Blocul de lagăr, o componentă cheie în concasoarele cu fălci, susține arborele excentric prin intermediul unor rulmenți, suportând sarcini radiale/axiale. Construit din QT500-7/HT350/ZG35SiMn, acesta cuprinde un corp de lagăr cu un alezaj de precizie (toleranță H7), flanșă de montare, caneluri de etanșare și nervuri radiale.
Fabricația implică turnarea din fontă ductilă (turnare la 1350–1420°C) cu sferoidizare, urmată de prelucrare de precizie (alezaj Ra ≤1,6 μm) și tratament de suprafață. Controlul calității include verificări ale sferoidizării (≥80%), inspecție dimensională (coaxialitate ≤0,05 mm) și testare la sarcină (1,5× sarcina nominală, deformare ≤0,05 mm).
Esențial pentru funcționarea stabilă a arborelui excentric, acesta asigură o durată de viață de 3-5 ani cu o lubrifiere adecvată, protejând durata de viață a rulmenților și eficiența concasorului.
Introducere detaliată a componentei blocului de rulment al concasoarelor cu fălci
Blocul de lagăr este o componentă esențială în concasoarele cu fălci care susține arborele excentric. Montat în alezajele blocului de lagăr ale plăcilor laterale, acesta transformă mișcarea de rotație a arborelui excentric în mișcarea oscilantă a fălcii pivotante prin intermediul rulmenților, rezistând în același timp sarcinilor radiale și axiale generate în timpul concasării. Precizia sa structurală și capacitatea portantă afectează direct stabilitatea operațională a arborelui excentric, durata de viață a rulmentului și nivelurile generale de vibrații/zgomot ale concasorului, ceea ce îl face o componentă critică de susținere a transmisiei pentru funcționarea eficientă a echipamentului.
I. Compoziția și structura blocului de rulment
Blocurile de lagăre sunt proiectate pentru a se adapta la diferite tipuri de lagăre (în principal rulmenți cu role sferice) și specificații pentru concasoare (50–200 kg pentru unități mici/medii, peste 500 kg pentru unități mari). Principalele componente și caracteristici structurale ale acestora sunt următoarele:
Corpul rulmentului Structura portantă centrală, cilindrică sau în formă de bloc, este realizată din fontă cenușie de înaltă rezistență (HT350), fontă ductilă (QT500-7) sau oțel turnat (ZG35SiMn). Corpurile din fontă oferă o bună amortizare a vibrațiilor (potrivite pentru concasoare mici/medii), în timp ce corpurile din oțel turnat oferă o rezistență mai mare (potrivite pentru concasoare mari). Corpul conține un alezaj de precizie pentru instalarea rulmenților, cu flanșe de montare exterioare și nervuri de ranforsare. Structura generală trebuie să reziste la deformarea plastică sub o sarcină nominală de 1,5×.
Alezajul rulmentului O gaură străpunsă de precizie în centrul corpului pentru montarea inelului exterior al rulmentului, cu o toleranță de H7 (ajustare prin interferență) în funcție de cerințele rulmentului. Rugozitatea suprafeței interioare este Ra ≤1,6 μm (pentru a reduce uzura inelului exterior al rulmentului). Trepte (10-20 mm lățime) la ambele capete ale alezajului amplasează rulmentul și capacul de etanșare, cu perpendicularitatea fețelor treptelor față de axa alezajului ≤0,02 mm/100 mm pentru a asigura o distribuție uniformă a forței după instalarea rulmentului.
Flanșă de montare O structură cu flanșă la unul sau ambele capete ale corpului, cu 10-20 mm mai groasă decât corpul, pentru conexiune prin șuruburi la plăcile laterale. Fața flanșei prezintă 4-8 găuri circumferențiale pentru șuruburi (M16-M36) cu o toleranță de poziție de ±0,2 mm. Planeitatea suprafeței de contact cu placa laterală este ≤0,1 mm/100 mm pentru a preveni încărcarea excentrică după instalare.
