подшипниковый блок щековой дробилки

Подробное введение в узел подшипника щековых дробилок

I. Состав и конструкция подшипникового узла

1. Корпус подшипника
   Основная несущая конструкция цилиндрической или блочной формы изготовлена из высокопрочного серого чугуна (ХТ350), ковкого чугуна (QT500-7) или литой стали (ZG35SiMn). Чугунные корпуса обеспечивают хорошее гашение вибраций (подходят для малых и средних дробилок), а литые стальные корпуса – более высокую прочность (подходят для крупных дробилок). Корпус имеет прецизионное отверстие для установки подшипников, внешние монтажные фланцы и ребра жесткости. Общая конструкция должна выдерживать пластическую деформацию при нагрузке, превышающей номинальную в 1,5 раза.
2. Отверстие подшипника
   Прецизионное сквозное отверстие в центре корпуса для установки наружного кольца подшипника с допуском H7 (посадка с натягом) в соответствии с требованиями к подшипнику. Шероховатость внутренней поверхности Ра ≤1,6 мкм (для снижения износа наружного кольца подшипника). Уступы (шириной 10–20 мм) по обоим концам отверстия служат для установки подшипника и крышки уплотнения. Перпендикулярность поверхностей уступов к оси отверстия ≤0,02 мм/100 мм обеспечивает равномерное распределение усилия после установки подшипника.
3. Монтажный фланец
   Фланцевая конструкция на одном или обоих концах корпуса, толщина которой на 10–20 мм больше толщины корпуса, для болтового соединения с боковыми пластинами. На поверхности фланца имеются 4–8 кольцевых отверстий под болты (M16–M36) с допуском положения ±0,2 мм. Плоскостность сопрягаемой поверхности с боковой пластиной должна быть ≤0,1 мм/100 мм для предотвращения эксцентричной нагрузки после монтажа.
4. Уплотнительная конструкция (уплотнительная канавка)
   Уплотнительные канавки (шириной 8–15 мм и глубиной 3–5 мм) на обоих концах отверстия подшипника оснащены масляными или лабиринтными уплотнениями, предотвращающими утечку смазки и попадание пыли. Соосность уплотнительной канавки с отверстием подшипника составляет ≤0,05 мм, что исключает износ уплотнения вследствие эксцентриситета.
5. Армирование и вспомогательные конструкции

• Радиальные ребра: радиальные ребра толщиной 15–30 мм на внешней стороне корпуса образуют с монтажным фланцем треугольные опоры, повышающие устойчивость к радиальным нагрузкам (прогиб ≤0,1 мм/м).

• Отверстие для заливки масла: Резьбовое отверстие M10–M16 на боковой стороне корпуса соединяется со смазочным ниппелем или смазочной трубкой для смазки подшипника. Канал диаметром 3–5 мм соединяется с отверстием подшипника для обеспечения достаточной смазки.

• Поиск босса (необязательно): Кольцевой выступ (высотой 3–5 мм) на некоторых поверхностях фланца сопрягается с канавкой в боковой пластине, ограничивая отклонение позиционирования до ≤0,05 мм для повышения точности установки.

II. Процесс литья корпусов подшипников (пример из высокопрочного чугуна QT500-7)

1. Подготовка форм и песка

• Используются песчано-полимерные формы с деревянными или металлическими шаблонами, созданными на основе 3D-моделей. Допускается усадка 1,0–1,5% (линейная усадка высокопрочного чугуна). Отверстие подшипника формируется песчаными стержнями, покрытыми графитовой краской (толщиной 0,5–1 мм) для повышения точности поверхности.

• Выравнивание песчаных стержней обеспечивает отклонение перпендикулярности отверстия подшипника ≤0,1 мм/м для предотвращения эксцентриситета в отливках.

2. Плавление и сфероидизация

• Чугун с низким содержанием серы (S ≤0,03%), стальной лом и возвратный материал плавят в индукционной печи при температуре 1450–1480 °C. Состав корректируется (C 3,6–3,8%, Си 2,5–2,8%, Мн ≤0,5%).

• Сфероидизация: при использовании метода «冲入法» в ковш добавляют сфероидизирующий агент (редкоземельный магниевый сплав, 1,2–1,5%) и модификатор (75% ферросилиция, 0,8–1,0%). Температура расплава после обработки составляет 1380–1420 °C, степень сфероидизации ≥80% (степень чистоты ≥3).

