Asiakkaamme, The Three Gorges, jolla on 2 sarjaa 50-65MK-Ⅱ kaarimurskaimia. Tämä malli otettiin käyttöön elokuussa 1999. Operaation jälkeen kaikki yksiköt vastasivat normaalisti. Suuren murskausasteen ja korkean tuottavuuden ansiosta siitä on tullut tärkein keinotekoisen hiekan ja kiven käsittelylaite tässä projektissa. Yksi murskaimen pääakseleista kuitenkin murtui murskauksen aikana 14. marraskuuta 2001 asti. Teoreettinen käyttöaika oli vain kaksi vuotta ja kolme kuukautta. Projektiosaston todellinen tuotantotila on kuitenkin se, että käytetään kahden tyyppisiä laitteita yksi kerrallaan. Kukaan ei ole koskaan juossut yhdessä. Siksi realistisemman teoreettisen käyttöajan tulisi olla yli vuosi. Vaikka sopimuksen mukaan tehtaan pääakselin sitoumusten takuuaika on 18 kuukautta, ja Three Gorges Xia'anxi Sandstone Project Department on myös ollut takertunut Svedala Companyn tehtaan edustajan kanssa yli kahden kuukauden ajan sopimuksen perusteella, mutta viimeinen syy on riittävä eikä onnistunut saamaan tehtaan korvausta. Itse asiassa useiden vastaavien konetyyppien käytön kotimaassa ja ulkomailla sekä laitteen tehtaan alkuperäisen uudistuksen mukaan pääakselia ei voida rikkoa niin lyhyessä ajassa. On selvää ja helppo nähdä, että pääakseli on epänormaalisti murtunut. Tällöin se oli myös Kolmen rotkon padon betonivalun ruuhka-aikana. Tämän katkaisijan pääakselin rikkoutuessa myös toisen kunto sai meidät alkamaan huolestua. Jos toisella on sama tilanne lyhyessä ajassa, tuloksia ei yksinkertaisesti uskalleta kuvitella. Koska pääakselin tuontihinta on peräti 2 miljoonaa yuania, ja toimitusaika on myös pidempi (nopein on 2.3 kuukautta). Itse pääakselin suunnitteluvirheiden lisäksi projektiosasto hylkäsi pääakselin tuontisuunnitelman, päätti tutkia Malesian organisaation teknistä kapasiteettia ja kokeilla sen kansallisen tuotannon mahdollisuutta.
Seuraavassa purkamisessa ja tarkastuksessa havaitsimme, että pääakselin murtunut osa tapahtui akselin ylemmän halkaisijan Φ489 kaaren siirtymäalueella akselin halkaisijaan Φ630, ja tämä siirtymäalue oli alun perin paikka, jossa jännityksen tulisi olla suhteellisen keskittynyt. Ottamalla näyte murtumasta ja analysoimalla se pyyhkäisyelektronimikroskopialla murtumapinta on väsymismurtuma, jonka pääakseli saavuttaa sen tehollisen ajan, eikä ulkoisen voiman aiheuttama hauras murtuma. Täydellisen analyysin ja esittelyn jälkeen päädyimme siihen johtopäätökseen, että tämä malli on muunnos 42-50-tyyppiselle kiertokytkimelle. Pääakselin jatkoa ja syöttöhalkaisijan kasvua lukuun ottamatta muita asemia ei ole muutettu vastaavasti. Siksi rehun halkaisijan kasvun vuoksi koneen murskaussuhde on suurempi kuin tyypin 42-50. Siksi pääakselin tukemaa murskausvoimaa on lisätty, mutta pääakselin halkaisijaa ei ole kasvatettu vastaavasti. Samalla, kun pääakselin pituutta pidennetään, taivutusmomenttimomentit, joihin pääakselin rikkoutunut kohta kasvaa vastaavasti. Rikkoutuneen liikkeen todellisesta tilanteesta pääakselin kaaren siirtymäalue on alue, jossa akselin taivutusmomentti on suurin, ja alue, jossa jännitys on suhteellisen keskittynyt. Siksi se on myös koko pääakselin heikoin alue. Jos pääakseli rikkoutuu johtuen kyvyttömyydestä kestää ulkoisia voimia, halkeilun tulee olla heikossa paikassa. Katso seuraava kuva:
