Introducere detaliată a concasorului conic din seria CS
1. Prezentare generală și aplicații ale concasorului conic din seria CS
Concasorul conic din seria CS, un model de concasoare conice cu arc de înaltă performanță, este proiectat pe baza principiilor concasării laminate și a conceptului de "mai multă concasare și mai puțină măcinared". Această abordare de proiectare combină frecvențe ridicate de oscilație, geometrii optimizate ale cavității și lungimi raționale ale cursei, conferindu-i un set unic de avantaje.
Acest concasor își găsește aplicații extinse într-o gamă largă de industrii. În depozitele de pietriș, acesta procesează eficient diverse pietre pentru a produce agregate bine clasificate. În operațiunile miniere, fie că este vorba de extragerea minereului de fier, a minereului de cupru sau a altor minerale valoroase, concasorul conic din seria CS joacă un rol esențial în reducerea dimensiunii minereului. În mineritul cărbunelui, acesta ajută la zdrobirea cărbunelui la dimensiunea dorită a particulelor pentru transport și prelucrare ulterioară. Stațiile de amestecare a betonului se bazează pe acesta pentru a descompune materiile prime în componente de dimensiunea potrivită pentru producția de beton. Instalațiile de mortar cu pulbere uscată beneficiază, de asemenea, de capacitățile sale precise de concasare. În plus, în procesele de desulfurare a centralelor electrice și în producția de nisip cuarțos, concasorul conic din seria CS se dovedește a fi un atu neprețuit.
Poate manipula o gamă diversă de materiale cu o eficiență remarcabilă. Pietricele, granitul, bazaltul, minereul de fier, calcarul, cuarțul, diabaza, minereul de aur și minereul de cupru se numără printre numeroasele materiale care pot fi zdrobite eficient. Versatilitatea sa în prelucrarea materialelor îl face o alegere populară în numeroase medii industriale.
2. Compoziția și structura concasorului conic din seria CS
Concasorul conic din seria CS este un sistem mecanic complex, dar extrem de bine coordonat, compus din mai multe componente cheie:
2.1 Ansamblul cadrului principal
Cadru superiorConstruit din oțel turnat de înaltă rezistență (cum ar fi ZG270 - 500), cadrul superior este proiectat cu o formă cilindrică. Acesta are o flanșă în partea superioară, care servește ca punct de conectare pentru buncărul de alimentare. Peretele interior al cadrului superior este prelucrat meticulos pentru a se potrivi precis cu căptușeala conului fix. Pentru a-i spori integritatea structurală și a rezista forțelor substanțiale de strivire, sunt încorporate nervuri radiale de ranforsare. Aceste nervuri, de obicei cu o grosime cuprinsă între 40 și 100 mm, sunt plasate strategic pentru a distribui uniform sarcina, asigurând durabilitatea pe termen lung a cadrului.
Cadru inferiorCadrul inferior, fabricat din oțel turnat rezistent (cum ar fi ZG35CrMo), este fundația concasorului. Acesta găzduiește componente cruciale, cum ar fi bucșa excentrică a arborelui, rulmentul arborelui principal și, la unele modele, cilindri hidraulici. Acest cadru este fixat în siguranță pe fundație folosind șuruburi de ancorare (de obicei în intervalul M30 - M60). Cadrul inferior conține, de asemenea, pasaje interne pentru ulei, care sunt esențiale pentru lubrifierea corectă a pieselor mobile, reducând frecarea și asigurând o funcționare lină.
2.2 Ansamblu de concasare
Con în mișcareConul mobil este o parte critică a mecanismului de concasare. Acesta constă dintr-un corp de con forjat din 42CrMo și o căptușeală rezistentă la uzură. Corpul conului este forjat cu precizie, cu partea inferioară sferică proiectată să se potrivească perfect cu rulmentul sferic al arborelui principal. Acest lucru permite o mișcare de oscilație lină și flexibilă în timpul funcționării. Căptușeala rezistentă la uzură, fabricată din fontă cu conținut ridicat de crom (Cr20) sau oțel mangan (ZGMn13), este atașată la corpul conului folosind o turnare din aliaj de zinc. Această metodă asigură o legătură strânsă și sigură, stratul rezistent la uzură având de obicei o grosime de 30 - 80 mm pentru a rezista forțelor abrazive ale procesului de concasare.
