Analyse der Kraft- und Hauptversagensformen von Backenplatten
Die von unserer Firma hergestellte Backenbrechmaschine mit festem Backenbrecher wird hauptsächlich zum rauen und mittleren Brechen von harten Materialien verwendet. Während des Arbeitsprozesses trägt es die Reibungskraft des Materials, die enorme Quetschkraft und die Quetschlast. Die Arbeitsbedingungen sind sehr hart.
Kraftanalyse
Wenn das zu zerkleinernde Material unter Einwirkung der Schwerkraft von einem bestimmten Niveau des Wasserfalls fällt, trifft es direkt auf das Bodenmaterial, und die bewegliche Backenplatte drückt und zerkleinert das Material wiederholt durch die Hin- und Herbewegung und die feste Backenplatte. Das Material rollt und gleitet während der Abwärtsbewegung wiederholt zwischen der beweglichen Backenplatte und der festen Backenplatte. Aufgrund des Aufpralls, des Sturzes und der Kompression des Materials unterliegt es einem starken Verschleiß. Daher muss das Produkt in der Lage sein, hochwirksamen Mehrfachschlagbelastungen standzuhalten, und die Roll- und Gleitreibung muss eine beträchtliche Abriebfestigkeit aufweisen.
Form des Scheiterns
Verschleißfehler
Bei der Wartung von Brechern mit fester Backenzerkleinerung ist Verschleißversagen die Hauptform des Versagens. Beim Zerkleinern des Materials wird zusätzlich zum Aufprall des Materials die Oberfläche der Zerkleinerungsauskleidung der festen Backe auch dem Schleifen und Pressen des Materials ausgesetzt, so dass die Verschleißversagensmodi Furchen, Gruben und Risse sind . Aufgrund der unterschiedlichen Materialien der Auskleidung spielen diese drei Verschleißversagensmodi jedoch nicht gleichzeitig eine führende Rolle. Robuste Materialien mit geringer Abriebfestigkeit werden hauptsächlich durch Furchen- und Verformungsversagen verursacht, und Materialien mit hoher Abriebfestigkeit sind hauptsächlich Risse und Grubenversagen.
Der Materialverschleiß hängt nicht nur mit der Härte des zerkleinerten Materials zusammen, sondern vor allem mit dem Härteverhältnis des Auskleidungsmaterials zum zerkleinerten Material. Nach dem Grundprinzip des abrasiven Verschleißes ist die Härte Ha des Materials viel größer als die Härte des Metallmaterials Hu. Das Metallmaterial ist stark abgenutzt. Wenn Hu / Ha ≤ 1.25 ≤ 1.30 ist, wird der Verschleiß stark reduziert. Daher kann eine Erhöhung der Härte des Materials die Fähigkeit des Materials, einem abrasiven Verschleiß zu widerstehen, erheblich erhöhen.
Bruchversagen
Es gibt viele Gründe für ein Bruchversagen. Erstens ist das Material selbst zu zäh. Beispielsweise wird das Futtermaterial aus verschleißfestem weißem Gusseisen in großen Brechern verwendet. Defekte wie Abschreckrisse werden zur Quelle von Rissen und dehnen sich unter Stoßbelastung schnell aus. Wenn bei einem Auskleidungsbrett das Auskleidungsbrett plötzlich aufgrund unzureichender Zähigkeit bricht, sind die Folgen schwerwiegend, so dass das Auskleidungsbrett eine ausreichende Zähigkeit aufweisen muss.
Leistungsanforderungen an Backenbrecherplatten
Aus der obigen Analyse ist ersichtlich, dass eine gute Brecherauskleidung die folgenden Eigenschaften haben sollte.
- Hohe Abriebfestigkeit und hohe Härte. Nach dem Prinzip, dass der Schneidverschleiß umgekehrt proportional zur Härte des Materials ist, sollte die Härte des Materials oder die Härte einer bestimmten Komponente im Material die Härte des Schleifmittels überschreiten, um den Verschleiß zu verringern.