Structura de etanșare (canal de etanșare) Canalele de etanșare (8–15 mm lățime, 3–5 mm adâncime) la ambele capete ale alezajului rulmentului adăpostesc garnituri de etanșare sau etanșări labirint, prevenind scurgerile de lubrifiant și pătrunderea prafului. Coaxialitatea canalului de etanșare cu alezajul rulmentului este ≤0,05 mm pentru a evita uzura etanșării din cauza excentricității.
Structuri de armare și auxiliare
Coaste radialeNervurile radiale cu grosimea de 15–30 mm de pe exteriorul corpului formează suporturi triunghiulare cu flanșa de montare, sporind rezistența la sarcina radială (deformare ≤0,1 mm/m).
Orificiu de umplere cu uleiUn orificiu filetat M10–M16 de pe partea corpului se conectează la un niplu de ungere sau la o conductă de lubrifiere pentru lubrifierea rulmentului. Canalul cu diametrul de 3–5 mm se conectează la alezajul rulmentului pentru a asigura o lubrifiere adecvată.
Șef de localizare (opțional)Un bosaj inelar (înălțime de 3–5 mm) pe unele fețe ale flanșei se îmbină cu o canelură din placa laterală, limitând abaterea de poziționare la ≤0,05 mm pentru o precizie îmbunătățită a instalării.
II. Procesul de turnare a blocurilor de lagăr (exemplu fontă ductilă QT500-7)
Blocurile de lagăre din fontă ductilă sunt utilizate pe scară largă pentru echilibrul lor între rezistență și amortizare. Procesul de turnare asigură rata de sferoidizare și calitatea internă:
Pregătirea mucegaiului și a nisipului
Se utilizează matrițe din nisip din rășină, cu modele din lemn sau metal bazate pe modele 3D. Se rezervă o toleranță de contracție de 1,0%–1,5% (contracție liniară din fontă ductilă). Alezajul rulmentului este format cu miezuri de nisip acoperite cu vopsea grafitată (grosime de 0,5–1 mm) pentru a îmbunătăți precizia suprafeței.
Alinierea miezului de nisip asigură o abatere de perpendicularitate ≤0,1 mm/m a alezajului rulmentului pentru a preveni excentricitatea pieselor turnate.
Topire și sferoidizare
Fonta brută cu conținut scăzut de sulf (S ≤0,03%), oțelul uzat și materialul retur sunt topite într-un cuptor cu inducție la 1450–1480°C. Compoziția este ajustată (C 3,6%–3,8%, Si 2,5%–2,8%, Mn ≤0,5%).
Sferoidizare: Folosind agent de sferoidizare (aliaj de magneziu din pământuri rare, 1,2%–1,5%) și inoculant (75% ferosiliciu, 0,8%–1,0%) se adaugă în oala de turnare. Temperatura de topire post-tratare este de 1380–1420°C, cu o rată de sferoidizare ≥80% (grad ≥3).
Turnare și răcire
Un sistem de turnare de jos se umple din centrul inferior al corpului la 1350–1380°C. Timpul de turnare este de 3–10 minute (greutate 50–500 kg) pentru a asigura o umplere lină, fără încadrarea zgurii.
Piesele turnate se răcesc sub 300°C în matriță pentru a evita fisurarea din cauza răcirii rapide.
Tratament termic
Recoacere: Piesele turnate sunt încălzite la 550–600°C, menținute timp de 3–4 ore, apoi răcite în cuptor la 200°C pentru răcire cu aer, pentru a elimina tensiunea reziduală (≤80 MPa) și a preveni deformarea prin prelucrare. Componentele din oțel turnat sunt supuse normalizării (850–900°C timp de 2 ore, răcite cu aer) pentru o structură uniformă.