Con fix (concav)Conul fix, cunoscut și sub denumirea de concav, este o căptușeală inelară montată pe peretele interior al cadrului superior. De obicei, este segmentată în 3 - 6 segmente, ceea ce simplifică instalarea și înlocuirea. Materialul conului fix este același cu cel al căptușelii conului mobil, oferind o rezistență ridicată la uzură. Fiecare segment are un profil al cavității atent proiectat, cu un unghi cuprins de obicei între 18° și 25°. Structurile de interblocare dintre segmente previn scurgerile de material, asigurând o concasare eficientă și consistentă.
2.3 Sistem de transmisie și acționare
Manșon excentric al arboreluiFabricat din oțel turnat (ZG35CrMo), manșonul excentric al arborelui este o componentă cheie în acționarea oscilației arborelui principal. Are o excentricitate care variază de obicei între 10 și 30 mm, ceea ce determină amplitudinea oscilației conului mobil. Suprafața exterioară a manșonului excentric al arborelui este echipată cu o roată dințată conică mare, fabricată din oțel aliat 20CrMnTi și supusă unui tratament de carburare și călire. Acest tratament îmbunătățește rezistența la uzură și la oboseală a roții dințate, asigurând o transmisie fiabilă a puterii.
Pereche de angrenaje coniceCompusă dintr-o roată dințată conică mică montată pe arborele de intrare și o roată dințată conică mare fixată pe bucșa excentrică a arborelui, perechea de roți dințate conice este responsabilă pentru transmiterea puterii de la motor. Raportul de transmisie este atent selectat, de obicei în intervalul 1:4 - 1:6, pentru a obține viteza de rotație și cuplul dorite pentru bucșa excentrică a arborelui.
Motor și transmisie prin curea trapezoidalăUn motor cu frecvență variabilă, cu puteri nominale cuprinse de obicei între 160 și 630 kW, asigură sursa de alimentare pentru concasor. Motorul este conectat la arborele de intrare prin intermediul unor curele trapezoidale, iar viteza scripetului poate fi reglată în intervalul 980 - 1480 rpm. Acest sistem de acționare cu viteză variabilă permite flexibilitate în funcționare, permițând concasorului să se adapteze la diferite materiale și cerințe de producție.
2.4 Sistem hidraulic și de control
Unitate de reglare hidraulicăÎn unele modele avansate din seria CS este încorporată o unitate de reglare hidraulică. Această unitate constă de obicei din 6 - 12 cilindri hidraulici, care sunt dispuși în jurul cadrului inferior. Acești cilindri funcționează la o presiune de lucru de 16 - 25 MPa și sunt utilizați pentru a regla dimensiunea orificiului de refulare, care poate varia de la 5 la 50 mm. Senzorii de poziție sunt integrați în sistem pentru a asigura un control precis al lățimii orificiului de refulare, cu o precizie de ±0,1 mm.
Sistem de siguranțăConcasorul este echipat cu un sistem de protecție la suprasarcină. La modelele cu cilindri hidraulici, se utilizează supape de suprapresiune pentru a proteja împotriva suprasarcinii. Când materiale necrozabile, cum ar fi obiecte metalice, intră în cavitatea de concasare, cilindrii hidraulici se retrag, dilatând orificiul de refulare pentru a permite expulzarea corpurilor străine. Odată ce obstrucția este îndepărtată, cilindrii se resetează automat la poziția inițială. La modelele tradiționale pe bază de arcuri, un set de arcuri (de obicei 16 perechi de arcuri din oțel aliat de înaltă performanță) acționează ca mecanism de protecție la suprasarcină. Când se aplică o forță excesivă, arcurile se comprimă, permițând pieselor mobile să se miște și prevenind deteriorarea concasorului.
Cabinet de control inteligentUnele concasoare conice moderne din seria CS sunt echipate cu un tablou de comandă inteligent. Acest tablou se bazează pe un sistem de control logic programabil (PLC), care monitorizează diverși parametri precum temperatura, presiunea și consumul de energie. De asemenea, permite operarea de la distanță și oferă funcții de diagnosticare a defecțiunilor, permițând operatorilor să identifice și să rezolve rapid orice probleme care pot apărea în timpul funcționării.
