Конструкционные детали щековой дробилки из углеродистой стали: дизайн и долговечность

Сопоставление путей нагрузки в рамах дробилки

Усилие дробления в двухрычажной щековой дробилке может превышать 400 МПа на переключаемых сиденьях. Это огромное давление передается через поворотную челюсть на пластины рычага и, в конечном итоге, на основную раму из углеродистой стали. Если путь нагрузки не является непрерывным, напряжение локализуется в острых углах, создавая места зарождения разрушения.

Практическим решением является использование анализа методом конечных элементов для оптимизации топологии. Например, добавление больших радиусов в местах пересечения боковых пластин и задней стенки рамы может снизить коэффициент концентрации напряжений за счет от 30% до 40% . Структурный каркас не должен представлять собой просто коробку; он должен действовать как настроенная пружина, которая слегка отклоняется без остаточной деформации.

Выбор марки материала помимо обычной углеродистой стали

Определение «углеродистая сталь» расплывчато и опасно. Конструкционные детали щековой дробилки из углеродистой стали в современных дробилках преимущественно используют свариваемые литые или кованые марки с определенным пределом текучести. Цель состоит в том, чтобы сбалансировать прочность и пластичность, чтобы выдерживать ударные нагрузки без хрупкого разрушения.

Использование низколегированной высокопрочной стали, такой как нормализованная S355 или аналогичная конструкционная марка, для основных пластин позволяет получить более тонкие и легкие секции без ущерба для несущей способности. Это напрямую снижает собственный вес и динамические силы на фундаменте.

Снятие напряжений и контроль искажений в сварных рамах

Наиболее распространенный метод изготовления шасси щековой дробилки включает дуговую сварку в тяжелых газах толстых пластин из углеродистой стали. Зона термического воздействия является критической уязвимостью. Без надлежащей послесварочной обработки остаточное растягивающее напряжение может достичь предела текучести основного материала, резко ускоряя коррозионную усталость.

Снятие термического напряжения не подлежит обсуждению . Нагрев всей сварной сборки примерно до 600°C и медленный контролируемый цикл охлаждения устраняют зафиксированные при сварке напряжения. Пропуск этого шага для сокращения затрат часто приводит к появлению трещин уже на первом этапе. от 6 до 12 месяцев эксплуатации, особенно в местах соединения щек и корпуса коренного подшипника.

Конструкция Pitman и целостность гнезда подшипника

Шаттер – это сердце узла подвижной челюсти. Обычно это отливка из углеродистой стали или изготовленная коробчатая секция. Основной причиной отказа является не поломка, а истирание и износ посадочных мест подшипников. При потере натяга между внешним кольцом подшипника и отверстием шатуна начинается микродвижение.

Это можно смягчить, указав более плотную посадку с натягом, обычно от 0,05 до 0,10 мм отрицательный зазор в зависимости от диаметра отверстия. Кроме того, шатун должен быть достаточно жестким в продольном направлении, чтобы предотвратить изгибное отклонение. Отклонение, превышающее 0,5 мм в центре пролета подшипника может вызвать краевую нагрузку на сферические роликоподшипники, сокращая их расчетный срок службы более чем на 50% .

Влияние отказа конструктивных деталей на производство

Трещина в конструктивном элементе из углеродистой стали является экспоненциально более разрушительной, чем замена изнашиваемых деталей. Замена коленно-рычажной пластины занимает несколько минут, но заварка трещины в основной раме — это временное решение, которое часто требует полного разбора машины для последующей надлежащей повторной обработки.

Учитывайте финансовые последствия

• Прямые затраты на ремонт включают квалифицированных сварщиков, неразрушающий контроль и механическую обработку в полевых условиях.
• Косвенные затраты, связанные с потерями производства, обычно варьируются от От 5000 до 15 000 долларов в час. на крупных карьерных работах.
• Катастрофический отказ рамы может привести к смещению всей системы привода и повреждению дорогостоящего эксцентрикового вала и маховиков.

Регулярные визуальные проверки с акцентом на четыре угла зоны разгрузки рамы имеют решающее значение. Проверку на краситель каждые 2000 часов работы может обнаружить микротрещины до того, как они достигнут критической длины.

Оптимизация натяжения крепежа при сборке

Хотя обсуждение сосредоточено на деталях из углеродистой стали, наиболее распространенными местами выхода из строя являются болтовые соединения, скрепляющие эти конструкции. Для крепления болтов седла необходимо использовать гидравлические динамометрические ключи.

Применение прогрессивного крутящего момента

Приложение полного крутящего момента за один прием приводит к неравномерному сжатию прокладки. Правильный метод включает три этапа: 30%, 60% и 100% конечного значения крутящего момента в перекрестной последовательности.

Проверка растяжения болта

Ультразвуковые болтомеры обеспечивают наиболее точное измерение преднатяга. Простое измерение крутящего момента ненадежно из-за переменных трения в резьбе, которые могут потреблять до 50% входного крутящего момента.

Динамическая балансировка кулачка в сборе

Поворотная челюсть представляет собой отливку из углеродистой стали, на которую воздействуют огромные возвратно-поступательные силы. Несбалансированный узел челюсти создает колебательные силы инерции, которые сотрясают всю конструкцию. Хотя маховики противодействуют крутильным колебаниям, линейные силы тряски должны быть сведены к минимуму за счет симметрии конструкции.

Использование противовесов, залитых заодно с маховиками или прикрепленных болтами к ободам маховиков, подобранных примерно по 50% возвратно-поступательной массы , преобразует вектор силы из разрушительного горизонтального удара в более управляемое вращательное движение. Это значительно продлевает усталостную долговечность анкерных болтов рамы и цементного раствора.

Защита от коррозии стальных конструкций

В горнодобывающей промышленности коррозия в сочетании с циклическим напряжением приводит к поломкам гораздо быстрее, чем любой из факторов по отдельности. Правильная система покрытия является частью структурной целостности углеродистой стали.

Толстослойная эпоксидная грунтовка с минимальной толщиной сухой пленки 75 микрон , за которым следует 50-микронное полиуретановое верхнее покрытие, обеспечивающее барьер против кислой воды. Особое внимание необходимо уделить внутренним карманам за щеками, где влажная пыль скапливается и циклически высыхает, создавая высококоррозионную среду, поражающую сварные швы изнутри. Дренажные отверстия, расположенные в правильных нижних точках, являются важной особенностью конструкции.