Vår kund, The Three Gorges, som har 2 uppsättningar 50-65MK-Ⅱ krossar. Denna modell togs i drift i augusti 1999. Efter operationen svarade alla enheter normalt. Och på grund av dess stora krossförhållande och höga produktivitet har det blivit den viktigaste utrustningen för bearbetning av sand och sten i detta projekt. Men en av krossarnas huvudaxlar bröts under krossningen fram till den 14 november 2001. Den teoretiska drifttiden var bara två år och tre månader. Den faktiska produktionsstatusen för projektavdelningen är dock att två typer av utrustning används en i taget. Ingen har någonsin sprungit tillsammans. Därför bör en mer realistisk teoretisk driftstid vara mer än ett år. Trots att enligt kontraktet är fabriksgarantiperioden för huvudaxeln 18 månader, och Three Gorges Xia'anxi Sandstone Project Department har också blivit intrasslad med fabriksrepresentanten för Svedala Company i mer än 2 månader baserat på kontraktet, men sista anledningen är tillräcklig och misslyckades med att få fabrikens kompensation. Enligt användningen av många liknande maskintyper hemma och utomlands och fabrikens ursprungliga ombyggnad av enheten kan huvudaxeln inte brytas på så kort tid. Det är uppenbart och lätt att se att huvudaxeln är onormalt bruten. Vid den här tiden var det också vid topptiden för betonghällningen av Three Gorges Dam. Efter att huvudaxeln på denna brytare bröt, orsakade tillståndet hos den andra också att vi började oroa oss. Om den andra har samma situation på kort tid vågar resultaten helt enkelt inte föreställa sig. Eftersom importen av huvudaxeln är så hög som 2.3 miljoner yuan, och leveranstiden är också längre (den snabbaste är 6 månader). Förutom designbristerna i själva huvudaxeln avvisade projektavdelningen importplanen för huvudaxeln, beslutade att studera organisationens tekniska kapacitet i Malaysia och pröva möjligheten till dess nationella produktion.
Vid efterföljande demontering och inspektion fann vi att den brutna delen av huvudaxeln inträffade i bågövergångsområdet för den övre axeldiametern Φ489 till axeldiametern Φ630, och detta övergångsområde var ursprungligen en plats där spänningen borde vara relativt koncentrerad. Genom att ta ett prov av frakturen och analysera den genom att skanna elektronmikroskopi är frakturytan utmattningsfrakturen som orsakas av att huvudaxeln når den effektiva tiden för dess användning, snarare än den spröda frakturen som orsakas av den yttre kraften. Efter vår fullständiga analys och demonstration kom vi fram till att denna modell är en modifiering av vridbrytaren av typen 42-50. Förutom förlängningen av huvudaxeln och ökningen av matningsdiametern har resten av positionerna inte ändrats i enlighet därmed. På grund av ökningen av matarens diameter är därför krossförhållandet för maskinen större än för typen 42-50. Därför har krosskraften som stöds av huvudaxeln ökats men huvudaxelns diameter har inte ökats i enlighet därmed. Samtidigt, när längden på huvudaxeln förlängs, ökas de böjmomentmoment till vilka huvudaxelns brutna punkt motsvarande ökas. Från den verkliga situationen med den brutna rörelsen är huvudaxelns bågövergångsarea det område där axelns böjmoment är störst och området där spänningen är relativt koncentrerad. Därför är det också det svagaste området i hela huvudaxeln. Om huvudaxeln går sönder på grund av oförmågan att motstå yttre krafter, bör det spruckna området ligga i det svaga området. Se följande bild:
Efter att ha hittat huvudorsaken till brottet på huvudaxeln började vi studera hur man minskar sannolikheten för att huvudaxeln går sönder. För att förhindra sprickor i huvudaxeln, förutom att styra diametern på råmaterialmatningen, ökar böjhållfastheten hos huvudaxeln och minskar spänningskoncentrationskoefficienten för huvudaxeln som passerar bågområdet är två mycket effektiva banor. För att öka huvudaxelns böjhållfasthet, om huvudaxelns längd inte kan ändras, är det nödvändigt att öka storleken på den övre axeldiametern och övergångsbågens radie. Att öka storleken på den övre axeldiametern på huvudaxeln kommer emellertid att medföra en serie monteringsproblem för andra relaterade delar, som faktiskt inte fungerar. Därför är det mer möjligt att öka övergångsbågens rundade hörnstorlek. Och för att minska koefficienterna i huvudaxelns spänningsuppsättning kan endast göras på övergångsbågens filstorlek. Teoretiskt kan du förbättra huvudaxelns spänningscentraliseringskoefficient genom att öka delningsbågens filstorlek. Du kan bara veta om du kan förbättra det genom detaljerade beräkningar; öka huvudaxelns överkorsningsbågens styrka och minska belastningen på ytan. Och genom våra detaljerade beräkningar har vi bestämt att vi kan öka storleken på huvudaxelns korsningsbåge från R160mm till R285mm, utan att påverka monteringen av andra delar. Eftersom förhållandet r / d = 160/489 = 0.32> 0.25 för den ursprungliga runda bågfilémåttet r till den små ändaxeldiametern d på huvudaxeln är det känt från den mekaniska konstruktionshandboken att när r / d är större än 0.25 Att helt enkelt öka övergångsbågens filéstorlek kan inte längre reducera utmattningspåse-koefficienten i detta område. Därför har ökningen av hörnstorleken på övergångsbågen inte förändrat situationen för spänningen i området. Genom att öka korsbågens rundade hörnstorlek kan emellertid huvudaxelns radiella tvärsnittsstorlek ökas. Därför kan huvudaxelns böjhållfasthet förbättras. Och genom att öka styrkan och ytnoggrannheten för huvudaxelns bågkorsningszon kan spänningskoncentrationen i zonen också minskas. På detta sätt kan böjmotståndet för huvudaxelns bågkorsningszon förbättras, varigenom sannolikheten för brott i denna zon minskas.