2.5 Sistem de lubrifiere și etanșare la praf
Lubrifiere cu ulei subțireUn sistem independent de lubrifiere cu ulei subțire este utilizat pentru a asigura funcționarea fără probleme a componentelor critice. Acest sistem dispune de pompe duble pentru redundanță, răcitoare pentru reglarea temperaturii uleiului și filtre pentru eliminarea contaminanților. Sistemul circulă ulei ISO VG 46 către rulmenți și angrenaje, menținând o presiune a uleiului în intervalul 0,2 - 0,4 MPa și menținând temperatura uleiului sub 55°C.
Structură rezistentă la prafPentru a preveni pătrunderea prafului în concasor și afectarea performanței acestuia, este implementată o structură completă anti-praf. Aceasta include de obicei o combinație de etanșări labirint, etanșări de ulei și un sistem de purjare a aerului. Sistemul de purjare a aerului, care funcționează la o presiune de 0,3 - 0,5 MPa, creează o presiune pozitivă în interiorul concasorului, prevenind pătrunderea prafului. În medii cu mult praf, unele modele pot fi, de asemenea, echipate cu o opțiune de pulverizare a apei pentru a suprima și mai mult praful.
3. Procese de turnare pentru componentele cheie
Cadru 3.1 (ZG270 - 500/ZG35CrMo)
Crearea de modelePentru turnarea cadrului se creează modele de înaltă precizie. În producția modernă, se utilizează adesea modele din rășină imprimate 3D. Aceste modele sunt proiectate cu toleranțe de contracție, de obicei în intervalul 1,2 - 1,5%, pentru a ține cont de modificările dimensionale care apar în timpul procesului de turnare. Modelele încorporează, de asemenea, toate detaliile complexe, cum ar fi structurile nervurilor și pasajele de ulei, cu o precizie ridicată.
TurnareMatrițele din nisip lipit cu rășină sunt utilizate în mod obișnuit pentru turnarea cadrelor. Cavitatea matriței este acoperită cu un strat refractar pe bază de zirconiu, care are de obicei o grosime de 0,2 - 0,3 mm. Acest strat îmbunătățește finisajul suprafeței piesei turnate și ajută la reducerea defectelor. Miezurile sunt utilizate pentru a forma cavitățile interne, cum ar fi pasajele de ulei, asigurând o aliniere corectă și precizie dimensională.
Pentru oțelul turnat ZG270 - 500, materiile prime sunt topite într-un cuptor cu inducție. Temperatura de topire este controlată cu atenție în intervalul 1520 - 1560°C. Pentru a îmbunătăți și mai mult calitatea turnării, se poate utiliza turnarea asistată în vid. Oțelul topit este apoi turnat în cofraj la o temperatură de 1480 - 1520°C, cu un control strict al vitezei de turnare pentru a evita turbulențele și formarea incluziunilor.
Pentru oțelul turnat ZG35CrMo, în timpul procesului de topire se adaugă crom (0,8 - 1,2%) și molibden (0,2 - 0,3%) pentru a obține proprietățile mecanice dorite. Temperatura de turnare pentru ZG35CrMo este de obicei între 1500 și 1540°C.
Tratament termicDupă turnare, cadrul trece printr-o serie de procese de tratament termic. Mai întâi, normalizarea se efectuează la o temperatură de 880 - 920°C, urmată de răcire cu aer. Acest proces rafinează structura granulară a metalului. Ulterior, revenirea se efectuează la 550 - 600°C pentru a reduce tensiunea internă și a obține o duritate de HB 180 - 220, asigurând integritatea structurală și durabilitatea cadrului.
3.2 Manșon excentric pentru arbore (ZG35CrMo)
TurnareTurnarea în formă de coajă, care utilizează un liant din rășină fenolică, este o metodă preferată pentru turnarea manșonului excentric al arborelui. Acest proces oferă o precizie dimensională ridicată, cu toleranțe de ±0,1 mm pe alezajul excentric. Matrița în formă de coajă oferă un finisaj neted al suprafeței, reducând necesitatea unor prelucrări extinse post-turnare.
