть которой соединена с головкой трансмиссионного вала посредством соединительного болта. Принятое нами техническое решение представляет собой конструкцию соединения трансмиссионного вала со шкивом конусной дробилки. Трансмиссионный вал и шкив соединены посредством разжимной втулки, расположенной в полости разжимной втулки, что исключает необходимость использования шпоночных пазов и штифтов, характерных для традиционных соединений, особенно с центрированием. Высокая точность; простота монтажа, регулировки и демонтажа; высокая прочность, стабильное и надежное соединение; защита оборудования от повреждений при перегрузках. Кроме того, прижимная пластина, закрепленная на внешнем конце шкива, предотвращает попадание загрязнений в полость разжимной втулки и загрязнение герметичной разжимной втулки.
