Bucșă excentrică pentru concasor conic

Generarea mișcării excentriceConversia mișcării de rotație a roții dințate de antrenare în mișcarea excentrică (orbitală) a arborelui principal și a conului mobil, creând acțiunea de concasare prin închiderea și deschiderea periodică a spațiului dintre conul mobil și cel fix.

Transmisia cupluluiTransferul cuplului de la pinion (prin angrenarea cu excentricul) la arborele principal, asigurând o forță suficientă pentru zdrobirea materialelor dure precum minereurile și rocile.

Purtător de sarcinăPreia încărcările radiale și axiale generate în timpul concasării (până la mii de kilonewtoni), distribuindu-le uniform către cadru și lagăre.

Canal de lubrifiereCarcasă cu pasaje interne de ulei care livrează lubrifiant arborelui principal și lagărelor, reducând frecarea și acumularea de căldură în timpul rotației de mare viteză (de obicei 150–300 rpm).

Corpul bucșeiO structură cilindrică cu pereți groși, realizată din oțel aliat de înaltă rezistență (de exemplu, 42CrMo sau 35CrMo) sau oțel turnat de înaltă calitate (ZG42CrMo). Suprafața exterioară este adesea echipată cu o roată dințată mare (roată dințată excentrică) care se angrenează cu pinionul, cu un interval de modul de elasticitate de 10–25 și un număr de dinți de 30–80.

Alezaj excentricUn alezaj central cu o decalaj (excentricitate) față de diametrul exterior, de obicei 5-20 mm, în funcție de modelul concasorului. Acest decalaj determină cursa conului mobil, afectând direct eficiența concasării și debitul.

Dinți de angrenajFormată integral sau sudată pe suprafața exterioară a bucșei, cu un profil în evolventă (unghi de presiune 20°) pentru a asigura o angrenare lină cu pinionul. Angrenajul este proiectat pentru transmiterea unui cuplu ridicat, cu o lățime a feței de 150–400 mm.

Pasaje de lubrifiereGăuri sau caneluri interne perforate care se conectează la sistemul principal de lubrifiere, furnizând ulei la interfața dintre bucșă și arborele principal, precum și la rulmenții superiori și inferiori.

Flanșă sau umărO proiecție radială la un capăt al bucșei, acționând ca o suprafață de lagăr axial pentru a absorbi sarcinile axiale și a limita mișcarea axială față de cadru.

Căptușeală rezistentă la uzurăUn manșon interior înlocuibil, fabricat din bronz pentru rulmenți (de exemplu, ZCuSn10Pb1) sau metal Babbitt, presat în alezajul interior pentru a reduce frecarea dintre bucșă și arborele principal.

Oțelul turnat de înaltă rezistență (ZG42CrMo) este ales pentru proprietățile sale mecanice excelente: rezistență la tracțiune ≥800 MPa, rezistență la curgere ≥600 MPa și tenacitate la impact ≥45 J/cm². Oferă o bună călibilitate și rezistență la uzură după tratamentul termic.

Se creează un model la scară reală folosind lemn, spumă sau rășină imprimată 3D, replicând diametrul exterior al bucșei, alezajul excentric, dinții angrenajului (simplificați), flanșa și pozițiile pasajului de lubrifiere. Se adaugă adaosuri de contracție (2–2,5%), cu adaosuri mai mari pentru dinții angrenajului și secțiunile cu pereți groși.

Modelul include miezuri pentru a forma alezajul interior excentric și pasajele de ulei, asigurând precizia dimensională a decalajului.

Se prepară o matriță din nisip lipit cu rășină, cu miezuri separate pentru alezajul interior și dinții angrenajului. Matrița și miezurile sunt acoperite cu o soluție de spălare refractară (pe bază de alumină) pentru a preveni penetrarea metalului și a îmbunătăți finisajul suprafeței.

Matrița este asamblată cu o aliniere precisă a miezului interior pentru a asigura că excentricitatea (decalajul) respectă specificațiile de proiectare (toleranță ±0,1 mm).

Oțelul turnat este topit într-un cuptor cu arc electric la 1530–1570°C, cu o compoziție chimică controlată la C 0,38–0,45%, Cr 0,9–1,2% și Mo 0,15–0,25% pentru a echilibra rezistența și tenacitatea.

Turnarea se realizează folosind o oală de turnare de jos, cu un debit controlat (100–200 kg/s) pentru a evita turbulențele și a asigura umplerea completă a matriței, în special a detaliilor dinților angrenajului. Temperatura de turnare este menținută la 1490–1530°C.

