Rulmenții sunt componente de bază ale concasoarelor cu fălci, care permit mișcarea de rotație și funcționalitatea de susținere a sarcinii. Aceștia sunt instalați în principal la conexiunile dintre arborele excentric și carcasa rulmentului fălcii pivotante, precum și între arborele principal și cadru. Rulmenții transformă mișcarea de rotație a arborelui excentric în mișcarea oscilantă a fălcii pivotante, rezistând în același timp sarcinilor radiale și axiale generate în timpul concasării. Performanța lor are un impact direct asupra preciziei operaționale, consumului de energie și duratei de viață a concasoarei, necesitând o capacitate de încărcare ridicată, rezistență la uzură și rezistență la impact.
Concasoarele cu fălci sunt utilizate în mod obișnuit rulmenți sferici cu role pe două rânduri (pentru mașini mari) sau rulmenți autoaliniați (pentru mașini mici și mijlocii). Compoziția și caracteristicile lor structurale sunt următoarele:
Inel interior
O componentă în formă de inel cu o fixare prin interferență pe arborele excentric. Diametrul interior al inelului interior formează o fixare prin toleranță cu arborele (de obicei H7/k6). Suprafața sa exterioară este prelucrată cu o cale de rulare (sferică sau în formă de arc) pentru a ghida mișcarea rolei. Ambele părți ale inelului interior au flanșe pentru a restricționa deplasarea axială a rolelor; înălțimea flanșei se potrivește cu lungimea rolei (de obicei 1/3–1/2 din diametrul rolei) pentru a asigura o distribuție uniformă a forței.
Inel exterior
O componentă în formă de inel cu o ajustare de tranziție în carcasa rulmentului cu falcă oscilantă sau în alezajul cadrului. Diametrul exterior al inelului exterior formează o ajustare de toleranță cu alezajul carcasei rulmentului (de obicei J7/h6). Suprafața sa interioară prezintă o cale de rulare sferică corespunzătoare inelului interior, centrul de curbură al căii de rulare coincidând cu axa rulmentului. Acest lucru permite inelului interior să se deplaseze unghiular față de inelul exterior cu ±2°–3° (compensând erorile de instalare sau deformarea arborelui).
Elemente de rulare
Componente portante între inelul interior și cel exterior, în mare parte role sferice (în formă de butoi). Numărul variază în funcție de dimensiunea rulmentului (8-12 pentru rulmenți mici/medii, 15-20 pentru cei mari). Rolele sunt rectificate cu precizie (rugozitatea suprafeței Ra ≤ 0,4 μm) și fabricate din oțel crom de înaltă rezistență pentru rulmenți (GCr15SiMn), oferind o duritate ridicată (60-65 HRC) și rezistență la uzură pentru a rezista la sarcini radiale de impact.
Cuşcă
O structură care separă și ghidează elementele de rostogolire, fabricată din alamă (H62), oțel ștanțat (SPCC) sau nailon armat (PA66+GF25). Rulmenții mari utilizează adesea colivii din alamă masivă (pentru rezistență ridicată), în timp ce rulmenții mici/medii utilizează colivii din oțel ștanțat (pentru un design ușor). Coliviile au structuri de tip fereastră sau ondulate pentru a asigura o distribuție uniformă a rolelor și a preveni frecarea reciprocă.
Dispozitiv de etanșare
Componente rezistente la contaminare la ambele capete ale rulmentului, constând din inele de etanșare (cauciuc nitrilic sau fluorocauciuc) și capace de praf. Inelele de etanșare formează o îmbinare cu interferență cu inelul interior, cu buze pe partea interioară a inelului exterior pentru a preveni scurgerea lubrifiantului și pătrunderea prafului/apei (critic pentru mediile de concasare cu praf, care necesită protecție IP54 sau mai mare).
Pregătirea materiei prime
Se selectează bare rotunde laminate la cald din oțel pentru rulmenți cu crom cu conținut ridicat de carbon (GCr15), cu diametre determinate în funcție de dimensiunea rulmentului (rezervând o adaos de prelucrare de 5-10 mm). Testarea cu ultrasunete (UT) asigură absența fisurilor sau incluziunilor interne.
Forjare
Barele rotunde sunt încălzite la 850–900°C și forjate în matriță în piese forjate în formă de inel (inelul interior) sau în formă de cupă (inelul exterior) prin deformare, ștanțare și expansiune. Piesele forjate sunt răcite cu aer pentru a menține o curgere continuă a fibrelor (sporind rezistența la oboseală).
