Čeľusťový drvič Konštrukčné diely z uhlíkovej ocele: Dizajn a odolnosť

Načítať mapovanie cesty v rámoch drviča

Drviaca sila v drviči s dvojitými čeľusťami môže prekročiť 400 Mpa na prepínacích sedadlách. Tento obrovský tlak prechádza cez výkyvnú čeľusť, do prepínacích dosiek a nakoniec sa uzemňuje v hlavnom ráme z uhlíkovej ocele. Ak dráha zaťaženia nie je súvislá, napätie sa lokalizuje v ostrých rohoch a vytvára miesta iniciácie zlomenín.

Praktickým riešením je použitie analýzy konečných prvkov na optimalizáciu topológie. Napríklad pridanie veľkých polomerov v priesečníku bočných dosiek a zadnej steny rámu môže znížiť faktory koncentrácie napätia 30 % až 40 % . Konštrukčný rám by nemal byť len krabicou; musí fungovať ako ladená pružina, ktorá sa mierne vychyľuje bez trvalej deformácie.

Výber triedy materiálu nad rámec všeobecnej uhlíkovej ocele

Označenie „uhlíková oceľ“ je vágne a nebezpečné. Čeľusťový drvič Konštrukčné diely z uhlíkovej ocele v moderných drvičoch používajú prevažne zvárateľné liate alebo kované druhy so špecifickými medzami klzu. Cieľom je vyvážiť pevnosť a ťažnosť, aby sa absorbovalo rázové zaťaženie bez krehkého lomu.

Použitie nízkolegovanej ocele s vysokou pevnosťou, ako je normalizovaná S355 alebo podobná konštrukčná trieda pre hlavné dosky, umožňuje tenšie a ľahšie časti bez obetovania nosnosti. To priamo znižuje vlastnú hmotnosť a dynamické sily na základ.

Odľahčenie a kontrola skreslenia v zváraných rámoch

Najbežnejší spôsob výroby podvozku čeľusťového drviča zahŕňa oblúkové zváranie hrubých plechov z uhlíkovej ocele ťažkým plynom. Zóna ovplyvnená teplom je kritickou zraniteľnosťou. Bez náležitej úpravy po zváraní môže zvyškové napätie v ťahu dosiahnuť medzu klzu základného materiálu, čím sa výrazne urýchli únava korózie.

Odbúranie tepelného stresu je nemenné . Zahriatie celej zváranej zostavy na približne 600 °C a umožnenie pomalého, riadeného chladiaceho cyklu odstraňuje zablokované napätia zo zvárania. Preskočenie tohto kroku s cieľom znížiť náklady často vedie k tomu, že sa v prvom kroku objavia trhliny 6 až 12 mesiacov prevádzky, najmä v mieste spojenia lícnych dosiek a puzdra hlavného ložiska.

Dizajn Pitman a integrita sedadla ložiska

Pitman je srdcom zostavy pohyblivej čeľuste. Typicky je to odliatok z uhlíkovej ocele alebo vyrobená skriňová časť. Jeho primárnym poruchovým režimom nie je zlomenie, ale trenie a opotrebovanie sediel ložísk. Akonáhle sa stratí uloženie s presahom medzi vonkajším krúžkom ložiska a vývrtom pitmana, začne sa mikropohyb.

To možno zmierniť špecifikovaním tesnejšieho uloženia s presahom, zvyčajne 0,05 až 0,10 mm negatívnej vôle v závislosti od priemeru otvoru. Okrem toho musí byť pitman dostatočne tuhý v pozdĺžnom smere, aby sa zabránilo ohybu. Priehyb väčší ako 0,5 mm v strede rozpätia ložísk môže spôsobiť okrajové zaťaženie súdkových ložísk, čím sa zníži ich vypočítaná životnosť o viac ako 50 % .