Piesa turnată este răcită în matriță timp de 72–120 de ore pentru a minimiza stresul termic, apoi îndepărtată prin vibrații. Reziduurile de nisip sunt curățate prin sablare (granulat de oțel G18), obținându-se o rugozitate a suprafeței de Ra50–100 μm.

Normalizarea (860–900°C, răcire cu aer) rafinează structura granulelor, urmată de revenire (600–650°C) pentru a reduce duritatea la 220–260 HBW, îmbunătățind prelucrabilitatea.

Semifabricatul turnat este montat pe un strung CNC cu un dispozitiv de fixare excentric pentru a prelucra diametrul exterior, fața flanșei și suprafața de referință a roții dințate exterioare, lăsând o adaos de finisare de 5-8 mm. Alezajul interior este alezat brut pentru a stabili excentricitatea, cu o toleranță de ±0,2 mm.

Dinții exteriori ai angrenajului sunt prelucrați brut folosind o mașină CNC de frezat angrenaje, cu o adaos de 0,5–1 mm pentru finisare. Parametrii angrenajului (modulul, unghiul de presiune, numărul de dinți) sunt controlați cu precizie pentru a se potrivi cu pinionul dințat.

Dinții angrenajului și suprafața exterioară sunt călite prin inducție la o adâncime de 2–5 mm, atingând o duritate a suprafeței de 50–55 HRC pentru a spori rezistența la uzură. Suprafețele alezajului interior și ale rulmentului sunt menținute la o duritate mai mică (25–35 HRC) pentru tenacitate.

Revenirea la 200–250°C elimină tensiunile reziduale din călire, prevenind fisurarea în timpul prelucrării ulterioare.

Diametrul exterior și dinții angrenajuluiSuprafața exterioară și dinții angrenajului sunt rectificați cu o mașină de rectificat angrenaje CNC pentru a obține o precizie AGMA 6–7, cu o abatere a profilului dintelui ≤0,02 mm și o rugozitate a suprafeței Ra0,8 μm.

Alezaj interiorAlezajul interior excentric este alezat și honuit la o toleranță dimensională de IT6, cu o rugozitate a suprafeței de Ra0,4 μm pentru a asigura o potrivire corectă cu căptușeala rezistentă la uzură.

Pasaje de lubrifiereGăurile și canelurile de ulei sunt găurite și filetate, cu poziționare precisă (±0,2 mm) pentru a se alinia cu sistemul de lubrifiere al arborelui principal.

Căptușeala din bronz sau babbitt este presată în alezajul interior folosind o presă hidraulică, cu o ajustare prin presare (0,05–0,1 mm) pentru a asigura o îmbinare sigură. Suprafața interioară a căptușelii este strunjită pentru a se potrivi cu diametrul arborelui principal.

Bucșa excentrică asamblată este echilibrată dinamic pe o mașină de echilibrat pentru a corecta excentricitatea masei, asigurând niveluri de vibrații ≤0,1 mm/s la viteza de funcționare pentru a preveni uzura excesivă a rulmenților.

Analiza compoziției chimice (prin spectrometrie de emisie optică) verifică dacă conținutul de aliaj respectă standardele (de exemplu, 42CrMo: C 0,38–0,45%, Cr 0,9–1,2%).

Testele de tracțiune pe probe turnate confirmă proprietățile mecanice: rezistență la tracțiune ≥800 MPa, alungire ≥12%.

O mașină de măsurat în coordonate (CMM) inspectează dimensiunile cheie: excentricitatea (decalajul dintre axele interioară și exterioară, toleranță ±0,05 mm), parametrii angrenajului și toleranțele diametrului interior/exterior.

Un dispozitiv de urmărire laser verifică concentricitatea roții dințate exterioare și a alezajului interior, asigurând alinierea cu arborele principal.

Duritatea superficială a dinților angrenajului se măsoară folosind un duritatemetru Rockwell (este necesar HRC 50–55).

Analiza metalografică verifică adâncimea și uniformitatea stratului întărit, asigurându-se că nu există martensită excesivă sau fisuri.

Testarea cu ultrasunete (UT) inspectează corpul bucșei pentru defecte interne (de exemplu, pori de contracție, fisuri) cu o limită de dimensiune de φ2 mm.

Testarea cu particule magnetice (MPT) detectează fisurile de suprafață din dinții angrenajului și zonele cu concentrație de stres (de exemplu, rădăcinile flanșelor).

Testarea rotației: Bucșa este montată pe un banc de testare și rotită la viteza de funcționare timp de 2 ore, cu monitorizarea vibrațiilor și a temperaturii pentru a asigura stabilitatea.

Testarea sarcinii: O sarcină axială simulată (120% din sarcina nominală) este aplicată timp de 1 oră, inspecția post-testare neafiind nicio deformare sau cedare a rulmentului.