Därför har vi beslutat att öka den rundade hörnstorleken på huvudaxelns korsningsbåge till R285mm för att förbättra böjhållfastheten och spänningskoncentrationen i huvudaxelns korsningsbåge, och samtidigt öka huvudaxelns precision korsningsbågeområde.
Det är lätt att se att en ökning av storleken på huvudaxeln som passerar bågfilén verkligen kommer att öka huvudaxelns böjhållfasthet, så den detaljerade kontrollberäkningen av denna artikel utelämnas.
För att förhindra att huvudaxeln spricker kan det dessutom uppnås genom att ändra huvudaxelns material för att förbättra huvudaxelns övergripande mekaniska egenskaper för att uppnå syftet att förbättra huvudaxelns totala seghet och förbättra huvudaxelns böjhållfasthet. Sedan kan vi genomföra provanalys och experiment på materialet och de mekaniska egenskaperna hos den brutna huvudaxeln och jämföra dem med de mekaniska egenskaperna hos legerade konstruktionsstål av olika märken i landet för att hitta material med bättre och bättre prestanda. Om den kan hittas kommer förutsättningarna för huvudaxelns produktion i princip att vara på plats.
Val av material för Gyratory Crusher huvudaxel
Genom att ta prover och kemisk analys är de viktigaste kemiska komponenterna följande:
Elementet | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | V | Cu |
Innehåll % | 0.42 | 0.27 | 0.98 | 0.009 | 0.005 | 0.67 | 0.57 | 0.25 | 0.05 | 0.22 |
Efter att ha kontrollerat "Mekanisk designhandbok" och jämfört den med våra inhemska legeringsstålkvaliteter liknar dess kemiska sammansättning 40CrMnMo.
Genom provtagning och utförande av mekaniska prestandatester är de verkliga mekaniska egenskaperna hos denna huvudkakt för gyratorisk kross följande:
draghållfasthet (MPa) | Avkastningspunkt (MPa) | Förlängning (%) | Minskningsgrad i areal (%) | Slagkraft (J) | Hårdhet (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 |
Efter att ha granskat ”Mekanisk designhandbok” och konsulterat relevanta inhemska tillverkare finns det huvudsakligen fyra typer av material som används i de huvudsakliga axlarna för strimlare och hissar i vårt land. Dessa är: 20CrNiMo, 40CrNiMoA, 40CrMnMo, 42CrMo. De har samma mekaniska egenskaper som 42CrMo.
Material | draghållfasthet (MPa) | Avkastningspunkt (MPa) | Förlängning (%) | minskningsgrad i areal (%) | Slagkraft (J) | Hårdhet (HB) |
20CrNiMo | 980 | 785 | 9 | 40 | 47 | ≤ 219 |
40CrNiMoA | 980 | 835 | 12 | 55 | 78 | ≤ 269 |
40CrMnMo | 980 | 785 | 10 | 45 | 63 | ≤ 217 |
42CrMo | 1080 | 930 | 12 | 45 | 63 | ≤ 247 |
20CrNiMo har bättre smide- och värmebehandlingsegenskaper. Vid användning av karburerings- och släckningsprocesser kan den ha egenskaper som god seghet, hög hållfasthet och slitstyrka hos fogen med lagret. Små rotationsbrytare är bättre att använda. De ska användas mycket sällan i stora rotationsbrytare. I synnerhet kräver denna typ av konstruktion med en bussning i den övre änden inte nödvändigtvis användning av förgasnings- och släckningsprocesser.
40CrMnMo kan appliceras på huvudaxlarna för stora brytare och hissar. Den har god härdbarhet, hög hållfasthet och seghet. Om den kan uppfylla prestandastandarder bör det vara ett bra val. Detta material är emellertid extremt känsligt för väte och genererar lätt väteförstörning, det vill säga vita fläckar. Det är extremt svårt att kontrollera i produktionsprocessen, så det används sällan;
42CrMo används i stor utsträckning i huvudaxlarna för stora brytare och hissar. Den har hög hållfasthet och god seghet. Den kan användas för att göra huvudaxeln på brytaren, men dess seghet är något lägre än 40CrNiMoA;
40CrNiMoA används också i stor utsträckning i huvudaxlarna för stora brytare och hissar. Den har god härdbarhet, hög hållfasthet och seghet. De viktigaste mekaniska egenskaperna är bättre än den ursprungliga brytaxeln. Och dess produktionsprocess är mogen och mekanisk prestanda är stabil. Det bör vara mycket korrekt att byta ut det ursprungliga axelmaterialet.
Därför valde vi slutligen 40CrNiMoA som material i huvudlandet efter ovan nämnda analys och jämförelse och konsulterade relevanta experter.