Turnare și tratament termicOțelul ZG35CrMo topit este turnat în cofrajul de oțel la o temperatură de 1500 - 1540°C. După turnare, bucșa excentrică a arborelui este călită în ulei la 850°C pentru a se întări suprafața. Aceasta este urmată de o revenire la 580°C pentru a obține combinația dorită de duritate (HB 220 - 260) și rezistență la tracțiune (≥785 MPa), asigurându-i capacitatea de a rezista la condiții de funcționare cu solicitări ridicate.
3.3 Corp conic mobil (forjare 42CrMo)
ForjareȚagla de oțel 42CrMo este mai întâi încălzită la o temperatură cuprinsă între 1150 și 1200°C într-un cuptor cu gaz. Această temperatură ridicată face oțelul maleabil, permițând o forjare eficientă. Țagla este apoi supusă unei serii de operațiuni de refolosire și forjare pentru a-i da forma conică cu o bază sferică. Aceste procese de forjare asigură că fluxul fibrelor metalului este aliniat cu direcția solicitării, îmbunătățind proprietățile mecanice ale corpului conic în mișcare.
Tratament termicDupă forjare, corpul conului mobil este supus unei căliri în apă la 840°C, care răcește rapid metalul și îl întărește. Aceasta este urmată de o revenire la 560°C pentru a reduce tensiunea internă și a obține o duritate de HRC 28 - 32, împreună cu o rezistență la tracțiune de ≥900 MPa, asigurând rezistența și tenacitatea necesare pentru funcționarea sa în concasor.
4. Procese de prelucrare
4.1 Prelucrarea cadrului
Prelucrare brutăMașinile de frezat CNC sunt utilizate pentru a modela inițial flanșele și nervurile cadrului. În timpul acestui proces, se lasă o adaos de prelucrare de 2-3 mm pe suprafețe, care urmează să fie finisate ulterior. Apoi, se utilizează mașini de găurit pentru a crea scaunele rulmenților, cu toleranțe dimensionale menținute la IT7 pentru a asigura o potrivire corectă a rulmenților.
Prelucrare de precizieSuprafețele flanșelor sunt șlefuite pentru a obține o planeitate de ≤0,1 mm/m și o rugozitate a suprafeței de Ra1,6 μm. Acest finisaj neted al suprafeței este crucial pentru o etanșare corectă și o conexiune mecanică. Găurile pentru șuruburi, de obicei în intervalul M30 - M60, sunt găurite și filetate cu o toleranță a filetului de 6H. Poziționarea precisă a acestor găuri pentru șuruburi este asigurată, cu o precizie de ±0,1 mm, pentru a permite fixarea sigură a diferitelor componente.
4.2 Prelucrarea manșoanelor excentrice ale arborelui
CotiturăStrungurile CNC sunt utilizate pentru prelucrarea diametrului exterior și a alezajului excentric al manșonului arborelui. În timpul procesului de strunjire, se lasă o adaos de 0,5 mm pentru operațiunile ulterioare de rectificare. Excentricitatea alezajului este monitorizată cu atenție folosind un comparator cu cadran pentru a se asigura că respectă cerințele de proiectare, cu o toleranță de ±0,05 mm.
MăcinareDiametrul exterior și alezajul excentric sunt rectificate pentru a obține o toleranță dimensională de IT6 și o rugozitate a suprafeței de Ra0,8 μm. Fața de montare a angrenajului este, de asemenea, prelucrată pentru a asigura perpendicularitatea față de axă, cu o toleranță de ≤0,02 mm/100 mm. Această prelucrare de înaltă precizie este esențială pentru funcționarea lină a bucșei excentrice a arborelui și angrenarea corectă a angrenajelor conice.
4.3 Prelucrarea conului mobil
FrezareCentrele de prelucrare CNC sunt utilizate pentru a modela suprafața conică a conului mobil. Unghiul conului este menținut cu o toleranță de ±0,05°, iar rugozitatea suprafeței este menținută la Ra3,2 μm. Baza sferică a conului mobil este, de asemenea, prelucrată pentru a asigura o potrivire corectă cu rulmentul sferic.
Suprafața de montare a căptușeliiSuprafața pe care este montată căptușeala rezistentă la uzură este prelucrată la o planeitate de ≤0,1 mm/m. Această suprafață plană este necesară pentru procesul de turnare a aliajului de zinc, care fixează căptușeala la corpul conului, asigurând o lipire strânsă și uniformă.