Löydettyämme pääakselin murtumisen tärkeimmän syyn aloimme tutkia, kuinka vähentää pääakselin murtumisen todennäköisyyttä. Pääakselin murtumisen estämiseksi raaka-aineen syötön halkaisijan säätämisen lisäksi pääakselin taivutuslujuuden lisääminen ja kaarialueen ylittävän pääakselin jännityskerroinkertoimen vähentäminen ovat kaksi erittäin tehokasta reittiä. Pääakselin taivutuslujuuden lisäämiseksi, jos pääakselin pituutta ei voida muuttaa, on tarpeen lisätä akselin ylemmän halkaisijan kokoa ja siirtymäkaaren sädettä. Pääakselin ylemmän akselin halkaisijan koon lisääminen tuo kuitenkin joukon muiden siihen liittyvien osien asennusongelmia, jotka eivät todellakaan toimi. Siksi on helpompaa kasvattaa siirtymäkaaren pyöristettyä kulmakokoa. Ja pääakselin jännitysjoukon kertoimien vähentämiseksi voidaan tehdä vain siirtymäkaaren fileen koosta. Teoreettisesti voit parantaa pääakselin jännityskeskittymiskerrointa lisäämällä ristikkäiskaaren fileen kokoa. Voit tietää vain, jos voit parantaa sitä yksityiskohtaisilla laskelmilla; lisää pääakselin poikkikaaren alueen lujuutta ja vähentää pinnan rasitusta. Ja yksityiskohtaisten laskelmien avulla olemme todenneet, että voimme kasvattaa pääakselin ylityskaaren kokoa R160mm: stä R285mm: iin vaikuttamatta muiden osien kokoonpanoon. Koska alkuperäisen pyöreän kaarifiletin mitan r suhde r / d = 160/489 = 0.32> 0.25 pääakselin pienen pään akselin halkaisijaan d, mekaanisen suunnittelun käsikirjasta tiedetään, että kun r / d on suurempi kuin 0.25 Siirtymäkaaren fileen koon yksinkertainen lisääminen ei enää voi vähentää väsymis loven jännityskerrointa tällä alueella. Siksi siirtymäkaaren kulmakoon kasvu ei ole muuttanut alueelle asetetun jännityksen tilannetta. Suurentamalla kaaren pyöristetyn kulman kokoa pääakselin säteittäistä poikkileikkauskokoa voidaan kuitenkin kasvattaa. Siksi pääakselin taivutuslujuutta voidaan parantaa. Ja lisäämällä pääakselin kaaren ylitysvyöhykkeen lujuutta ja pintatarkkuutta voidaan myös vähentää alueen jännityskonsentraatiota. Tällä tavalla pääakselin kaaren ylitysvyöhykkeen taivutuskestävyyttä voidaan parantaa, mikä vähentää murtumien todennäköisyyttä tällä vyöhykkeellä.
Siksi olemme päättäneet kasvattaa pääakselin ylityskaaren pyöristetyn kulman kokoa R285mm: iin pääakselin ylityskaaren alueen taivutuslujuuden ja jännityskeskittymän parantamiseksi ja samalla pääakselin tarkkuuden lisäämiseksi kaaren alueen ylitys.
On helppo nähdä, että kaarifileetä ylittävän pääakselin koon lisääminen varmasti lisää pääakselin taivutuslujuutta, joten tämän artikkelin yksityiskohtainen tarkistuslaskenta on jätetty pois.
Lisäksi pääakselin halkeilun estämiseksi se voidaan saavuttaa myös vaihtamalla pääakselin materiaalia pääakselin yleisten mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi pääakselin yleisen lujuuden parantamiseksi ja parantamiseksi pääakselin taivutuslujuus. Sitten voimme suorittaa näyteanalyysin ja kokeita murtuneen pääakselin materiaaleista ja mekaanisista ominaisuuksista ja verrata niitä maan eri tuotemerkkien seostettujen rakenneterästen mekaanisiin ominaisuuksiin löytääksemme materiaaleja, joilla on parempi ja parempi suorituskyky. Jos se löytyy, olosuhteet pääakselin maan tuotannolle ovat periaatteessa paikallaan.
