Această lucrare detaliază componenta pâlniei concasorului conic, o piesă crucială de ghidare a materialului, situată în partea superioară a concasorului. Funcțiile sale principale includ colectarea și depozitarea materialului, distribuția uniformă, amortizarea impactului și prevenirea contaminării, necesitând rezistență ridicată la uzură, rezistență structurală și rezistență la coroziune.
Buncărul are de obicei formă de pâlnie sau este dreptunghiular, fiind compus din corpul buncărului, grătarul/sita de alimentare, căptușelile de uzură, nervurile de armare, flanșa de montare, ușa de acces și suporturile opționale ale dispozitivului de vibrații, fiecare având caracteristici și roluri structurale specifice.
Pentru variantele de oțel turnat, procesul de turnare implică selecția materialului (oțel turnat de înaltă rezistență, cum ar fi ZG270–500), realizarea tiparelor, turnarea, topirea și turnarea, răcirea și scoaterea din turnare, tratamentul termic și inspecția pieselor turnate. Majoritatea pâlniilor, însă, sunt fabricate din plăci de oțel prin tăiere, formare și îndoire a plăcilor, asamblare prin sudare, tratament post-sudură, prelucrarea elementelor de montare, instalarea căptușelii și tratamentul suprafeței.
Procesele de control al calității acoperă validarea materialelor, verificările preciziei dimensionale, inspecția calității sudurilor, testarea integrității structurale, testarea performanței căptușelii și inspecția finală. Acestea asigură că buncărul poate rezista la uzură abrazivă și impact, garantând funcționarea continuă și eficientă a concasorului conic în aplicațiile relevante.
Introducere detaliată a componentei buncărului concasorului conic
1. Funcția și rolul pâlniei
Buncărul concasorului conic (numit și buncăr de alimentare sau buncăr de admisie) este o componentă critică de ghidare a materialului, situată în partea superioară a concasorului, servind ca punct de intrare pentru materiile prime. Funcțiile sale principale includ:
Colectarea și depozitarea materialelorReținerea temporară a materialelor vrac (minereuri, roci) înainte ca acestea să intre în camera de concasare, asigurând o alimentare continuă.
Distribuție uniformăGhidarea uniformă a materialelor în camera de concasare pentru a preveni uzura neuniformă a conului mobil și a căptușelilor conului fix, optimizând eficiența concasării.
Buffering de impactReducerea forței de impact a materialelor în cădere (în special a bucăților mari) prin structura sa înclinată, protejând componentele interne ale concasorului de deteriorarea directă.
Prevenirea contaminăriiEchipat cu grătare sau site pentru filtrarea resturilor supradimensionate sau a obiectelor străine (de exemplu, resturi metalice), evitând blocarea sau deteriorarea mecanismului de concasare.
Având în vedere rolul său în manipularea materialelor abrazive și cu impact puternic, pâlnia trebuie să aibă o rezistență ridicată la uzură, rezistență structurală și rezistență la coroziune.
2. Compoziția și structura pâlniei
Pâlnia este de obicei o structură în formă de pâlnie sau dreptunghiulară, compusă din următoarele părți cheie și caracteristici structurale:
Corpul pâlnieiCadrul principal, de obicei realizat din plăci groase de oțel (10–30 mm) sau oțel turnat, cu o secțiune transversală conică sau curbată pentru a facilita fluxul de material. Forma sa este concepută pentru a minimiza retenția de material, cu un diametru de ieșire care se potrivește cu orificiul de intrare al camerei de concasare (variind de la 300 mm la 1500 mm, în funcție de modelul concasorului).
Grătar/sită de alimentareO grilă sau o placă perforată instalată la intrarea superioară, cu deschideri dimensionate pentru a controla dimensiunea maximă a materialului care intră în concasor (de obicei 80-90% din deschiderea de alimentare a camerei de concasare). Grătarele sunt detașabile pentru curățare sau înlocuire.
Căptușeli de uzurăPlăci de protecție înlocuibile, fixate pe suprafața interioară a corpului buncărului, fabricate din fontă cu conținut ridicat de crom, oțel rezistent la abraziune (AR400/AR500) sau cauciuc. Aceste căptușeli reduc uzura directă a corpului buncărului și îi prelungesc durata de viață.
nervuri de armareNervuri de oțel sudate pe suprafața exterioară a corpului buncărului, sporind rigiditatea structurală pentru a rezista la impactul materialului și a preveni deformarea. Nervurile sunt aranjate într-un model de grilă sau de-a lungul conicității buncărului.
