Strukturalni dijelovi čeljusne drobilice od ugljičnog čelika: dizajn i izdržljivost

Mapiranje putanje opterećenja u okvirima drobilice

Sila drobljenja u dvostrukoj čeljusnoj drobilici može premašiti 400 Mpa na preklopnim sjedalima. Ovaj golemi pritisak putuje kroz zakretnu čeljust, u preklopne ploče, i na kraju se uzemlji u glavni okvir od ugljičnog čelika. Ako putanja opterećenja nije kontinuirana, naprezanje se lokalizira na oštrim kutovima, stvarajući mjesta početka loma.

Praktično rješenje je korištenje analize konačnih elemenata za optimizaciju topologije. Na primjer, dodavanje izdašnih radijusa na sjecištu bočnih ploča i stražnje stijenke okvira može smanjiti faktore koncentracije naprezanja za 30% do 40% . Strukturni okvir ne bi trebao biti samo kutija; mora funkcionirati kao podešena opruga koja se lagano otklanja bez trajne deformacije.

Odabir kvalitete materijala izvan generičkog ugljičnog čelika

Određivanje "ugljičnog čelika" je nejasno i opasno. Strukturalni dijelovi čeljusne drobilice od ugljičnog čelika u modernim drobilicama uglavnom se koriste zavarljivi lijevani ili kovani tipovi s određenim granicama razvlačenja. Cilj je uravnotežiti čvrstoću s duktilnošću kako bi se apsorbiralo udarno opterećenje bez krhkog loma.

Korištenje niskolegiranog čelika visoke čvrstoće poput normaliziranog S355 ili sličnog strukturnog razreda za glavne ploče omogućuje tanje, lakše dijelove bez žrtvovanja nosivosti. To izravno smanjuje vlastitu težinu i dinamičke sile na temelju.

Ublažavanje naprezanja i kontrola izobličenja u zavarenim okvirima

Najčešća metoda izrade šasije čeljusne drobilice uključuje elektrolučno zavarivanje debelih ploča od ugljičnog čelika pomoću teškog plina. Zona pod utjecajem topline kritična je ranjivost. Bez odgovarajuće obrade nakon zavarivanja, zaostalo vlačno naprezanje može doseći granicu tečenja osnovnog materijala, drastično ubrzavajući zamor od korozije.

Otklanjanje toplinskog naprezanja nije predmet pregovaranja . Zagrijavanje cijelog zavarenog sklopa na otprilike 600°C i omogućavanje sporog, kontroliranog ciklusa hlađenja uklanja blokirana naprezanja od zavarivanja. Preskakanje ovog koraka radi smanjenja troškova često rezultira pojavom pukotina unutar prvog 6 do 12 mjeseci rada, posebno na spoju čeličnih ploča i kućišta glavnog ležaja.

Pitman dizajn i integritet sjedala ležaja

Pitman je srce sklopa pokretne čeljusti. To je obično odljevak od ugljičnog čelika ili izrađeni kutijasti presjek. Njegov primarni način kvara nije lom, već trzanje i trošenje sjedišta ležaja. Nakon što se izgubi interferencija između vanjskog prstena ležaja i provrta pitmana, počinje mikropomicanje.

To se obično može ublažiti određivanjem čvršćeg interferencijskog pristajanja 0,05 do 0,10 mm negativnog zazora ovisno o promjeru provrta. Nadalje, pitman mora biti dovoljno krut uzdužno da spriječi savijanje. Otklon veći od 0,5 mm u središtu raspona ležaja može uzrokovati rubno opterećenje na sfernim valjkastim ležajevima, smanjujući njihov izračunati vijek trajanja za više od 50% .

Utjecaj kvara strukturnog dijela na proizvodnju

Pukotina u strukturnoj komponenti od ugljičnog čelika eksponencijalno je razornija od zamjene istrošenog dijela. Zamjena preklopne ploče traje nekoliko minuta, ali zavarivanje pukotine u glavnom okviru privremeno je rješenje koje često zahtijeva potpuno rastavljanje stroja radi kasnije pravilne ponovne strojne obrade.

Razmotrite implikacije troškova

• Izravni trošak popravka uključuje vješte zavarivače, ispitivanje bez razaranja i strojnu obradu na terenu.
• Neizravni troškovi izgubljene proizvodnje obično se kreću od 5.000 do 15.000 dolara po satu u velikim kamenolomima.
• Katastrofalni kvar okvira može pogrešno poravnati cijeli pogonski sustav, oštećujući skupu ekscentričnu osovinu i zamašnjake.

Redoviti vizualni pregledi usmjereni na četiri ugla zone pražnjenja okvira su kritični. Test penetracije boje svaki 2.000 radnih sati može otkriti mikropukotine prije nego što se prošire do kritične duljine.

Optimiziranje napetosti pričvršćivača u sklopu

Dok se rasprava usredotočuje na dijelove od ugljičnog čelika, vijčani spojevi koji drže ove strukture zajedno su najčešće točke kvara. Hidraulički momentni ključevi moraju se koristiti za pričvrsne vijke bloka sjedala.

Primjena progresivnog momenta

Primjena punog zakretnog momenta u jednom koraku uzrokuje nejednaku kompresiju brtve. Ispravna metoda uključuje tri faze: 30%, 60% i 100% konačne vrijednosti zakretnog momenta, slijedeći slijed unakrsnog uzorka.

Provjera istezanja vijaka

Ultrazvučni mjerači vijaka omogućuju najtočnije mjerenje predopterećenja. Jednostavno mjerenje momenta je nepouzdano zbog varijabli trenja u navojima, koje mogu potrošiti do 50% ulaznog momenta.

Dinamičko balansiranje sklopa čeljusti

Zakretna čeljust je odljevak od ugljičnog čelika koji je podvrgnut ogromnim recipročnim silama. Neuravnotežen sklop čeljusti stvara oscilirajuće sile inercije koje potresaju cijelu strukturu. Dok se zamašnjaci suprotstavljaju torzijskim vibracijama, linearne sile potresanja moraju biti minimizirane simetrijom dizajna.

Upotrebom protuutega ulivenih integralno u zamašnjake ili pričvršćenih vijcima na obruče zamašnjaka, usklađenih na približno 50% klipne mase , transformira vektor sile iz razornog horizontalnog udarca u rotacijsko gibanje koje je lakše upravljivo. Ovo značajno produljuje vijek trajanja sidrenih vijaka okvira i injektiranja.

Zaštita od korozije za čelične konstrukcije

U rudarskim okruženjima, korozija u kombinaciji s cikličkim stresom uzrokuje kvar po stopi mnogo većoj nego bilo koji faktor pojedinačno. Odgovarajući sustav premaza dio je strukturalnog integriteta ugljičnog čelika.

Epoksidni temeljni premaz visoke čvrstoće s minimalnom debljinom suhog filma od 75 mikrona , praćen završnim premazom od 50 mikrona od poliuretana, pruža barijeru protiv kisele vode. Posebnu pozornost treba obratiti na unutarnje džepove iza ploča obraza gdje se mokra prašina nakuplja i ciklički suši, stvarajući visoko korozivno okruženje koje napada zavarene šavove iznutra. Drenažni otvori postavljeni na ispravnim niskim točkama bitna su značajka dizajna.