Упорный подшипник конусной дробилки, ключевой компонент, воспринимающий осевые нагрузки (до тысяч килоньютонов) в нижней части главного вала или между регулировочным кольцом и рамой, воспринимает вертикальные нагрузки, обеспечивает плавное вращение, сохраняет соосность и интегрируется с системами смазки. Он работает при частоте вращения 500–1500 об/мин, требуя высокой прочности и точности.
Состоящий из упорного кольца из стали 42CrMo (твердость поверхности 50–55 ХРК), баббитово-бронзовых упорных подушек, корпуса из чугуна/стали, смазочных элементов, фиксирующих устройств и уплотнений, он образует прочный узел.
Изготовление включает ковку и термообработку буртика, литьё/приваривание баббита к стали для колодок и литьё корпуса в песчаные формы с последующей прецизионной механической обработкой. Сборка включает установку колодок, интеграцию смазки и проверку соосности.
Контроль качества включает испытания материалов, контроль размеров, неразрушающий контроль (УЗК, МРТ), эксплуатационные испытания (нагрузка, трение) и проверку смазки. Это гарантирует надежную работу оборудования в горнодобывающей промышленности и при переработке щебня.
Подробное описание компонента упорного подшипника конусной дробилки
1. Функция и роль упорного подшипника
Упорный подшипник конусной дробилки — это важный несущий элемент, расположенный в нижней части главного вала или между регулировочным кольцом и рамой. Он предназначен для восприятия осевых нагрузок, возникающих в процессе дробления. Его основные функции включают:
Поддержка осевой нагрузки: Поглощение вертикальных сил (до тысяч килоньютонов) от движущегося конуса, главного вала и дробления материала, предотвращение осевого смещения ключевых компонентов.
Содействие ротации: обеспечивает плавное вращение главного вала или регулировочного кольца, сохраняя при этом осевую устойчивость, снижая трение и потери энергии.
Техническое обслуживание: обеспечение концентричности главного вала с рамой, предотвращение перекоса, который может привести к неравномерному износу кожуха, подбарабанья или других компонентов.
Интеграция смазки: Работает совместно с системой смазки для равномерного распределения масла по контактным поверхностям, сводя к минимуму износ и тепловыделение при высоких нагрузках.
Работая в условиях высоких нагрузок и скоростей (500–1500 об/мин), упорный подшипник должен обладать исключительной прочностью на сжатие, износостойкостью и точностью размеров для обеспечения долгосрочной надежности.
2. Состав и конструкция упорного подшипника
Упорный подшипник обычно представляет собой многокомпонентный узел, состоящий из вращающихся и неподвижных частей, включающий следующие основные компоненты:
Упорный воротник (вращающийся элемент): Дискообразный компонент, крепящийся к главному валу, с прецизионной механической обработкой упорной поверхности (Ра0,8–1,6 мкм), контактирующей с вкладышами подшипника. Изготовлен из высокопрочной легированной стали (например, 42CrMo) с закаленной поверхностью (ХРК 50–55).
Упорные подушки (стационарные элементы): Сегментные или кольцевые прокладки (3–8 шт.), воспринимающие осевые нагрузки от упорного кольца. Изготавливаются из баббита (на основе олова: Сн 83–85%, Сб 11–13%), бронзы (ZCuSn10Pb1) или биметаллических материалов на стальной основе с износостойким покрытием.
Корпус подшипника: Цилиндрический или кольцевой корпус, удерживающий упорные колодки, установленный на раме или регулировочном кольце. Изготовлен из чугуна (ХТ300) или литой стали (ЗГ270-500) и оснащен масляными канавками для распределения смазки.
Система смазки:
Порты впуска/выпуска масла: Каналы в корпусе, которые подают смазку под давлением (минеральное масло или синтетическую смазку) к контактным поверхностям между воротником и колодками.
Масляные канавки: Кольцевые или радиальные канавки на корпусе подшипника или поверхностях колодок для обеспечения равномерного распределения масла и предотвращения сухого трения.
Установочные штифты/зажимы: Устройства, фиксирующие упорные подушки в корпусе, предотвращающие вращение или смещение под нагрузкой.
Уплотнительные элементы: Уплотнительные кольца или лабиринтные уплотнения, которые предотвращают утечку смазки и блокируют загрязнение пылью, водой или частицами руды.
3. Процессы производства ключевых компонентов
3.1 Упорный воротник (легированная сталь)
Выбор материала: Высокопрочная легированная сталь (42CrMo) выбрана из-за ее превосходной прочности на растяжение (≥1080 МПа) и ударной вязкости (≥60 Дж/см²).