Flanșă de montareO flanșă periferică în partea de jos a buncărului, prevăzută cu orificii pentru șuruburi pentru o fixare sigură la cadrul concasorului. Flanșa asigură alinierea cu orificiul de admisie al camerei de concasare și previne scurgerile de material.
Ușă de accesO ușă cu balamale sau detașabilă pe partea buncărului, care permite inspecția, curățarea sau îndepărtarea materialelor blocate fără a dezasambla întreaga componentă.
Suporturi pentru dispozitive de vibrații (opțional)Suporturi pentru atașarea vibratoarelor pentru a preveni blocarea materialului în buncăr, în special la manipularea materialelor umede sau lipicioase.
3. Procesul de turnare a buncărului (pentru variantele din oțel turnat)
Pâlniile mari sau cu forme complexe (de exemplu, cele cu conicități neregulate) sunt adesea fabricate prin turnare, cu următorii pași:
Selecția materialelor:
Oțelul turnat de înaltă rezistență (ZG270–500 sau ZG310–570) este ales pentru rezistența sa excelentă la impact (alungire ≥15%) și sudabilitatea, fiind potrivit pentru a rezista la impacturi puternice ale materialelor.
Crearea de modele:
Se creează un model la scară reală din spumă sau lemn, replicând conicitatea, flanșa și caracteristicile interne ale pâlniei. Se adaugă adaosuri de contracție (1,5–2%) pentru a ține cont de contracția la răcire, iar unghiurile de deformare (3–5°) sunt incluse pentru a facilita scoaterea modelului din matriță.
Turnare:
Matrițe de nisip lipite cu rășină sunt formate în jurul modelului, cu miezuri de nisip utilizate pentru a crea cavități interne sau pentru a întări secțiuni groase. Suprafața matriței este acoperită cu o spălare refractară (pe bază de alumină) pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței și a preveni penetrarea metalului.
Topire și turnare:
Oțelul turnat este topit într-un cuptor cu arc electric la 1520–1560°C, cu o compoziție chimică controlată la C 0,25–0,35%, Si 0,2–0,6% și Mn 0,6–1,0% pentru a asigura rezistența și tenacitatea.
Turnarea se efectuează la 1480–1520°C folosind o polonică cu bazin de turnare pentru a controla debitul, asigurând umplerea completă a matriței fără turbulențe (care pot cauza porozitate).
Răcire și agitare:
Piesa turnată este răcită în matriță timp de 48–72 de ore pentru a reduce stresul termic, apoi îndepărtată prin vibrații. Reziduurile de nisip sunt curățate prin sablare (granulat de oțel G25) pentru a obține o rugozitate a suprafeței de Ra25–50 μm.
Tratament termic:
Normalizarea (850–900°C, răcire cu aer) rafinează structura granulelor, urmată de revenire (600–650°C) pentru a reduce duritatea la 180–220 HBW, îmbunătățind prelucrabilitatea și tenacitatea.
Inspecția turnării:
Inspecția vizuală și testarea cu lichide penetrante (DPT) verifică dacă există fisuri la suprafață, găuri de ventilație sau fisuri la rece.
Testarea cu ultrasunete (UT) inspectează secțiunile groase (≥20 mm) pentru defecte interne, orice porozitate >φ3 mm rezultând în respingere.
4. Prelucrare și proces de fabricație (pentru fabricarea plăcii de oțel)
Majoritatea pâlniilor sunt fabricate din plăci de oțel pentru rentabilitate și flexibilitate, urmând următorii pași:
Tăierea plăcilor:
Plăcile de oțel rezistente la abraziune (AR400, cu grosimea de 10–30 mm) sunt tăiate în secțiuni plate prin tăiere cu plasmă sau tăiere cu laser, cu toleranțe dimensionale de ±1 mm. Marginile conice ale buncărului sunt tăiate la unghiuri precise folosind mașini de tăiat CNC.
Formare și îndoire:
Secțiunile curbate (dacă este cazul) sunt formate folosind o presă hidraulică cu matrițe personalizate, asigurând o curbură consistentă (toleranță ±0,5°). Marginile conice sunt îndoite la unghiul necesar (de obicei 45–60° față de verticală) pentru a facilita curgerea materialului.
Asamblare prin sudură:
Plăcile tăiate și formate sunt asamblate în formă de buncăr folosind sudură cu arc scufundat (SAW) pentru îmbinări lungi și sudură cu gaz inert metalic (MIG) pentru colțuri. Îmbinările sudate sunt șlefuite neted pentru a evita concentrarea tensiunilor, cu o înălțime de armare de 2-3 mm deasupra suprafeței plăcii.
