Angrenajul de reglare a concasorului conic, o parte cheie a sistemului de reglare a spațiului, modifică spațiul de concasare dintre manta și contrabătător pentru a controla dimensiunea produsului. Funcțiile sale includ reglarea spațiului (conversia rotației în mișcare verticală a bolului), transmiterea cuplului, blocarea pozițiilor reglate și distribuția sarcinii, necesitând o rezistență ridicată și o geometrie precisă a dinților.
Din punct de vedere structural, este o componentă în formă de inel cu corp de inel de angrenaj (oțel turnat de înaltă rezistență ZG42CrMo), dinți exteriori/interiori (modulul 8–20), flanșă de montare, interfață filetată opțională, canale de lubrifiere și funcții de blocare.
Fabricația implică turnarea în nisip (selecția materialelor, realizarea tiparelor, turnarea în matriță, topirea/turnarea, tratamentul termic), prelucrarea mecanică (prelucrarea brută, prelucrarea dinților, prelucrarea filetelor/flanșelor, găurirea canalelor de lubrifiere) și tratarea suprafeței (carburarea dinților, acoperirea cu rășină epoxidică).
Controlul calității include testarea materialelor (compoziție, rezistență la tracțiune), verificări dimensionale (CMM, centru de măsurare a angrenajelor), testare structurală (UT, MPT), testare a performanței mecanice (duritate, teste de sarcină) și testare funcțională. Acestea asigură ajustări fiabile și precise ale jocului pentru o funcționare consistentă a concasorului conic.
Introducere detaliată a componentei angrenajului de reglare a concasorului conic
1. Funcția și rolul mecanismului de reglare
Angrenajul de reglare al concasorului conic (numit și inel de reglare sau angrenaj excentric de reglare) este o componentă critică în sistemul de reglare a spațiului concasorului, responsabil pentru modificarea spațiului de concasare dintre manta și contrabătător pentru a controla dimensiunea produsului. Funcțiile sale principale includ:
Ajustarea decalajuluiTransformarea mișcării de rotație în mișcare verticală a bolului (sau a contrabătătorului), permițând operatorilor să mărească sau să micșoreze spațiul de concasare pentru a obține dimensiunea dorită a particulelor.
Transmisia cupluluiTransferul puterii de la motorul de acționare a reglării (prin intermediul unui pinion sau al unui sistem hidraulic) către bol, permițând o poziționare precisă chiar și sub sarcini mari.
Mecanism de blocareAngrenarea cu dispozitive de blocare (de exemplu, cleme hidraulice sau piulițe de blocare) pentru a fixa poziția reglată, prevenind mișcarea neintenționată în timpul strivirii.
Distribuția sarciniiDistribuirea sarcinilor axiale de la cuvă la cadru în timpul reglării și funcționării, asigurând stabilitatea și reducând uzura componentelor de îmbinare.
Funcționând într-un mediu prăfuit și cu cuplu ridicat, angrenajul de reglare necesită o rezistență ridicată, rezistență la uzură și o geometrie precisă a dinților pentru a asigura o reglare lină și fiabilă a jocului.
2. Compoziția și structura angrenajului de reglare
Angrenajul de reglare este de obicei o componentă mare, în formă de inel, cu dinți externi sau interni, care prezintă următoarele părți cheie și detalii structurale:
Corpul inelului de angrenajUn inel rezistent, fabricat din oțel turnat de înaltă rezistență (de exemplu, ZG42CrMo) sau oțel forjat, cu un diametru exterior cuprins între 500 mm și 3000 mm, în funcție de dimensiunea concasorului. Grosimea corpului este de 80–200 mm pentru a rezista la sarcini axiale.
Profilul dinților:
Dinți externiCel mai comun design, cu dinți trapezoidali sau evolvenți (modulul 8–20) prelucrați pe circumferința exterioară, angrenând cu un pinion mai mic de la acționarea de reglare.
Dinții interniFolosit în unele modele, cu dinți pe circumferința interioară pentru a economisi spațiu, cuplat cu o roată dințată centrală.
Flanșă de montareO flanșă radială pe partea inferioară sau superioară a inelului dințat, prevăzută cu orificii pentru șuruburi pentru conectarea la cuvă sau la inelul de reglare. Flanșa asigură concentricitatea dintre cuvă și cuvă.
Interfață filetată (opțională)Un filet trapezoidal pe suprafața interioară care se angrenează cu un filet corespunzător de pe cadru, transformând mișcarea de rotație în mișcare verticală a bolului.
Canale de lubrifiereGăuri radiale sau axiale care livrează lubrifiant pe suprafețele dinților și pe interfețele filetate, reducând frecarea și prevenind uzura prin frecare.
Funcții de blocare:
Caneluri de strângereCaneluri circumferențiale pe suprafața exterioară pentru pistoanele de strângere hidraulică pentru blocarea angrenajului în poziție.
Crestături sau găuriPentru știfturile de blocare mecanice care asigură poziția reglată în timpul întreținerii.
3. Procesul de turnare pentru angrenajul de reglare
Având în vedere dimensiunile mari și forma complexă, roata dințată de reglare este fabricată în principal prin turnare în nisip:
Selecția materialelor:
Oțelul turnat de înaltă rezistență (ZG42CrMo) este preferat pentru rezistența sa excelentă la tracțiune (≥750 MPa), tenacitatea la impact (≥30 J/cm²) și rezistența la uzură. Compoziția chimică este controlată la C 0,38–0,45%, Cr 0,9–1,2%, Mo 0,15–0,25% pentru a echilibra rezistența și prelucrabilitatea.
