Acest articol detaliază etanșarea inelară a concasorului conic, o componentă critică de etanșare instalată între inelul de reglare și cadru sau ansamblurile conice mobile și fixe, care are rolul de a preveni contaminarea, de a reține lubrifianții și de a menține echilibrul presiunii. Se prezintă compoziția sa, inclusiv corpul etanșării (cauciuc cu inel de armare metalic încorporat), buzele/marginile de etanșare, inelul de armare metalic, caracteristicile de montare și orificiile de ventilație (în unele modele), împreună cu caracteristicile lor structurale. Procesul de fabricație este detaliat, acoperind pregătirea materialului, turnarea (compresie sau injecție), vulcanizarea și tăierea. De asemenea, descrie prelucrarea inelului de armare metalic, pregătirea ansamblului etanșării și etapele de instalare. În plus, sunt specificate măsuri de control al calității, cum ar fi testarea materialelor, verificările preciziei dimensionale, testarea performanței etanșării, testarea mediului și a durabilității și inspecția vizuală/a defectelor. Aceste procese asigură că etanșarea inelară oferă o etanșare fiabilă, protejând componentele interne și prelungind durata de viață a concasorului în medii dure.
Introducere detaliată a componentei inelare de etanșare a concasorului conic
1. Funcția și rolul inelului de etanșare
Garnitura inelară (numită și garnitură de praf sau inel de etanșare a uleiului) este o componentă critică de etanșare în concasoarele conice, instalată în principal între inelul de reglare și cadru sau între conul mobil și ansamblul conului fix. Funcțiile sale principale includ:
Prevenirea contaminăriiBlocarea pătrunderii prafului, particulelor de rocă și umezelii în sistemul de transmisie intern (de exemplu, arborele excentric, rulmenții și canalele de lubrifiere) pentru a evita uzura abrazivă și coroziunea.
Lubrifianți de reținereEtanșarea uleiului sau a unsorii lubrifiante în camerele rulmenților și ale componentelor transmisiei, asigurând lubrifierea continuă și reducând daunele induse de frecare.
Menținerea echilibrului de presiuneAjută la reglarea diferențelor de presiune internă dintre camera de concasare și sistemul de transmisie, prevenind scurgerile de ulei cauzate de fluctuațiile de presiune.
2. Compoziția și structura inelului de etanșare
Garnitura inelară este o componentă inelară compozită, concepută pentru o rezistență ridicată la uzură și flexibilitate, alcătuită din următoarele părți cheie:
Corpul etanșăriiStructura inelară principală, de obicei realizată din cauciuc nitrilic (NBR), poliuretan (PU) sau fluorocauciuc (FKM), cu un inel metalic de ranforsare (oțel carbon sau oțel inoxidabil) încorporat pentru a spori rigiditatea structurală. Materialul de cauciuc este selectat în funcție de temperatura de funcționare (NBR pentru -40°C până la 120°C; FKM pentru medii cu temperaturi ridicate peste 150°C).
Buze sau margini de etanșareUna sau mai multe buze flexibile pe diametrele interior și exterior ale corpului de etanșare, care formează un contact strâns cu suprafețele de contact (de exemplu, peretele exterior al inelului de reglare sau peretele interior al cadrului). Aceste buze sunt adesea proiectate cu o structură cu arc (arc jartieră) pentru a menține o presiune constantă asupra suprafeței de contact, asigurând o etanșare fiabilă chiar și în cazul unei uzuri minore.
Inel de armare metalicUn inel subțire, circular, din oțel (SPCC sau oțel inoxidabil 304) încorporat în corpul de cauciuc în timpul turnării. Acesta oferă stabilitate dimensională, prevenind deformarea sub presiune radială și asigurând menținerea formei etanșării în timpul asamblării și funcționării.
Canal sau flanșă de montareO structură încastrată sau proeminentă pe marginea exterioară a etanșării care se potrivește într-o canelură corespunzătoare de pe cadrul concasorului sau inelul de reglare, fixând etanșarea la locul ei și prevenind deplasarea axială în timpul vibrațiilor.
Găuri de ventilație (în unele modele)Găuri mici perforate prin inelul metalic de armare pentru a egaliza presiunea între partea interioară și cea exterioară a garniturii, reducând riscul de deformare a buzei din cauza diferențelor de presiune.
3. Procesul de fabricație pentru inelul de etanșare
Spre deosebire de componentele metalice, etanșările inelare sunt produse în principal prin turnare din cauciuc, mai degrabă decât prin turnare, datorită naturii lor flexibile și compozite. Etapele cheie sunt următoarele:
Pregătirea materialelor:
Compus de cauciucCauciucul brut (de exemplu, NBR) este amestecat cu aditivi (negru de fum pentru armare, sulf pentru vulcanizare, antioxidanți și lubrifianți) într-un mixer Banbury. Amestecul este frământat la 80–100°C pentru a forma un compus omogen de cauciuc cu o vâscozitate Mooney de 60–80 (ML 1+4 la 100°C).
Inel de armare metalicBenzile de oțel carbon sunt tăiate în inele, debavurate și tratate cu un agent de lipire (de exemplu, Chemlok 205) pentru a asigura o aderență puternică între metal și cauciuc.
Turnare (turnare prin compresie sau injecție):
Turnare prin compresieCompusul de cauciuc este preformat într-o formă inelară și plasat într-o matriță încălzită (160–180°C) alături de inelul metalic de armare. Matrița este închisă, aplicând presiune (10–20 MPa) timp de 5–15 minute pentru a vulcaniza cauciucul, care se lipește de inelul metalic și formează forma garniturii (inclusiv buzele și canelurile).
