Această lucrare detaliază inelul de reglare al concasoarelor conice, o componentă cheie în partea superioară a ansamblului conic fix, care ajustează spațiul de concasare pentru a controla dimensiunea materialului descărcat și susține căptușeala conului fix, găzduind în același timp dispozitivele de siguranță. Detaliază compoziția sa, inclusiv corpul inelului, suprafața de montare a căptușelii conice fixe, dinții/filetele angrenajului de reglare, orificiile/camerele arcului cilindrului hidraulic, canalele de lubrifiere, canelurile de etanșare și mecanismul de blocare, împreună cu caracteristicile lor structurale. Este prezentat procesul de turnare pentru corpul inelului, acoperind prelucrarea materialului, realizarea modelului, turnarea, topirea, turnarea, tratamentul termic și inspecția. De asemenea, descrie procesele de prelucrare și fabricație (prelucrare brută, recoacere la detensionare, prelucrare finisată, tratament de suprafață, asamblare) și măsurile de control al calității (validarea materialelor, verificări ale preciziei dimensionale, testare funcțională, testare a rezistenței la uzură, inspecție finală). Aceste procese asigură că inelul de reglare oferă o reglare precisă a spațiului și o protecție fiabilă pentru concasoarele conice în aplicații solicitante.
Introducere detaliată a componentei inelului de reglare a concasorului conic
1. Funcția și rolul inelului de reglare
Inelul de reglare (cunoscut și sub numele de inelul bolului sau inelul de reglare) este o componentă cheie în concasoarele cu con, situat în partea superioară a ansamblului conului fix. Funcția sa principală este de a regla spațiul de concasare dintre conul mobil (cap) și conul fix (căptușeala bolului), controlând astfel dimensiunea materialului descărcat. Prin rotirea inelului de reglare, conul fix se mișcă în sus sau în jos, modificând lățimea spațiului pentru a se adapta la diferitele durități ale materialului și la granularitatea dorită a produsului. În plus, servește ca suport structural pentru căptușeala conului fix și găzduiește dispozitive de siguranță (de exemplu, cilindri hidraulici sau arcuri) care protejează concasorul de supraîncărcări, permițând mișcarea temporară în sus în timpul impacturilor neașteptate.
2. Compoziția și structura inelului de reglare
Inelul de reglare este o componentă inelară mare, cu un design robust, alcătuită din următoarele părți principale:
Corpul ineluluiStructura inelară principală, de obicei realizată din oțel turnat de înaltă rezistență (ZG35CrMo) sau fontă ductilă (QT500-7), cu un diametru exterior cuprins între 1 și 5 metri, în funcție de dimensiunea concasorului. Suprafața sa interioară prezintă filete sau dinți de angrenaj care se angrenează cu mecanismul de reglare (de exemplu, motoare hidraulice sau mânere manuale) pentru a facilita rotația.
Suprafață de montare a căptușelii conice fixeO suprafață interioară conică sau în trepte a corpului inelului care fixează căptușeala conică fixă (căptușeala bolului) prin intermediul unor șuruburi, caneluri în coadă de rândunică sau cleme cu pană. Această suprafață este prelucrată cu precizie pentru a asigura o fixare strânsă, prevenind mișcarea căptușelii în timpul strivirii.
Dinți sau filete ale angrenajului de reglareDinți de angrenaj exteriori sau interiori (modul 8–12) sau filete trapezoidale pe corpul inelului, care se angrenează cu pinionul de acționare sau piulița de reglare pentru a transmite forța de rotație pentru reglarea jocului.
Orificii cilindrului hidraulic sau camere de arcAdâncituri sau găuri în corpul inelului care găzduiesc cilindri hidraulici (pentru sisteme de reglare hidraulică) sau arcuri de compresie (pentru sisteme mecanice). Aceste componente absorb forțele de suprasarcină și readuc inelul la poziția inițială după o blocare.
Canale de lubrifiereGăuri sau caneluri găurite care furnizează lubrifiant dinților angrenajului, filetului și suprafețelor de montare, reducând frecarea și uzura în timpul rotației și funcționării.
