Această lucrare detaliază inelul torței concasorului conic, o componentă vitală de etanșare și protecție situată între ansambluri cheie, cum ar fi inelul de reglare și cadrul principal sau conul mobil și conul fix. Funcțiile sale principale includ etanșarea la temperaturi ridicate (rezistând până la 150°C), prevenirea contaminării, izolarea termică și absorbția vibrațiilor, necesitând rezistență la căldură, rezistență la ulei și rezistență mecanică.
Inelul torței are o structură compozită, constând dintr-un cadru metalic (oțel turnat cu conținut scăzut de carbon sau aliat) cu o secțiune transversală în formă de U/L, o căptușeală de etanșare (cauciuc rezistent la temperaturi înalte, compozit de grafit sau pâslă armată cu metal), caneluri de retenție, margini de flanșă și orificii de ventilație opționale.
Scheletul metalic este produs prin turnare în nisip: selecția materialului (Q235 sau ZG230–450), realizarea tiparelor cu adaosuri de contracție, turnare în nisip verde, topire și turnare (1450–1480°C), răcire și dezumflare, precum și recoacere pentru detensionare. Procesul de prelucrare și fabricație implică prelucrarea scheletului, pregătirea etanșării căptușelii, lipirea căptușelii cu adeziv rezistent la căldură, finisare și tratament opțional al suprafeței.
Controlul calității include testarea materialelor (compoziția chimică, rezistența la tracțiune, duritatea), verificări dimensionale (CMM pentru precizie), testarea rezistenței legăturii, evaluări ale performanței etanșării (cicluri de presiune și încălzire) și inspecții vizuale/funcționale. Acestea asigură că inelul torței oferă o etanșare fiabilă în condiții de temperatură ridicată și vibrații ridicate, protejând componentele interne și asigurând funcționarea eficientă a concasorului.
Introducere detaliată a componentei inelului torței concasorului conic
1. Funcția și rolul inelului torței
Inelul torței concasorului conic (cunoscut și sub numele de inel de foc sau inel de etanșare) este o componentă critică de etanșare și protecție, situată între inelul de reglare și cadrul principal sau între conul mobil și ansamblul conului fix. Funcțiile sale principale includ:
Sigilare la temperatură înaltăRezistență la căldura prin frecare generată în timpul concasării (temperaturi de până la 150°C) pentru a menține o etanșare etanșă, prevenind scurgerile de ulei lubrifiant sau pătrunderea apei de răcire.
Prevenirea contaminăriiBlocarea pătrunderii prafului, particulelor de minereu și a altor resturi în sistemul intern de lubrifiere, reducând uzura rulmenților și a angrenajelor.
Izolație termicăSeparând camera de concasare la temperatură înaltă de sistemul de lubrifiere la temperatură joasă, protejând componentele sensibile de deteriorarea termică.
Absorbția vibrațiilorAbsorbția vibrațiilor radiale și axiale minore dintre piesele de îmbinare, reducând zgomotul și prelungind durata de viață a componentelor adiacente.
Având în vedere expunerea sa la temperaturi ridicate, abraziune și coroziune chimică (din minereuri), inelul torței trebuie să fie rezistent la căldură (până la 200°C), rezistent la ulei și rezistentă mecanică.
2. Compoziția și structura inelului torței
Inelul torței este de obicei o componentă inelară cu o structură compozită, combinând materiale metalice și nemetalice. Componentele sale cheie și detaliile structurale includ:
Cadru metalicO bază circulară din oțel cu conținut scăzut de carbon (Q235 sau oțel 10#), care oferă rigiditate structurală. Prezintă o secțiune transversală în formă de U sau L pentru a susține materialul de etanșare și a asigura stabilitatea dimensională la căldură.
Căptușeală de etanșareUn material rezistent la uzură și la căldură, lipit sau fixat mecanic pe structura metalică. Materialele comune includ:
Cauciuc pentru temperaturi înalte (EPDM sau Viton)Rezistent la uleiuri și temperaturi de până la 200°C, utilizat în aplicații la temperaturi moderate.
Compozit încorporat în grafitÎmbunătățește rezistența la căldură (până la 300°C) și autolubrifierea, potrivit pentru medii cu frecare ridicată.
Fetru armat cu metalLână comprimată sau fibre sintetice impregnate cu rășină rezistentă la căldură, oferind o bună adaptabilitate la suprafețe neuniforme.
Caneluri de retențieCaneluri circumferențiale pe cadrul metalic pentru fixarea căptușelii de etanșare, prevenind desprinderea în timpul vibrațiilor.
Marginile flanșelorBuze subțiri și flexibile de pe căptușeala de etanșare care presează pe suprafețele de contact (inelul de reglare sau cadrul principal) pentru a crea o etanșare strânsă sub pretensionare.
Orificii de ventilație (opțional)Găuri mici găurite prin cadrul metalic pentru a elibera aerul sau umezeala prinse, prevenind acumularea de presiune care ar putea perturba etanșarea.
3. Procesul de turnare pentru structura metalică
Cadrul metalic al inelului torței este adesea fabricat prin turnare în nisip pentru a fi rentabil și a oferi forme complexe:
Selecția materialelor:
Oțelul cu conținut scăzut de carbon (Q235) este preferat pentru turnabilitatea sa bună, sudabilitatea și rezistența moderată (rezistență la tracțiune ≥375 MPa). Pentru aplicații cu solicitări mari, se utilizează oțelul turnat aliat (ZG230–450) pentru a îmbunătăți rigiditatea.
Crearea de modele:
Se realizează un model din lemn sau spumă pentru a reproduce diametrul exterior al inelului (de obicei 300–1200 mm), diametrul interior și forma secțiunii transversale (în formă de U/L). Se adaugă adaosuri de contracție (1,2–1,5%) pentru a ține cont de contracția la răcire.