Crearea de modele:
Se creează un model la scară reală (spumă, lemn sau rășină imprimată 3D), replicând diametrul exterior al coroanei dințate, flanșa, găurile pentru șuruburi și profilurile dinților (simplificat pentru turnare). Se adaugă adaosuri de contracție (1,5–2,5%), cu adaosuri mai mari pentru secțiunile groase.
Turnare:
Se prepară o matriță de nisip lipită cu rășină, cu modelul poziționat pentru a forma suprafața exterioară și flanșa roții dințate. Se folosesc miezuri pentru a crea alezajul interior și găurile pentru șuruburi, asigurând uniformitatea grosimii peretelui (toleranță ±3 mm).
Topire și turnare:
Oțelul turnat este topit într-un cuptor cu arc electric la 1520–1560°C, cu un control strict al conținutului de sulf și fosfor (≤0,035% fiecare) pentru a evita fragilitatea.
Turnarea se efectuează la 1480–1520°C folosind o polonică, cu un debit controlat (50–100 kg/s) pentru a umple cavitatea matriței fără turbulențe, reducând la minimum porozitatea dinților angrenajului.
Tratament termic:
NormalizareÎncălzire la 850–900°C timp de 4–6 ore, urmată de răcire cu aer pentru a rafina structura granulelor și a reduce tensiunea internă.
RevenireÎncălzire la 600–650°C timp de 3–5 ore pentru a reduce duritatea la 180–230 HBW, îmbunătățind prelucrabilitatea și menținând în același timp rezistența.
4. Prelucrare și proces de fabricație
Prelucrare brută:
Coroana dințată turnată este montată pe un strung vertical CNC pentru a prelucra diametrul exterior, alezajul interior și flanșa, lăsând o adaos de finisare de 5-10 mm. Dimensiunile cheie (de exemplu, planeitatea flanșei) sunt controlate la ±1 mm.
Prelucrarea dinților:
Tăiere brutăDinții sunt prelucrați brut folosind o mașină CNC de frezat roți dințate, îndepărtând excesul de material urmând profilul evolvent sau trapezoidal. Pentru roțile dințate mari, se poate utiliza o mașină de frezat roți dințate pentru dinții interni.
Finisarea șlefuiriiDinții sunt rectificați cu precizie folosind o polizor dințat pentru a obține un profil precis al dintelui (toleranță ISO 8–10), un pas (±0,05 mm) și o rugozitate a suprafeței (Ra1,6 μm) pentru o angrenare netedă.
Prelucrarea filetelor și a flanșelor:
Filetele trapezoidale (dacă există) sunt tăiate folosind o mașină de frezat filetat CNC, cu o precizie de pas și avans (±0,1 mm) pentru a asigura o mișcare verticală lină.
Flanșa de montare este prelucrată mecanic la nivel de planeitate (≤0,05 mm/m) și perpendicularitate față de axa angrenajului (≤0,1 mm/100 mm) folosind o mașină de rectificat CNC. Găurile pentru șuruburi sunt găurite și filetate la toleranța clasei 6H.
Găurire canal de lubrifiere:
Găurile axiale și radiale pentru ulei (φ5–φ10 mm) sunt găurite folosind mașini de găurit CNC pentru găuri adânci, cu o precizie de poziționare (±0,2 mm) pentru a asigura că lubrifiantul ajunge la rădăcinile dinților și la suprafețele filetate.
Tratament de suprafață:
Suprafețele dinților sunt carburate și călite la o adâncime de 1-2 mm, atingând o duritate HRC 58-62 pentru a spori rezistența la uzură.
Suprafețele care nu sunt dinți sunt acoperite cu vopsea epoxidică (grosime de 100–150 μm) pentru a rezista la coroziune în mediile miniere.
Testarea la tracțiune pe probe turnate verifică o rezistență la tracțiune ≥750 MPa și o alungire ≥12%.
Verificări ale preciziei dimensionale:
O mașină de măsurat în coordonate (CMM) inspectează dimensiunile roților dințate: diametrul exterior (±0,5 mm), pasul dinților și parametrii filetului.
Un centru de măsurare a roților dințate verifică profilul dintelui, unghiul elicei și abaterea pasului, asigurând conformitatea cu standardele ISO 8.
Testarea integrității structurale:
Testarea cu ultrasunete (UT) detectează defectele interne ale corpului angrenajului și flanșei, respingând orice pori de contracție >φ5 mm.
Testarea cu particule magnetice (MPT) verifică fisurile superficiale la rădăcinile dinților, găurile șuruburilor și rădăcinile filetului, cu defecte liniare de >1 mm care rezultă în respingere.
Testarea performanței mecanice:
Testarea durității (Rockwell) asigură o duritate a suprafețelor dintelui de 58–62 HRC, iar a miezului de 180–230 HBW.
Testarea la sarcină implică aplicarea a 120% din cuplul nominal prin intermediul unui aparat de testare a angrenajelor hidraulic, fără a fi permisă deformarea sau fisurarea dinților.
Testarea funcțională:
Un asamblaj de probă cu cupa și acționarea de reglare verifică rotația lină: angrenajul se angrenează cu pinionul fără a se bloca, iar cupa se mișcă uniform pe verticală.
Mecanismele de blocare sunt testate pentru a se asigura că mențin poziția reglată sub 150% din sarcina de funcționare.
Prin aceste procese de fabricație și control al calității, angrenajul de reglare atinge precizia, rezistența și fiabilitatea necesare pentru a permite ajustări precise și repetabile ale spațiului de concasare, asigurând o dimensiune constantă a produsului și o funcționare eficientă în concasoarele conice pentru minerit și prelucrarea agregatelor.