Ковка: Стальную заготовку нагревают до 1100–1200 °C и проковывают в форме диска методом открытой ковки, что позволяет измельчать зернистую структуру и устранять внутренние дефекты.
Термическая обработка: Закалка (850–880 °C, охлаждение в масле) с последующим отпуском (550–600 °C) обеспечивает твёрдость сердцевины ХРК 28–35. Упорная поверхность подвергается индукционной закалке до твёрдости ХРК 50–55 для повышения износостойкости.
Обработка: Токарная обработка и шлифование с ЧПУ позволяют добиться плоскостности (≤0,01 мм/м) и шероховатости поверхности (Ра0,8 мкм) на упорной поверхности с допуском на размер (±0,02 мм) для наружного диаметра.
3.2 Упорные колодки (баббит)
Выбор материала: Баббит на основе олова (сплав Сн-Сб-Cu) используется из-за его низкого коэффициента трения (≤0,1) и превосходной способности компенсировать незначительные несоосности.
КастингБаббит отливается на стальную подложку (Q235) методом центробежного или гравитационного литья, образуя слой толщиной 2–5 мм. Стальная подложка предварительно очищается и шероховывается для обеспечения металлургического сцепления.
Обработка: Поверхность колодки шлифуется до плоскостности (≤0,02 мм/м) и шероховатости (Ра1,6 мкм). На поверхности фрезеруются канавки для смазки заданной глубины (0,5–1 мм).
3.3 Корпус подшипника (чугун)
Выбор материала: Серый чугун (ХТ300) выбран из-за его хороших характеристик гашения вибраций и обрабатываемости резанием, прочность на растяжение составляет ≥300 МПа.
Литье в песчаные формы: Корпус отливается в песчано-связующую форму со стержнями, образующими масляные каналы и элементы крепления. Температура заливки составляет 1380–1420 °C.
Термическая обработка: Отжиг при температуре 550–600 °C снимает литейные напряжения, снижая риск деформации при обработке на станке.
Обработка: Процессы фрезерования и сверления с ЧПУ позволяют создавать монтажные отверстия, масляные порты и углубления для колодок с допуском размеров (±0,1 мм) для критически важных элементов.
4. Сборка и отделка
Установка упорной подушки: Колодки запрессовываются в углубления корпуса с небольшим натягом (0,01–0,03 мм) и фиксируются установочными штифтами.
Интеграция системы смазки: Масляные каналы очищаются и проверяются на текучесть, устанавливаются уплотнения для предотвращения утечек.
Выравнивание упорного кольца: Хомут монтируется на главном валу и проверяется на перпендикулярность к оси вала (≤0,05 мм/м) с помощью циферблатного индикатора.
Тестирование на выбег: Собранный подшипник вращается на холостом ходу для измерения радиального и осевого биения, обеспечивая значения ≤0,05 мм.
5. Процессы контроля качества
Испытание материалов: Анализ химического состава (спектрометрия) подтверждает соответствие сплава (например, 42CrMo, ХТ300). Испытание на твёрдость (по Роквеллу/Бринеллу) подтверждает соответствие твердости поверхности и сердцевины техническим требованиям.
Размерная инспекцияКоординатно-измерительные машины (КИМ) проверяют критические размеры фланца, накладок и корпуса, обеспечивая соблюдение допусков. Плоскостность и параллельность проверяются с помощью оптических плоскостей.
Неразрушающий контроль (НК):
Ультразвуковой контроль (УЗК) позволяет обнаружить внутренние дефекты в упорном бурте (например, трещины, включения).
Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) проверяет опорную поверхность воротника на наличие поверхностных трещин.
Испытание на прочность сцепления (ультразвуковое или на отслаивание) подтверждает прочность сцепления баббита со сталью в упорных подшипниках (отсутствие расслоения).
Тестирование производительности:
Испытание под нагрузкой проводится при 120% номинальной осевой нагрузке в течение 1 часа с контролем повышения температуры (≤40 °C выше температуры окружающей среды) и износа (≤0,01 мм).
Испытание на трение измеряет коэффициент трения в моделируемых условиях эксплуатации, требуя значения ≤0,15 при надлежащей смазке.
Проверка смазки: Испытание под давлением масляных каналов гарантирует отсутствие закупорок, а скорость потока проверяется на соответствие проектным характеристикам.
Благодаря строгим процессам производства и контроля качества упорный подшипник конусной дробилки надежно выдерживает осевые нагрузки, обеспечивает плавное вращение и продлевает срок службы дробилки, что делает его незаменимым для эффективной работы в горнодобывающей промышленности и при переработке щебня.
