Rulmentul axial al concasorului conic, o componentă cheie care gestionează sarcini axiale (până la mii de kilonewtoni) la baza arborelui principal sau între inelul de reglare și cadru, susține forțele verticale, permite o rotație lină, menține alinierea și se integrează cu sistemele de lubrifiere. Funcționează la 500–1500 rpm, necesitând rezistență și precizie ridicate.
Compus dintr-un colier de împingere din 42CrMo (suprafață HRC 50–55), plăcuțe de împingere din fontă/bronz, o carcasă din fontă/oțel, elemente de lubrifiere, dispozitive de poziționare și etanșări, formează un ansamblu robust.
Fabricația implică forjarea și tratarea termică a gulerului, turnarea/lipirea babbitt-ului pe oțel pentru plăcuțe și turnarea în nisip a carcasei, urmată de prelucrarea mecanică de precizie. Asamblarea include instalarea plăcuțelor, integrarea lubrifierii și verificările alinierii.
Controlul calității acoperă testarea materialelor, inspecția dimensională, testele nedistructive nedestructibile (UT, MPT), testele de performanță (sarcină, frecare) și validarea lubrifierii. Acestea asigură o funcționare fiabilă în minerit și în procesarea agregatelor.
Introducere detaliată a componentei rulmentului axial al concasorului conic
1. Funcția și rolul rulmentului axial
Rulmentul axial al concasorului conic este o componentă portantă critică, situată în partea inferioară a arborelui principal sau între inelul de reglare și cadru, proiectată să reziste la sarcini axiale generate în timpul procesului de concasare. Funcțiile sale principale includ:
Suport pentru sarcină axialăAbsorbția forțelor verticale (până la mii de kilonewtoni) de la conul în mișcare, arborele principal și zdrobirea materialului, prevenind deplasarea axială a componentelor cheie.
Facilitarea rotațieiPermite rotirea lină a arborelui principal sau a inelului de reglare, menținând în același timp stabilitatea axială, reducând frecarea și pierderea de energie.
Întreținerea alinieriiAsigurarea faptului că arborele principal rămâne concentric cu cadrul, prevenind nealinierea care ar putea cauza uzura neuniformă a mantalei, contrabătătorului sau a altor componente.
Integrarea lubrifieriiLucrând cu sistemul de lubrifiere pentru a distribui uniform uleiul pe suprafețele de contact, reducând la minimum uzura și generarea de căldură în condiții de sarcini mari.
Funcționând într-un mediu cu sarcină mare și viteză mare (500–1500 rpm), rulmentul axial necesită o rezistență excepțională la compresiune, rezistență la uzură și precizie dimensională pentru a asigura fiabilitatea pe termen lung.
2. Compoziția și structura rulmentului axial
Rulmentul axial este de obicei un ansamblu multicomponent format din piese rotative și staționare, cu următoarele componente cheie:
Colier de împingere (element rotativ)O componentă în formă de disc atașată la arborele principal, având o suprafață de împingere prelucrată cu precizie (Ra0,8–1,6 μm) care intră în contact cu plăcuțele de lagăr. Este fabricată din oțel aliat de înaltă rezistență (de exemplu, 42CrMo) cu o suprafață călită (HRC 50–55).
Plăcuțe de împingere (elemente staționare)Tăvălugi segmentate sau circulare (3–8 bucăți) care suportă sarcini axiale împotriva colierului de împingere. Sunt fabricate din metal babbitt (pe bază de staniu: Sn 83–85%, Sb 11–13%), bronz (ZCuSn10Pb1) sau materiale bimetalice cu suport de oțel și un strat protector rezistent la uzură.
Carcasă de rulmentO carcasă cilindrică sau inelară care ține plăcuțele de împingere la locul lor, montate pe cadru sau inelul de reglare. Este fabricată din fontă (HT300) sau oțel turnat (ZG270-500) și are caneluri de ulei pentru distribuția lubrifiantului.
Sistem de lubrifiere:
Orificii de admisie/evacuare uleiCanale din carcasă care livrează lubrifiant sub presiune (ulei mineral sau vaselină sintetică) pe suprafețele de contact dintre guler și plăcuțe.
Caneluri de uleiCaneluri circumferențiale sau radiale în carcasa rulmentului sau în suprafețele plăcuțelor pentru a asigura o distribuție uniformă a uleiului și a preveni frecarea uscată.
Pini/cleme de localizareDispozitive care fixează plăcuțele de împingere în carcasă, împiedicând rotirea sau deplasarea sub sarcină.
Elemente de etanșareGarnituri inelare sau labirint care previn scurgerile de lubrifiant și blochează contaminarea cu praf, apă sau particule de minereu.
3. Procese de fabricație pentru componentele cheie
3.1 Guler de împingere (oțel aliat)
Selecția materialelorOțelul aliat de înaltă rezistență (42CrMo) este ales pentru rezistența sa excelentă la tracțiune (≥1080 MPa) și tenacitatea la impact (≥60 J/cm²).