Pyörivän murskaimen pääakselin materiaalin valinta
Ottaen näytteitä ja kemiallisia analyysejä tärkeimmät kemialliset komponentit ovat seuraavat:
Elementti | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | V | Cu |
Sisältö % | 0.42 | 0.27 | 0.98 | 0.009 | 0.005 | 0.67 | 0.57 | 0.25 | 0.05 | 0.22 |
Tarkastettuaan "Mechanical Design Manual" -sovelluksen ja verrattaessa sitä kotimaisiin seosteräsrakenteisiin, sen kemiallinen koostumus on samanlainen kuin 40CrMnMo.
Näytteenotolla ja suorittamalla mekaaniset suorituskykytestit tämän kääntömurskaimen pääakselin todelliset mekaaniset ominaisuudet ovat seuraavat:
vetolujuus (MPa) | Tuottopiste (MPa) | Pidennys (%) | Pinta-alan vähennysaste (%) | Iskuvoima (J) | Kovuus (HB) | |
Test 1 | 992 | 854 | 12 | 51 | 56 | 209 |
Test 2 | 1006 | 866 | 11 | 54 | 60 | 207 |
AVG. | 999 | 860 | 11.5 | 52.5 | 58 | 208 |
Tarkastettuamme "Mechanical Design Manual" -sovelluksen ja kuullen asiaankuuluvia kotimaisia valmistajia maassamme on pääasiassa neljää tyyppistä materiaalia, jota käytetään silppureiden ja hissien pääakseleissa. Nämä ovat: 20CrNiMo, 40CrNiMoA, 40CrMnMo, 42CrMo. Niillä on samat mekaaniset ominaisuudet kuin 42CrMo: lla.
Materiaali | vetolujuus (MPa) | Tuottopiste (MPa) | Pidennys (%) | pinta-alan vähennysaste (%) | Iskuvoima (J) | Kovuus (HB) |
20CrNiMo | 980 | 785 | 9 | 40 | 47 | ≤ 219 |
40CrNiMoA | 980 | 835 | 12 | 55 | 78 | ≤ 269 |
40CrMnMo | 980 | 785 | 10 | 45 | 63 | ≤ 217 |
42 CrMo | 1080 | 930 | 12 | 45 | 63 | ≤ 247 |
20CrNiMolla on paremmat taonta- ja lämpökäsittelyominaisuudet. Kaasuttamis- ja sammutusprosesseja käytettäessä sillä voi olla hyvä sitkeys, korkea lujuus ja laakerin liitoksen kulumiskestävyys. Pienikokoisia katkaisijoita on parempi käyttää. Niitä tulisi käyttää hyvin harvoin suurikokoisissa katkaisimissa. Erityisesti tämän tyyppinen rakenne, jossa on holkki yläpäässä, ei välttämättä vaadi kaasuttamis- ja sammutusprosessien käyttöä.
40CrMnMo voidaan levittää suurten katkaisijoiden ja hissien pääakseleille. Sillä on hyvä karkaisu, suuri lujuus ja sitkeys. Jos se pystyy täyttämään suorituskykystandardit, sen pitäisi olla hyvä valinta. Tämä materiaali on kuitenkin erittäin herkkä vedylle ja aiheuttaa helposti vetyhaurastumista, eli valkoisia pilkkuja. Tuotantoprosessissa on äärimmäisen vaikea hallita, joten sitä käytetään harvoin;
42CrMo: ta käytetään laajalti isojen murskaimien ja hissien pääakseleissa. Sillä on suuri lujuus ja hyvä sitkeys. Sitä voidaan käyttää katkaisijan pääakselin valmistamiseen, mutta sen sitkeys on hieman alle 40CrNiMoA;
40CrNiMoA: ta käytetään myös laajalti isojen murskaimien ja hissien pääakseleissa. Sillä on hyvä karkaisu, suuri lujuus ja sitkeys. Tärkeimmät mekaaniset ominaisuudet ovat parempia kuin alkuperäinen katkaisuakseli. Ja sen tuotantoprosessi on kypsä ja mekaaninen suorituskyky vakaa. Alkuperäisen akselimateriaalin vaihtamisen tulisi olla erittäin oikein.
Siksi edellä mainitun analyysin ja vertailun jälkeen ja kuultuamme asiaankuuluvia asiantuntijoita valitsimme lopulta 40CrNiMoA: n päämaan materiaaliksi.