Vplyv zlyhania konštrukčnej časti na výrobu

Prasklina v konštrukčnom komponente z uhlíkovej ocele je exponenciálne rušivejšia ako výmena opotrebovaných dielov. Výmena prepínacej platne trvá niekoľko minút, ale zváranie praskliny v hlavnom ráme je dočasná oprava, ktorá si často vyžaduje úplné roztrhnutie stroja, aby sa neskôr správne opracovalo.

Zvážte dôsledky nákladov

• Náklady na priame opravy zahŕňajú kvalifikovaných zváračov, nedeštruktívne testovanie a opracovanie v teréne.
• Nepriame náklady zo stratenej výroby sa zvyčajne pohybujú od 5 000 až 15 000 dolárov za hodinu vo veľkých lomoch.
• Katastrofálne zlyhanie rámu môže vychýliť celý systém pohonu a poškodiť drahý excentrický hriadeľ a zotrvačníky.

Rozhodujúce sú pravidelné vizuálne kontroly zamerané na štyri rohy zóny vyhadzovania rámu. Každý test penetrácie farbiva 2 000 prevádzkových hodín dokáže detekovať mikrotrhliny skôr, ako sa rozšíria do kritickej dĺžky.

Optimalizácia napnutia upevňovacieho prvku pri montáži

Zatiaľ čo diskusia sa sústreďuje na časti z uhlíkovej ocele, skrutkové spoje, ktoré držia tieto konštrukcie pohromade, sú najbežnejšími bodmi zlyhania. Na upevňovacie skrutky sedlového bloku sa musia použiť hydraulické momentové kľúče.

Progresívna aplikácia krútiaceho momentu

Použitie plného krútiaceho momentu v jednom kroku spôsobuje nerovnomerné stlačenie tesnenia. Správna metóda zahŕňa tri fázy: 30 %, 60 % a 100 % konečnej hodnoty krútiaceho momentu, pričom nasleduje postupnosť krížového vzoru.

Overenie natiahnutia skrutiek

Ultrazvukové skrutkové metre poskytujú najpresnejšie meranie predpätia. Jednoduché meranie krútiaceho momentu je nespoľahlivé kvôli premenným trením v závitoch, ktoré môžu spotrebovať až 50 % vstupného krútiaceho momentu.

Dynamické vyváženie zostavy čeľuste

Otočná čeľusť je odliatok z uhlíkovej ocele vystavený veľkým vratným silám. Nevyvážená zostava čeľustí vytvára oscilačné zotrvačné sily, ktoré otriasajú celou konštrukciou. Zatiaľ čo zotrvačníky pôsobia proti torzným vibráciám, lineárne natriasacie sily musia byť minimalizované konštrukčnou symetriou.

Použitie protizávaží zaliatych integrálne do zotrvačníkov alebo priskrutkovaných k ráfikom zotrvačníkov, približne prispôsobené 50 % of the reciprocating mass , transformuje vektor sily z deštruktívneho horizontálneho nárazu na lepšie zvládnuteľný rotačný pohyb. Tým sa výrazne predlžuje únavová životnosť kotviacich skrutiek rámu a škárovania.

Ochrana proti korózii oceľových konštrukcií

V banských prostrediach spôsobuje korózia kombinovaná s cyklickým namáhaním zlyhanie oveľa rýchlejšie ako ktorýkoľvek faktor samostatne. Správny náterový systém je súčasťou štrukturálnej integrity uhlíkovej ocele.

Vysoko nanášaný epoxidový základný náter s minimálnou hrúbkou suchého filmu 75 mikrónov , po ktorom nasleduje 50-mikrónový polyuretánový vrchný náter, poskytuje bariéru proti kyslej vode. Zvláštnu pozornosť je potrebné venovať vnútorným vreckám za lícnymi doskami, kde sa hromadí a cyklicky vysychá mokrý prach, čím sa vytvára vysoko korozívne prostredie, ktoré napáda zvarové švy zvnútra. Drenážne otvory umiestnené v správnych nízkych bodoch sú základným dizajnovým prvkom.