ForjareȚagla de oțel este încălzită la 1100–1200°C și forjată în formă de disc prin forjare în matriță deschisă, rafinând structura fibrei și eliminând defectele interne.
Tratament termicCălirea (850–880°C, răcire cu ulei) urmată de revenire (550–600°C) atinge o duritate a miezului de 28–35 HRC. Suprafața de împingere este călită prin inducție la 50–55 HRC pentru rezistență la uzură.
PrelucrareProcesele de strunjire și rectificare CNC ating o planitate (≤0,01 mm/m) și o rugozitate superficială (Ra0,8 μm) pe suprafața de împingere, cu o toleranță dimensională (±0,02 mm) pentru diametrul exterior.
3.2 Plăcuțe de tracțiune (Babbitt Metal)
Selecția materialelorMetalul babbitt pe bază de staniu (aliaj Sn-Sb-Cu) este utilizat pentru coeficientul său de frecare scăzut (≤0,1) și conformabilitatea excelentă la nealinieri minore.
TurnareMetalul Babbitt este turnat pe o placă de suport din oțel (Q235) prin turnare centrifugă sau turnare gravitațională, formând un strat de acoperire cu grosimea de 2-5 mm. Suportul de oțel este pre-curățat și rugosit pentru a asigura legătura metalurgică.
PrelucrareSuprafața plăcuței este șlefuită pentru a obține planeitate (≤0,02 mm/m) și rugozitate (Ra1,6 μm). Canalele pentru lubrifiere sunt frezate în suprafață cu o adâncime precisă (0,5–1 mm).
3.3 Carcasă rulment (fontă)
Selecția materialelorFonta gri (HT300) este selectată pentru buna sa amortizare a vibrațiilor și prelucrabilitate, cu o rezistență la tracțiune de ≥300 MPa.
Turnare în nisipCarcasa este turnată într-o matriță de nisip lipită cu rășină, cu miezuri care formează canale de ulei și elemente de montare. Temperatura de turnare este de 1380–1420°C.
Tratament termicRecoacerea la 550–600°C ameliorează stresul de turnare, reducând riscul de deformare în timpul prelucrării.
PrelucrareProcesele de frezare și găurire CNC creează găuri de montare, orificii de ulei și adâncituri pentru plăcuțe, cu toleranță dimensională (±0,1 mm) pentru caracteristicile critice.
4. Asamblare și finisare
Instalarea plăcuței de tracțiunePlăcuțele sunt presate în locașurile carcasei cu o ușoară intercalare (0,01–0,03 mm) și fixate cu știfturi de fixare.
Integrarea sistemului de lubrifiereCanalele de ulei sunt curățate și testate pentru debit, cu instalate garnituri pentru a preveni scurgerile.
Alinierea colierului de tracțiuneColierul este montat pe arborele principal și se verifică perpendicularitatea față de axa arborelui (≤0,05 mm/m) folosind un comparator cu cadran.
Testarea la terminarea rulăriiRulmentul asamblat este rotit în gol pentru a măsura bătaia radială și axială, asigurând valori ≤0,05 mm.
5. Procese de control al calității
Testarea materialelorAnaliza compoziției chimice (spectrometrie) verifică conformitatea aliajului (de exemplu, 42CrMo, HT300). Testarea durității (Rockwell/Brinell) confirmă că duritatea suprafeței și a miezului îndeplinește specificațiile.
Inspecție dimensionalăMașinile de măsurat în coordonate (CMM) verifică dimensiunile critice ale colierului, plăcuțelor și carcasei, asigurând respectarea toleranțelor. Planeitatea și paralelismul sunt verificate folosind plăcuțe optice plane.
Testare nedistructivă (NDT):
Testarea cu ultrasunete (UT) detectează defecte interne ale colierului de împingere (de exemplu, fisuri, incluziuni).
Testarea cu particule magnetice (MPT) inspectează suprafața de împingere a gulerului pentru a depista fisuri.
Testarea aderenței (teste cu ultrasunete sau de dezlipire) asigură lipirea tip babbitt-oțel în plăcuțele de împingere (fără delaminare).
Testarea performanței:
Testarea la sarcină aplică 120% din sarcina axială nominală timp de 1 oră, monitorizând creșterea temperaturii (≤40°C peste temperatura ambiantă) și uzura (≤0,01 mm).
Testarea prin frecare măsoară coeficientul de frecare în condiții simulate de funcționare, necesitând valori ≤0,15 cu lubrifiere corespunzătoare.
Validarea lubrifieriiTestarea sub presiune a canalelor de ulei asigură absența blocajelor, iar debitele sunt verificate pentru a îndeplini specificațiile de proiectare.
Prin aceste procese riguroase de fabricație și control al calității, rulmentul axial al concasorului conic susține în mod fiabil sarcini axiale, asigură o rotație lină și prelungește durata de viață a concasorului, ceea ce îl face esențial pentru o funcționare eficientă în minerit și prelucrarea agregatelor.