Turnare prin injecțiePentru producția de volum mare, compusul de cauciuc topit este injectat într-o matriță încălzită care conține inelul metalic. Această metodă asigură un control dimensional mai strict și o distribuție uniformă a materialului, cu timpi de ciclu reduși la 2-5 minute.
Vulcanizare:
Matrița este menținută la 160–180°C pentru a finaliza reacția de vulcanizare, reticulând moleculele de cauciuc pentru a obține elasticitate și rezistență mecanică. Pentru etanșările FKM se poate efectua o post-vulcanizare (2–4 ore la 100–120°C) pentru a îmbunătăți rezistența chimică.
Tundere și finisare:
Excesul de cauciuc este îndepărtat de pe marginile etanșării folosind mașini de tăiere (cuțite rotative sau tăiere criogenică cu azot lichid) pentru a asigura buze de etanșare netede și fără bavuri.
Buzele de etanșare sunt lustruite cu discuri abrazive pentru a obține o rugozitate a suprafeței de Ra0,8–1,6 μm, îmbunătățind contactul cu suprafețele de contact.
4. Procese de prelucrare și asamblare
În timp ce componentele din cauciuc necesită o prelucrare minimă, inelul metalic de armare și piesele de îmbinare sunt supuse unei prelucrări de precizie:
Prelucrarea inelelor de armare metalice:
Inelul de oțel este debitat din benzi folosind o presă de ștanțare, cu diametrele exterioare și interioare prelucrate prin strunjire brută cu o precizie de ±0,1 mm.
Suprafața inelului este curățată și acoperită cu un agent de lipire, apoi uscată la 80–100°C timp de 30 de minute pentru a activa aderența.
Pregătirea ansamblului de etanșare:
Canalele de îmbinare de pe cadrul concasorului sau de pe inelul de reglare sunt prelucrate la dimensiuni precise (lățime ±0,05 mm, adâncime ±0,02 mm) folosind strunguri CNC, asigurând o fixare perfectă a etanșării, fără distorsiuni.
Suprafețele de contact (care intră în contact cu buzele de etanșare) sunt șlefuite până la o rugozitate a suprafeței de Ra0,8–1,6 μm și lustruite pentru a îndepărta bavurile sau zgârieturile care ar putea deteriora etanșarea.
Caracteristici de instalare:
Garnitura inelară este fixată prin presare în canelura de montare folosind o presă hidraulică, cu o unealtă de ghidare pentru a preveni deformarea buzei în timpul instalării.
Arcurile tip jartieră (dacă există) sunt întinse și poziționate în canelura arcului buzei de etanșare pentru a menține presiunea radială pe suprafața de contact.
5. Procese de control al calității
Testarea materialelor:
Testarea compușilor de cauciuc: Rezistența la tracțiune (≥15 MPa pentru NBR), alungirea la rupere (≥300%) și duritatea (60–70 Shore A) sunt verificate folosind standardele ASTM D412.
Testarea inelului metalic: Rezistența aderenței dintre cauciuc și metal este testată printr-un test de dezlipire (≥5 N/mm) pentru a se asigura că nu există delaminare.
Verificări ale preciziei dimensionale:
Diametrele exterioare și interioare ale etanșării sunt măsurate folosind o mașină de măsurat în coordonate (CMM) pentru a asigura respectarea toleranțelor (±0,1 mm pentru dimensiunile critice).
Grosimea și unghiul buzei sunt inspectate cu ajutorul unui proiector de profile, cu abateri ≤0,05 mm pentru a garanta contactul corespunzător cu suprafețele de contact.
Testarea performanței de etanșare:
Testarea presiunii: Garnitura este instalată într-un dispozitiv de testare și supusă unei presiuni interne (0,5–1 MPa) cu ulei sau aer. Nu sunt permise scurgeri timp de 30 de minute, verificare efectuată prin inspecție vizuală sau monitorizare a căderii de presiune.
Testarea rezistenței la praf: Garnitura este expusă la praf fin conform ISO 12103-1 A2 în condiții de funcționare simulate timp de 100 de ore. Inspecția post-test confirmă că nu a pătruns praf în cavitatea etanșată.
Testarea mediului și a durabilității:
Rezistență la temperatură: Garniturile sunt îmbătrânite într-un cuptor la 120°C (NBR) sau 200°C (FKM) timp de 168 de ore, cu teste post-îmbătrânire care confirmă modificări minime ale durității (≤5 Shore A) și rezistenței la tracțiune (reducere ≤20%).
Testarea oboselii prin flexie: Garnitura este supusă la 100.000 de cicluri de compresie radială (±0,5 mm) pentru a simula vibrațiile, fără a fi permise fisuri sau deformări ale buzei.
Inspecție vizuală și a defectelor:
Verificări ale suprafețelor: Suprafețele de cauciuc sunt inspectate cu o lupă (10x) pentru a depista bule, crăpături sau întărire neuniformă. Inelele metalice sunt verificate pentru rugină sau bavuri.
Inspecția aderenței: Se efectuează un test cu cuțitul pentru a se asigura că nu există nicio separare între cauciuc și metal, orice delaminare rezultând în respingere.
Prin respectarea acestor procese de fabricație și control al calității, inelul de etanșare atinge performanțe de etanșare fiabile, protejând eficient componentele interne ale concasorului conic de contaminare și pierderea de lubrifiant, prelungind astfel durata de viață a echipamentului în medii miniere și de agregate dure.