Etanșarea canelurilorȘanțuri circumferențiale pe suprafețele de contact (de exemplu, între inel și cadrul concasorului) care susțin inele O sau garnituri pentru a preveni pătrunderea prafului și scurgerile de lubrifiant.
Mecanism de blocareUn set de șuruburi, clichete sau cleme hidraulice care fixează inelul de reglare în poziție după setarea jocului dorit, prevenind rotirea accidentală în timpul strivirii.
3. Procesul de turnare a corpului inelului
Corpul inelului de reglare este fabricat prin turnare în nisip sau prin turnare cu pereți prefabricați, urmând următorii pași:
Selecția materialelor:
Oțelul turnat (ZG35CrMo) este preferat pentru concasoarele mari datorită rezistenței sale ridicate la tracțiune (≥785 MPa) și tenacității la impact, fiind potrivit pentru a rezista la sarcini grele și solicitări dinamice.
Fonta ductilă (QT500-7) este utilizată pentru inele de dimensiuni medii, oferind o turnabilitate mai bună și un cost mai mic, menținând în același timp o rezistență suficientă (rezistență la tracțiune ≥500 MPa).
Crearea de modele:
Un model la scară reală este creat folosind spumă, lemn sau materiale imprimate 3D, replicând diametrul exterior al inelului, filetul/dinții interiori și caracteristicile interne. Pentru inelele mari, se folosesc modele segmentate pentru a simplifica manipularea.
Se adaugă adaosuri de contracție (2–3% pentru oțelul turnat) și unghiuri de deformare (3–5°) pentru a compensa contracția post-turnare.
Turnare:
În jurul modelului se formează matrițe de nisip lipite cu rășină, cu miezuri de nisip folosite pentru a crea cavități interne (de exemplu, orificii cilindrice). Matrița este ranforsată cu tije de oțel pentru a preveni deformarea în timpul turnării.
Pentru turnarea prin injecție mecanică (utilizată pentru dinți de angrenaje complecși), o carcasă ceramică se formează prin imersarea modelului de spumă în suspensie refractară, urmată de uscare și sinterizare.
Topire și turnare:
Oțelul turnat este topit într-un cuptor cu arc electric la 1520–1580°C, cu elemente de aliere (Cr, Mo) adăugate pentru a obține compoziția chimică dorită. Metalul topit este tratat pentru a reduce conținutul de sulf și fosfor (≤0,03%).
Turnarea se efectuează într-un singur flux, la o viteză controlată (100–300 kg/s), pentru a asigura umplerea completă a matriței și a minimiza turbulențele, care pot cauza porozitate.
Răcire și agitare:
Piesa turnată este lăsată să se răcească lent în matriță timp de 48-72 de ore pentru a evita fisurarea termică, apoi este îndepărtată prin vibrații sau cu macaraua. Reziduurile de nisip sunt curățate prin sablare sau cu jet de apă de înaltă presiune.
Tratament termic:
Inelele din oțel turnat sunt supuse unei normalizări (860–900°C, răcite cu aer) pentru a rafina structura granulară, urmată de o revenire (600–650°C) pentru a obține o duritate de 220–260 HBW, echilibrând rezistența și prelucrabilitatea.
Inelele din fontă ductilă sunt recoapte (900–950°C) pentru a elimina carburile și a îmbunătăți ductilitatea.
Inspecția turnării:
Inspecția vizuală și testarea cu lichide penetrante (DPT) verifică dacă există fisuri la suprafață, găuri de ventilație sau dinți incompleti ai angrenajului.
Testarea cu ultrasunete (UT) și testarea radiografică (RT) detectează defectele interne, cu limite stricte (fără defecte >φ5 mm în corpul inelului sau în dinții angrenajului).
4. Prelucrare și proces de fabricație
Prelucrare brută:
Suprafețele exterioare și interioare ale inelului sunt strunjite pe un strung CNC mare pentru a îndepărta excesul de material, lăsând o adaos de finisare de 3-5 mm. Dinții sau filetele angrenajelor sunt prelucrate grosier folosind o mașină de prelucrat cu freză sau o freză de filetat.
Orificiile cilindrului hidraulic și găurile pentru șuruburi sunt găurite și conice la dimensiuni aproximative.