Tratament termic (intermediar)
Recoacere prin sferoidizare: Încălzire la 780–800°C, menținere timp de 3–4 ore, apoi răcire lentă la 600°C pentru răcire cu aer. Aceasta sferoidizează carburile, reducând duritatea la 207–255 HBW și îmbunătățind prelucrabilitatea.
Prelucrare brută
Strunjire: Strungurile CNC prelucrează diametrele interioare/exterioare, fețele frontale și flanșele inelelor interioare/exterioare, lăsând o adaos de finisare de 1-2 mm. Paralelismul fețelor frontale este ≤ 0,1 mm/100 mm, iar coaxialitatea diametrului interior/exterior este ≤ 0,05 mm.
Găurire (inel exterior): În flanșa inelului exterior se găuresc găuri de lubrifiere (cu diametrul de 3–5 mm), cu o toleranță de poziție de ±0,5 mm, pentru a se alinia cu pasajele de ulei ale carcasei rulmentului.
Tratament termic (final)
Călire: Încălzire la 830–860°C, călire în ulei (viteză de răcire ≥ 50°C/s) pentru a obține 61–65 HRC pentru inelele interioare/exterioare.
Revenire la temperatură joasă: Menținere la 150–180°C timp de 2–3 ore pentru a reduce tensiunea de călire și a stabiliza microstructura (austenită reținută ≤ 5%).
Prelucrare de finisare
Rectificare: Rectificatoarele fără centre prelucrează diametre exterioare, rectificatoarele de interior prelucrează diametre interioare (toleranță IT5), rectificatoarele de planuri prelucrează fețe frontale (paralelism ≤ 0,01 mm/100 mm) și rectificatoarele de căi de rulare prelucrează căi de rulare sferice (rugozitatea suprafeței Ra ≤ 0,1 μm, abaterea razei de curbură ≤ 0,005 mm).
Superfinisare: Căile de rulare sunt superfinisate (prin îndepărtarea a 0,005–0,01 mm) pentru a reduce rugozitatea la Ra ≤ 0,025 μm, îmbunătățind precizia contactului și rezistența la uzură.
Cap de încălzire la rece
Tratament termic
Rectificare și superfinisare
Rectificatoarele fără centre prelucrează diametre exterioare (toleranță ±0,002 mm). Rectificatoarele sferice prelucrează suprafețe sferice (abaterea razei de curbură ≤ 0,003 mm). Superfinisarea atinge un Ra ≤ 0,02 μm.
Cuști de alamăPrelucrate din bare de alamă prin strunjire și frezare în structuri de tip fereastră, cu o toleranță dimensională a ferestrei de ±0,05 mm pentru a asigura un joc cu rolele de 0,1–0,2 mm.
Colivii din oțel ștanțatFormată din foi SPCC prin ștanțare, cu margini de ferestre debavurate și suprafețe zincate (grosime 8-12 μm) pentru rezistență la rugină.
Inspecția materiilor prime
Analiză chimică: Spectrometria verifică compoziția GCr15 (C: 0,95–1,05%, Cr: 1,3–1,65%, P ≤ 0,025%, S ≤ 0,025%).
Testarea incluziunilor nemetalice: Clasificare ≤ 2,5 (conform GB/T 10561) pentru a evita incluziunile mari care cauzează defectarea prematură.
Inspecția preciziei dimensionale
Inele interioare/exterioare: Mașinile de măsurat în coordonate verifică diametrele interioare/exterioare și curbura căilor de rulare (abatere ≤ 0,005 mm). Aparatele de testare a rotunjimii verifică rotunjimea (≤ 0,001 mm).
Elemente de rulare: Calibrele laser pentru diametru verifică diametrul (toleranță ±0,002 mm) și consistența dimensională (abatere ≤ 0,003 mm).
Testarea proprietăților mecanice
Testarea durității: Duritatea instalațiilor Rockwell verifică 61–65 HRC pentru inele și 62–66 HRC pentru role, cu o uniformitate a durității ≤ 3 HRC.
Rezistență la impact: Eșantionare pentru teste de impact la -40°C (energie de impact ≥ 20 J) pentru a asigura rezistența la temperaturi scăzute.
Inspecția calității suprafeței
Testarea cu particule magnetice (MT): Detectează fisurile superficiale de pe inele/role (lungime ≤ 0,5 mm), excluzând cutele sau zgârieturile.
Testarea rugozității: Interferometrele laser verifică rugozitatea căii de rulare (Ra ≤ 0,1 μm) și suprafinisarea Ra ≤ 0,025 μm.
Inspecția calității asamblării
Testarea jocului: Instrumente specializate măsoară jocul radial (conform GB/T 4604, abatere ±5 μm).