5. Procese de control al calității
Analiza spectrometrică se efectuează pe toate componentele turnate și forjate pentru a verifica compoziția lor chimică. De exemplu, pentru ZG35CrMo, conținutul de carbon trebuie să fie cuprins între 0,32 și 0,40%, iar conținutul de mangan trebuie să fie cuprins între 0,5 și 0,8%. Orice abatere de la aceste intervale specificate poate afecta proprietățile mecanice ale materialului.
Testele de tracțiune și impact sunt efectuate pe epruvete prelevate din același lot de materiale. Pentru forjarea 42CrMo, rezistența la curgere trebuie să fie ≥785 MPa, iar energia de impact trebuie să fie ≥60 J/cm². Aceste teste asigură că materialele pot rezista la condiții de solicitare ridicată în timpul funcționării concasorului.
Mașinile de măsurat în coordonate (CMM) sunt utilizate pentru a măsura dimensiunile cheie ale componentelor. Aceasta include măsurarea excentricității manșonului excentric al arborelui, a conicității conului mobil și a poziției găurilor pentru șuruburi. CMM oferă măsurători extrem de precise, cu o toleranță de ±0,05 mm, asigurând că componentele se potrivesc corect în timpul asamblării.
Tehnologia de scanare laser este, de asemenea, utilizată pentru a detecta profilul cavității de concasare formate de conul mobil și conul fix. Această tehnologie poate compara cu precizie profilul real cu specificațiile de proiectare, asigurând că procesul de concasare este consecvent și eficient.
Testarea cu ultrasunete (UT) este utilizată pentru a detecta defectele interne ale pieselor turnate, cum ar fi cadrele și manșoanele excentrice ale arborilor. Orice defecte cu un diametru mai mare de 3 mm sunt considerate inacceptabile, deoarece pot compromite integritatea structurală a componentei.
Testarea cu particule magnetice (MPT) se efectuează pe piese forjate, cum ar fi arborele principal și corpul conului mobil, pentru a inspecta fisurile de suprafață și cele apropiate de suprafață. Fisurile mai lungi de 1 mm sunt respinse, deoarece pot duce la defecțiuni catastrofale în timpul funcționării.
Echilibrarea dinamică se efectuează pe ansamblurile rotorului, cum ar fi manșonul excentric al arborelui și componentele atașate. Procesul de echilibrare are ca scop obținerea unui grad G2.5, care asigură că nivelul de vibrații în timpul funcționării este ≤2,5 mm/s. Această operațiune cu vibrații reduse reduce uzura componentelor și îmbunătățește stabilitatea generală a concasorului.
Un test de sarcină de 48 de ore este efectuat folosind materiale standard, cum ar fi granitul. În timpul acestui test, parametri precum capacitatea de producție, distribuția dimensiunii particulelor de evacuare și uzura căptușelii sunt monitorizați îndeaproape. Capacitatea de producție trebuie să respecte valorile specificate pentru modelul respectiv, dimensiunea particulelor de evacuare trebuie să se încadreze în intervalul dorit, iar căptușelile trebuie să prezinte o uzură uniformă pentru a asigura performanța pe termen lung.
6. Procesul de instalare
Pregătirea fundațieiSe pregătește o fundație din beton de gradul C30. În fundație se plasează șuruburi de ancorare încorporate, iar nivelarea suprafeței fundației se verifică cu atenție pentru a se asigura că este ≤0,1 mm/m. Betonul este apoi întărit timp de 28 de zile pentru a-și atinge rezistența maximă.
Instalarea cadrului inferiorCadrul inferior este ridicat în poziție pe fundație folosind echipamente de ridicare adecvate. Se folosesc șaibe pentru a nivela cadrul, iar șuruburile de ancorare sunt strânse inițial la 30% din cuplul lor final. Această strângere inițială permite ajustări minore în timpul etapelor ulterioare de instalare.
Instalare con mobilConul mobil este ridicat și cuplat precis cu arborele principal. În timpul instalării căptușelii rezistente la uzură pe conul mobil, se toarnă aliaj de zinc între corpul conului și căptușeală. Aliajul de zinc este încălzit la o temperatură cuprinsă între 450 și 500°C pentru a asigura o lipire corectă și o fixare strânsă.