- Hohe Festigkeit oder hohe Dauerfestigkeit. Der Brecher läuft 6 bis 12 Monate ununterbrochen und sein Spannungszyklus kann das 6 × 106 ~ 6 × 107-fache erreichen, was bereits eine Ermüdungskategorie darstellt. Material mit hoher Ermüdungsfestigkeit verhindert Ermüdungsrisse und Abplatzschäden.
- Etwas Belastbarkeit. Um zu verhindern, dass die Auskleidung bricht, muss das Material eine gewisse Zähigkeit aufweisen. Denn eine gewisse Zähigkeit ist eine wichtige Garantie für die sichere Arbeit.
Technische Prozessanalyse und Design
Die Backenplatte dieses Brechers verwendete ursprünglich ZGMn13-4, und die mechanischen Eigenschaften nach der Wasserhärtungsbehandlung waren: σb 615 ~ 1275MPa; σ0.2 340 ~ 470MPa; ≤ 15% ≤ 85%; αK l96 ≤ 294 J / cm²; HB l2 ~ 80. ZGMn225-1 Abhängig von der Stoßbelastung kann die Tiefe der oberflächengehärteten Schicht 4 bis 9 mm erreichen. Die gehärtete Schicht mit hoher Härte widersteht dem Schlagabrieb. Tatsächlicher Dauereinsatz 18 bis 15 Tage Verschleißversagen.
Unter Berücksichtigung des Servicestatus dieses Werkstücks und der Vor- und Nachteile von ZGMn13-4 entschied sich unser Unternehmen, GB / T24733-2009 QTD HBW450 anstelle von ZGMn13-4 zu verwenden.
Backbleche aus duktilem Eisen Design der chemischen Zusammensetzung
Wählen Sie minderwertiges S- und P-Roheisen aus, verwenden Sie FeSi75 als Impfmittel und den Zerstäuber FeSiMg6RE2 und geben Sie eine bestimmte Menge Cu und Mo hinzu.
- C ist eines der Grundelemente von Sphäroguss. Ein geeigneter C-Gehalt fördert die Graphitisierung. Da Kugelgraphit die mechanischen Eigenschaften des Gussstücks am wenigsten beeinflusst, ist der C-Gehalt von Kugelguss im Allgemeinen höher als der von Grauguss. Wenn man bedenkt, dass die Hauptwandstärke des Gussstücks etwa 40 bis 80 mm beträgt, beträgt der Gehalt an C 3.4% bis 3.6%.
- In Sphäroguss ist Si ein Graphitierungselement, und Si ist nach C das zweitwichtigste Element. Si kann den Ferritgehalt stabil erhöhen, die Weißneigung des Gussstücks wirksam verringern und auch die Rundheit von Graphit verbessern. Verfeinern Sie die eutektische Gruppe. Si erhöht jedoch die Sprödübergangstemperatur des Gussstücks und verringert die Schlagzähigkeit des Gussstücks, so dass der Si-Gehalt angemessen verringert werden muss und der Si-Gehalt mit 2.4% bis 2.6% angenommen wird.
- S ist ein typisches Antisphäroidisierungselement. Da S eine starke Affinität zu sphäroidisierenden Elementen wie Mg und RE aufweist, verbraucht S eine große Menge Mg und RE in der Eisenschmelze und bildet Sulfide von Mg und RE, was zu Poren und oxidativem Einschluss führt. Mängel wie Schlacke. Der Schwefelgehalt muss weniger als 0.03% betragen.
- P ist ein schädliches Element in duktilem Eisen. Wenn sein Gehalt weniger als 0.05% beträgt, wird P in der Metallmatrix gelöst und hat wenig Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften des Gussstücks. Wenn der Gehalt größer als 0.05% ist, scheidet sich P leicht an der eutektischen Grenze aus und bildet binäre, ternäre oder zusammengesetzte Phosphoreutektika, wodurch die Zähigkeit von Gusseisen verringert wird. Mit zunehmendem P-Gehalt steigt die Sprödübergangstemperatur des Gussstücks. Daher muss der Gehalt an P in duktilem Eisen im Allgemeinen weniger als 0.045% betragen.