Recoacere pentru detensionare:
După prelucrarea brută, inelul este încălzit la 550–600°C timp de 4–6 ore și răcit lent pentru a elimina tensiunile reziduale de la turnare și tăiere inițială, prevenind distorsiunile în timpul prelucrării de finisare.
Prelucrare de finisare:
Suprafața interioară de montare pentru căptușeala conică fixă este șlefuită cu precizie la o toleranță de conicitate de ±0,05 mm/m și o rugozitate a suprafeței Ra1,6–3,2 μm, asigurând o fixare strânsă a căptușelii.
Dinții angrenajului sunt prelucrați cu freză sau rectificați conform preciziei AGMA 8-10, cu abateri ale profilului dintelui ≤0,03 mm pentru a asigura o angrenare lină cu pinionul de acționare.
Filetele sunt strunjite cu precizie sau rectificate conform clasei de toleranță 6H din ISO 286, cu o rugozitate a suprafeței flancului Ra3,2 μm pentru o angrenare fiabilă.
Orificiile hidraulice sunt honuite pentru a asigura concentricitatea cu alezajele cilindrului, iar canelurile de etanșare sunt prelucrate la dimensiuni exacte (lățime ±0,02 mm, adâncime ±0,01 mm).
Tratament de suprafață:
Suprafața exterioară este vopsită cu un grund și un strat superior anticoroziv (grosimea peliculei uscate ≥120 μm) pentru a rezista la deteriorarea mediului.
Dinții sau filetul angrenajelor sunt acoperite cu disulfură de molibden sau fosfat pentru a reduce frecarea și a spori rezistența la uzură.
Asamblare:
Cilindrii hidraulici sau arcurile sunt instalate în camerele lor respective, cu garnituri și inele O montate pentru a preveni scurgerile.
Mecanismul de blocare (șuruburi sau cleme) este montat și se efectuează teste funcționale pentru a verifica rotația lină și blocarea sigură.
5. Procese de control al calității
Validarea materialelor:
Analiza spectrometrică confirmă compoziția chimică a oțelului/fierului turnat (de exemplu, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%, Mo 0,15–0,25%).
Testele de tracțiune pe epruvete din fiecare lot de turnare asigură că proprietățile mecanice respectă standardele (rezistență la tracțiune, tenacitate la impact).
Verificări ale preciziei dimensionale:
Mașinile de măsurat în coordonate (CMM) cu un interval de măsurare de ≥6 metri verifică dimensiunile cheie, inclusiv diametrul exterior, conicitatea interioară, pasul dinților angrenajului și pasul filetului.
Un aparat de testare a laminarii roților dințate verifică modelele de contact ale dinților și jocul cu dinții (0,1–0,3 mm) pentru a asigura o angrenare netedă.
Testarea funcțională:
Test de rotație: Inelul este rotit la 360° sub sarcină pentru a se asigura că nu este blocat, iar măsurătorile de cuplu confirmă funcționarea lină (variație ≤5% față de specificațiile de proiectare).
Testarea sistemului hidraulic: Pentru inelele hidraulice, testarea presiunii la 1,5× presiunea nominală (de exemplu, 30 MPa) timp de 1 oră asigură absența scurgerilor din orificiile sau etanșările cilindrului.
Testarea rezistenței la uzură:
Dinții angrenajului sunt supuși unui test de uzură de 10.000 de cicluri sub sarcină simulată, cu o adâncime de uzură ≤0,1 mm acceptabilă.
Suprafețele filetate sunt testate pentru rezistența la frecare în cadrul ciclurilor repetate de asamblare/dezasamblare.
Inspecția finală:
Înainte de certificare se efectuează o analiză cuprinzătoare a tuturor rapoartelor de testare, inclusiv certificatele de materiale, rezultatele testelor nedistrucționate (NDT) și înregistrările dimensionale.
Inelul este montat de probă cu căptușeala conică fixă și mecanismul de reglare pentru a confirma compatibilitatea și alinierea corectă.
Prin urmarea acestor procese riguroase, inelul de reglare atinge rezistența, precizia și durabilitatea necesare, asigurând o reglare precisă a spațiului și o protecție fiabilă pentru concasorul conic în aplicațiile miniere și de agregate solicitante.