Precizie de rotație: Aparatele de testare a rulmenților verifică bătaia radială (≤ 0,01 mm) și mișcarea axială (≤ 0,02 mm) la viteza nominală.
Verificarea vieții
Teste accelerate de durată de viață: Eșantionarea funcționează sub o sarcină nominală de 1,2× timp de 1000 de ore, fără a necesita vibrații anormale (amplitudine ≤ 0,01 mm) sau creștere excesivă a temperaturii (≤ 40°C). Demontarea confirmă că nu există exfoliere a căii de rulare sau uzură severă.
Cu un control strict al procesului, rulmenții funcționează fiabil în condiții de sarcini și impacturi mari, cu o durată de viață de 8000–12000 de ore (în funcție de lubrifiere și întreținere). Verificările regulate ale lubrifierii (grosimea peliculei de ulei ≥ 5 μm) sunt esențiale pentru a preveni arderea rulmenților din cauza lipsei de ulei sau a contaminării.
Rulmentul este o parte importantă a concasoarei cu fălci. În general, se utilizează rulmenți cu role tip rachetă. Modelul specific al rulmentului poate fi determinat din trei aspecte: dimensiunea rulmentului, precizia rulmentului și jocul intern al rulmentului.
Dimensiunea unui rulment
Dimensiunea arborelui excentric se calculează pe baza forței de strivire. După ce fusurile arborelui excentric la nivelul rulmentului cadrului și al rulmentului fălcii mobile sunt determinate inițial pe baza acestora, specificațiile rulmentului sunt inițial determinate pe baza acestora, iar specificațiile seriei de lățime medie sunt de obicei selectate cât mai mult posibil pentru a verifica durata de viață teoretică a rulmentului și a îndeplini standardele relevante.
Precizia rulmentului B
Precizia rulmentului include două aspecte: toleranța dimensională și precizia de rotație, fie că este vorba de toleranța geometrică a fiecărei componente a rulmentului, fie de erorile de bătaie radială și axială în timpul rotației, deoarece concasorul cu fălci se mișcă la o viteză a axului mai mică de 300r/min, astfel încât rulmenții de precizie obișnuiți pot îndeplini cerințele.
Jocul intern al rulmentului C
Rulmenții cu role tip rachetă au doar joc radial. Conform standardului, jocul radial este împărțit în cinci grupe, care au fost selectate și ajustate de producător înainte de a părăsi fabrica. În acest moment, jocul se numește joc inițial. După asamblarea rulmentului, jocul său inițial va fi redus. În cazul rulmentului cu fălci mobile, arborele excentric este asamblat cu acesta prin potrivire cu interferență. După ce rulmentul cu fălci mobile este încălzit, inelul interior este extins și montat pe arborele excentric. Expansiunea inelului interior va reduce jocul inițial al rulmentului.
2. Uzura rulmenților concasorului cu fălci
Dacă arborele se uzează foarte puțin, acesta poate fi strunjit pentru a-i da fusul la forma geometrică corectă, doar pentru a-i repara forma geometrică. Apoi, reduceți diametrul interior al rulmentului în mod corespunzător. Totuși, dacă dimensiunea fusului este redusă cu 5% față de original după mai multe astfel de tratamente, strunjirea nu este permisă și trebuie înlocuit un arbore nou.
3. Instalarea rulmenților concasorului cu fălci
a. Verificați dacă există urme de rugină înainte de instalare. Puteți curăța rulmentul cu motorină sau kerosen. Apoi verificați dacă jocul radial al rulmentului, dimensiunea și precizia găurii interioare și dimensiunea fusului de rulment al ansamblului arborelui excentric îndeplinesc cerințele.
b. Datorită surplusului mare de fus (până la maximul care poate fi admis sau suportat) al rulmentului echipat, acesta se instalează în general prin metoda de fixare la cald. Rulmentul este încălzit la o temperatură de aproximativ 100°C, iar orificiul arborelui se dilată pentru a depăși dimensiunea fusului. După aceea, se poate efectua asamblarea. Metoda de încărcare la cald utilizează o baie de ulei pentru încălzire, ceea ce poate asigura că toate părțile rulmentului sunt încălzite uniform, fără a-l deforma sau a-i reduce duritatea.
c. După asamblarea rulmentului, utilizați o calibră pentru a verifica jocul radial al rulmentului după răcirea completă. Vă rugăm să identificați cauza la timp dacă jocul este prea mic sau dacă nu există. Dacă cauza nu poate fi identificată, rulmentul trebuie îndepărtat și reasamblat. Dacă jocul este corespunzător, se poate aplica unsoare, iar apoi celelalte piese pot fi asamblate.