- Mn in duktilem Eisen erhöht hauptsächlich die Stabilität von Perlit, bildet leicht Karbide und beeinflusst die Zähigkeit von Gussteilen. Je niedriger das Mn in duktilem Eisen ist, desto besser, aber die Auskleidungsplatte besteht aus duktilem Perlit-Eisen, und der Mangangehalt beträgt 0.8% bis 1.0%.
- Cu und Mo sind die Elemente, die die Härtbarkeit der Gussteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit verbessern. Cu- und Mo-Elemente werden entsprechend der Dicke der Gussteile hinzugefügt, um sicherzustellen, dass die Gussteile gehärtet werden können.
Wärmebehandlung von duktilen Eisenbackenplatten
Es wird durch einen Widerstandsofen erhitzt und durch einen Nitratofen abgeschreckt.
- Austenitisierungstemperatur und Austenitisierungszeit
Die Austenitisierungstemperatur beträgt 910 ± 10 ° C. Die Austenitisierungszeit wird anhand der Werkstückgröße, der Wandstärke, der Anzahl der Teile, die in den Ofen eingebracht werden können, und des Einflusses der Heizmethode bestimmt. - Isotherme Abschrecktemperatur und isotherme Übergangszeit
Die Wärmebehandlungswandlerzeit beträgt weniger als 18 Sekunden, und die isotherme Abschrecktemperatur und -zeit werden gemäß der Werkstückgröße, der Wandstärke, der Anzahl der Teile, die der Ofen aufnehmen kann, der Heizmethode und dem Einfluss des Salzbades bestimmt Methode. - Mikrostruktur und Eigenschaften nach der Wärmebehandlung
Matrixstruktur nach Wärmebehandlung: nadelförmiger Ferrit + kohlenstoffreicher Austenit + Graphitkugeln. Kleine Mengen Martensit und Carbide sind erlaubt. Leistungsanforderungen: Zugfestigkeit δs ≥ 1600 MPa, Streckgrenze δ 0.2 ≥ 1300 MPa, Härte HRC ≥ 48, Aufprallenergie (kein Spalt): α k ≥ 25 J.
Designplatten aus duktilem Eisen Gussverfahren
1) Modellierung von Harzsand. Das Einheitsgewicht des Gussstücks beträgt 183 ° C, die Wandstärke ist ungleichmäßig und der Stanzvorschub schrumpft.
2) Die Gießtemperatur beträgt 1350 ~ 1370 ℃, die Gießzeit wird auf 29 ~ 32 Sekunden eingestellt und jede Schachtel geschmolzenen Eisens beträgt etwa 205 ㎏.
3) Die Gießzeit jedes Sphäroidisierungsbeutels beträgt nicht mehr als 8 Minuten. der Sphäroidisierungsgrad beträgt 2 oder mehr; die Graphitkugelgröße beträgt 6 oder mehr; die Anzahl der Graphitkugeln ist größer als 100 pro mm²; das Sphäroidisierungsverhältnis ist größer als 2%; Der Perlitgehalt ist größer als 85%.
Testergebnisse
Die tatsächlichen Testergebnisse sind Guss-Sphäroidisierungsgrad 2, Perlit 65%, Graphitkugeln 5, Graphitkugeln von mehr als 120 pro mm2, HRC51 ~ 54 nach der Wärmebehandlung, Schlagzähigkeit 30 ~ 35 J / cm2, davon nadelförmiges Eisen kleiner, siehe Bild.
Nach dem Einsatz in einem 400X600 Backenbrecher kann die Oberflächenverarbeitungshärte über HRC65 liegen. Nach der Messung beträgt die Dicke der oberflächengehärteten Schicht 20-25 mm. Nach 30 Tagen Dauereinsatz zeigen die Zähne Abnutzungserscheinungen und die Zähne sind flach geschliffen. Schrott aufgrund von 50-tägigem Verschleiß. Herzlich willkommen von den Nutzern.