III. Procesul de prelucrare a blocurilor de rulmenți
Prelucrare brută
Folosind fața flanșei ca punct de referință, alezajul rulmentului este strunjit/frezat brut (adaos de finisare de 2–3 mm) pe un strung sau un centru de prelucrare vertical. Fața flanșei este frezată brut (adaos de 1–2 mm) pentru a asigura o perpendicularitate ≤0,3 mm/100 mm între axa alezajului și fața flanșei.
Găurile pentru șuruburi și găurile de umplere cu ulei sunt găurite (adaos de 1 mm), iar canelurile de etanșare sunt prelucrate brut (adaos de 0,5 mm pe lățime/adâncime).
Tratament pentru îmbătrânire
După degroșare, se efectuează o îmbătrânire artificială (200–250°C timp de 4 ore pentru fontă; 300–350°C timp de 6 ore pentru oțel turnat) pentru a reduce suplimentar stresul de prelucrare și a stabiliza dimensiunile.
Prelucrare de finisare
Alezaj rulment: Alezaj final realizat pe un strung CNC sau o mașină de găurit cu scule diamantate (fontă) sau scule din carbură (oțel turnat) la toleranța H7, Ra ≤1,6 μm și cilindricitate ≤0,005 mm/100 mm.
Fața flanșei: Frezată la o planitate ≤0,1 mm/100 mm, perpendicularitate față de axa alezajului ≤0,01 mm/100 mm și Ra ≤3,2 μm.
Canale și filete de etanșare: Canalele de etanșare prelucrate prin ștrunjire (toleranță de ±0,1 mm) și găurile de ulei filetate (filet 6H) asigură o etanșare și o fixare fiabile.
Tratament de suprafață
Suprafețele neprelucrate sunt debavurate și vopsite cu un strat antirugină (fosfatat pentru fontă). Suprafețele prelucrate primesc ulei antirugină. Alezajele lagărelor pentru unitățile mari pot fi fosfatate sau cromate (5–10 μm) pentru rezistență la uzură.
IV. Procesul de control al calității
Calitatea turnării
Inspecție vizuală: Fără fisuri, contracții sau găuri de nisip. Suprafața alezajului rulmentului trebuie să fie lipsită de pori sau incluziuni cu diametrul ≥1 mm.
Calitate internă: Fonta ductilă este inspectată pentru rata de sferoidizare (≥80%) și morfologia grafitului (predominant sferic). Oțelul turnat este supus testării cu ultrasunete (UT), fără defecte ≥φ2 mm la o distanță de 20 mm de alezajul rulmentului.
Proprietăți mecanice: Eșantionate pentru duritate (QT500-7: 170–230 HBW; ZG35SiMn: 220–260 HBW) și rezistență la tracțiune (QT500-7: ≥500 MPa).
Precizie dimensională
Mașinile de măsurat în coordonate verifică diametrul alezajului rulmentului (H7), cilindricitatea, perpendicularitatea față de flanșă și pozițiile găurilor șuruburilor, cu abateri de cheie ≤50% din toleranțele de proiectare.
Un comparator cu cadran verifică planeitatea flanșei (≤0,1 mm/100 mm) și coaxialitatea canelurii de etanșare (≤0,05 mm).
Testarea asamblării
Ajustarea rulmentului: Un inel exterior standard al rulmentului este presat în alezaj pentru a verifica interferența (0,01–0,03 mm), asigurându-se că nu există slăbiri sau strângeri excesive.
Testarea etanșărilor: Garniturile sunt instalate pentru un test de presiune de 0,3 MPa (30 de minute) fără scurgeri de lubrifiant.
Testarea încărcării
Încărcarea statică la 1,5× sarcina radială nominală timp de 1 oră prezintă o deformare ≤0,05 mm, fără deformare reziduală după descărcare.
Cu o durată de viață de 3-5 ani (în funcție de lubrifiere și condițiile de funcționare), blocurile de rulmenți se bazează pe un control strict al procesului pentru performanță. Întreținerea de rutină include verificarea etanșărilor și a strângerii șuruburilor pentru a preveni defectarea prematură din cauza încărcării excentrice sau a lubrifierii deficitare.