Nervurile de armare sunt sudate pe suprafața exterioară folosind suduri de colț (lungimea piciorului = grosimea plăcii), cu suduri intermitente (suduri de 100 mm distanțate la 150 mm) utilizate în zonele necritice pentru a reduce aportul de căldură.
Tratament post-sudură:
Tratamentul termic post-sudură (PWHT) se efectuează la 600–650°C timp de 2–4 ore pentru a reduce stresul de sudură, prevenind fisurarea în timpul funcționării. Pâlnia este apoi răcită cu aer la temperatura camerei.
Prelucrarea elementelor de montare:
Flanșa de montare este prelucrată pe o freză CNC pentru a asigura planeitatea (≤1 mm/m) și perpendicularitatea față de axa buncărului (≤0,5 mm/m). Găurile pentru șuruburi sunt găurite cu o mașină de găurit CNC, cu o toleranță de poziție de ±0,5 mm.
Instalarea căptușelii:
Căptușelile de uzură (fontă cu conținut ridicat de crom sau AR500) sunt fixate pe suprafața interioară folosind șuruburi cu cap înecat (M16–M24) distanțate la 200–300 mm. Căptușelile de cauciuc sunt lipite cu adeziv epoxidic, cu elemente de fixare mecanice adăugate la margini pentru ranforsare.
Tratament de suprafață:
Suprafața exterioară este vopsită cu vopsea anticorozivă (grund epoxidic + strat superior poliuretanic, grosime totală 80–120 μm) pentru a proteja împotriva coroziunii din mediu. Zonele sudate sunt șlefuite și amorsate înainte de vopsire.
5. Procese de control al calității
Validarea materialelor:
Pentru buncărele turnate: Analiza spectrometrică confirmă compoziția chimică (de exemplu, ZG310–570: C ≤0,37%, Mn ≤1,2%). Testarea la tracțiune pe cupoane verifică limita de curgere (≥310 MPa) și rezistența la impact (≥30 J/cm² la -20°C).
Pentru buncărele fabricate: Testarea cu ultrasunete (UT) a plăcilor de oțel asigură absența defectelor interne (de exemplu, laminări) în materialul de bază.
Verificări ale preciziei dimensionale:
Unghiul conic al pâlniei se măsoară folosind un raportor sau un scaner laser, cu o toleranță de ±0,5°.
O mașină de măsurat în coordonate (CMM) verifică planeitatea flanșei, pozițiile găurilor șuruburilor și diametrul de ieșire (toleranță ±2 mm).
Inspecția calității sudurilor:
Cordonurile de sudură sunt inspectate prin examinare vizuală (fără fisuri, adâncime ≤0,5 mm) și testare cu ultrasunete (UT) pentru a detecta defectele interne (de exemplu, lipsa fuziunii).
Testarea distructivă a probelor de sudură (teste de tracțiune și îndoire) confirmă că rezistența sudurii corespunde cu materialul de bază (≥400 MPa).
Testarea integrității structurale:
Testarea sarcinii: Pâlnia este montată pe un banc de testare și umplută cu materiale ponderate (120% din capacitatea nominală) timp de 24 de ore, fără a fi permisă nicio deformare vizibilă (măsurată cu ajutorul comparatoarelor cu cadran).
Testarea la impact: Un bloc de oțel de 50 kg este aruncat de la 1 m pe suprafața interioară (cu căptușeala de uzură îndepărtată) pentru a simula impactul materialului, inspecția post-testare neafiind fisuri sau deformări permanente.
Testarea performanței căptușelii:
Rezistența la uzură a căptușelilor este evaluată utilizând testarea ASTM G65 cu nisip uscat/roți de cauciuc, căptușelile AR400 necesitând o pierdere în greutate ≤0,8 g/1000 cicluri.
Aderența căptușelii (pentru căptușelile lipite) se testează printr-un test de tracțiune, cu o rezistență minimă la aderență de 5 MPa.
Inspecția finală:
O verificare completă asigură că toate componentele (grătare, ușă de acces, găuri de montare) îndeplinesc specificațiile de proiectare.
Buncărul este testat sub presiune cu aer (0,1 MPa) pentru a detecta punctele de scurgere a materialului în jurul sudurilor sau conexiunilor cu flanșe.
Prin respectarea acestor procese de fabricație și control al calității, pâlnia concasorului conic atinge performanțe fiabile de manipulare a materialelor, rezistând la uzură abrazivă și impact pentru a asigura funcționarea continuă și eficientă a concasorului în aplicații miniere, de exploatare în cariere și de prelucrare a agregatelor.