3. Заливка и охлаждение

• Система заливки снизу обеспечивает заполнение из центра днища корпуса при температуре 1350–1380 °C. Время заливки составляет 3–10 минут (масса 50–500 кг), что обеспечивает равномерное заполнение без захвата шлака.

• Отливки охлаждают в форме при температуре ниже 300°C, чтобы избежать растрескивания из-за быстрого охлаждения.

4. Термическая обработка

• Отжиг: отливки нагревают до 550–600 °C, выдерживают 3–4 часа, затем охлаждают с печью до 200 °C на воздухе для снятия остаточных напряжений (≤80 МПа) и предотвращения деформаций при механической обработке. Отливки подвергают нормализации (850–900 °C в течение 2 часов, охлаждение на воздухе) для получения однородной структуры.

III. Процесс обработки подшипниковых узлов

1. Черновая обработка

• Используя поверхность фланца в качестве базовой точки, отверстие подшипника обтачивается/фрезеруется на токарном станке или вертикальном обрабатывающем центре (с припуском 2–3 мм). Поверхность фланца обтачивается на черновую фрезеровку (с припуском 1–2 мм) для обеспечения перпендикулярности между осью отверстия и поверхностью фланца ≤0,3 мм/100 мм.

• Отверстия под болты и маслозаливные отверстия сверлятся (припуск 1 мм), а уплотнительные канавки грубо обтачиваются (припуск 0,5 мм по ширине/глубине).

2. Лечение старения

• После черновой обработки проводят искусственное старение (200–250 °C в течение 4 часов для чугуна; 300–350 °C в течение 6 часов для литой стали) для дальнейшего снятия напряжений при обработке и стабилизации размеров.

3. Чистовая обработка

• Отверстие подшипника: обработано на токарном станке с ЧПУ или расточном станке алмазным инструментом (чугун) или твердосплавным инструментом (литая сталь) до допуска H7, Ра ≤1,6 мкм и цилиндричности ≤0,005 мм/100 мм.

• Поверхность фланца: обработана фрезером до плоскостности ≤0,1 мм/100 мм, перпендикулярности к оси отверстия ≤0,01 мм/100 мм и Ра ≤3,2 мкм.

• Уплотнительные канавки и резьба: обработанные уплотнительные канавки (допуск ±0,1 мм) и резьбовые масляные отверстия (резьба 6H) обеспечивают надежную герметизацию и посадку крепежа.

4. Обработка поверхности

• Необработанные поверхности зачищаются от заусенцев и покрываются антикоррозионным покрытием (фосфатированием для чугуна). Обработанные поверхности смазываются антикоррозионным маслом. Отверстия подшипников для крупногабаритных узлов могут быть фосфатированы или хромированы (5–10 мкм) для повышения износостойкости.

IV. Процесс контроля качества

1. Качество литья

• Визуальный осмотр: отсутствие трещин, усадочных раковин и песчаных раковин. Поверхность отверстия подшипника не должна иметь пор и включений диаметром ≥1 мм.

• Внутреннее качество: ковкий чугун проверяется на степень сфероидизации (≥80%) и морфологию графита (преимущественно шаровидную). Литая сталь подвергается ультразвуковому контролю (УЗК), при котором дефекты размером ≥φ2 мм в пределах 20 мм от отверстия подшипника отсутствуют.

• Механические свойства: Проведено тестирование на твердость (QT500-7: 170–230 HBW; ZG35SiMn: 220–260 HBW) и прочность на растяжение (QT500-7: ≥500 МПа).

2. Точность размеров

• Координатно-измерительные машины проверяют диаметр отверстия подшипника (Н7), цилиндричность, перпендикулярность фланцу и положение отверстий под болты с отклонениями ≤50% от проектных допусков.

• Индикатор часового типа проверяет плоскостность фланца (≤0,1 мм/100 мм) и соосность уплотнительной канавки (≤0,05 мм).

3. Тестирование сборки

• Посадка подшипника: Стандартное наружное кольцо подшипника запрессовывается в отверстие с проверочным натягом (0,01–0,03 мм), гарантируя отсутствие люфта или чрезмерного натяга.

• Испытание уплотнений: Уплотнения устанавливаются на испытание давлением 0,3 МПа (30 минут) без утечки смазки.

4. Нагрузочное тестирование

• Статическая нагрузка при 1,5-кратной номинальной радиальной нагрузке в течение 1 часа показала деформацию ≤0,05 мм без остаточной деформации после снятия нагрузки.