Turnare:
Matrițele din nisip verde sunt pregătite cu o structură de tragere, folosind un miez de nisip pentru a forma orificiul interior. Cavitatea matriței este acoperită cu o spălare pe bază de argilă pentru a asigura un finisaj neted al suprafeței turnate.
Topire și turnare:
Oțelul este topit într-un cubil sau cuptor electric la 1500–1550°C, cu o compoziție chimică controlată la C 0,12–0,20%, Mn 0,3–0,6% (pentru Q235) pentru a evita fragilitatea.
Turnarea se efectuează la 1450–1480°C folosind un polonic, cu un debit constant pentru a umple cavitatea matriței fără turbulențe, reducând porozitatea.
Răcire și agitare:
Piesa turnată este răcită în matriță timp de 12-24 de ore pentru a minimiza stresul termic, apoi îndepărtată prin vibrații. Reziduurile de nisip sunt curățate prin sablare (granulat de oțel G40).
Tratament termic:
Recoacerea la 600–650°C (răcire cu aer) ameliorează stresul de turnare, reducând duritatea la 130–180 HBW pentru o prelucrare mai ușoară.
4. Prelucrare și proces de fabricație
Prelucrarea cadrului:
Inelul turnat este montat pe un strung CNC pentru a prelucra diametrul exterior, diametrul interior și suprafețele flanșelor, lăsând o adaos de finisare de 0,5-1 mm. Dimensiunile cheie (de exemplu, lățimea inelului, grosimea flanșei) sunt controlate la ±0,1 mm.
Șanțurile de retenție pentru căptușeala de etanșare sunt frezate cu o mașină de frezat CNC, cu o adâncime precisă (2–5 mm) și o lățime (3–8 mm) pentru a asigura o îmbinare sigură.
Pregătirea căptușelii de etanșare:
Pentru căptușelile de cauciuc: Foile de EPDM sau Viton se taie la dimensiune prin ștanțare, cu o toleranță de ±0,5 mm. Suprafața de lipire este rugoasă prin sablare (Ra25–50 μm) pentru a îmbunătăți aderența.
Pentru compozitele de grafit: Foile de grafit comprimat sunt tăiate și modelate folosind tăierea cu jet de apă, asigurând o grosime uniformă (3-10 mm) pe inel.
Lipirea căptușelii:
Suprafața de îmbinare a structurii metalice este curățată cu acetonă pentru a îndepărta uleiul și resturile. Un adeziv rezistent la căldură (pe bază de rășină epoxidică, cu o temperatură de funcționare de până la 200°C) este aplicat uniform, la o grosime de 0,1–0,2 mm.
Căptușeala este presată pe structură folosind o presă hidraulică (presiune: 0,5–1 MPa) și întărită într-un cuptor la 80–100°C timp de 2–4 ore pentru a obține o rezistență completă la aderență.
Finisare:
Inelul asamblat este prelucrat prin strunjire pentru a asigura o suprafață netedă a buzelor de etanșare (Ra1,6–3,2 μm), promovând un contact eficient cu componentele de îmbinare.
Marginile flanșelor sunt debavurate pentru a îndepărta colțurile ascuțite, prevenind deteriorarea etanșărilor adiacente în timpul instalării.
Tratament de suprafață opțional:
Scheletul metalic este acoperit cu zinc (5–8 μm) sau vopsea epoxidică pentru a rezista la coroziune în medii umede.
5. Procese de control al calității
Testarea materialelor:
Structură metalică: Analiza spectrometrică verifică compoziția chimică (de exemplu, Q235: C ≤0,22%, Mn ≤1,4%). Testarea la tracțiune confirmă rezistența ≥375 MPa.
Căptușeală de etanșare: Probele de cauciuc sunt supuse unor teste de duritate (Shore A 60–80 pentru EPDM) și teste de îmbătrânire termică (70°C timp de 72 de ore, cu o modificare a durității ≤±5 Shore A).
Verificări ale preciziei dimensionale:
O mașină de măsurat în coordonate (CMM) inspectează dimensiunile critice: diametrul exterior (±0,1 mm), diametrul interior (±0,1 mm) și uniformitatea grosimii căptușelii (variație ≤0,05 mm).
Planeitatea suprafețelor flanșelor se măsoară folosind o placă de suprafață și o calibră, cu o toleranță ≤0,1 mm/m.
Testarea rezistenței legăturilor:
Testarea distructivă a inelelor de probă: O secțiune a căptușelii este trasă perpendicular pe cadru folosind un aparat de testare la tracțiune, necesitând o rezistență minimă la legătură de 3 MPa pentru căptușelile de cauciuc și 5 MPa pentru compozitele de grafit.
Testarea performanței etanșărilor:
Testarea presiunii: Inelul este instalat într-un dispozitiv de testare și supus unei presiuni a aerului de 0,3 MPa timp de 30 de minute, fără a se detecta nicio scurgere prin aplicarea unei soluții de săpun.
Cicluri de încălzire: Inelul este expus la 200°C timp de 1 oră, apoi răcit la 25°C (100 de cicluri repetate), iar inspecția post-test nu arată nicio desprindere sau fisurare a căptușelii.
Inspecție vizuală și funcțională:
Buzele de etanșare sunt inspectate la o mărire (10x) pentru a se asigura că nu prezintă rupturi, bule sau neregularități.
O probă de ajustare cu componentele de potrivire (inel de reglare, cadrul principal) confirmă alinierea corectă și presiunea de contact pe întreaga suprafață de etanșare.
Prin aceste procese, inelul torței obține performanțe de etanșare fiabile în medii cu temperaturi ridicate și vibrații ridicate, protejând componentele interne ale concasorului conic și asigurând eficiența operațională pe termen lung.
