50-65MK-Main Головний вал жираторної дробарки

Наш клієнт, The Three Gorges, який має 2 комплекти жирових дробарок 50-65MK-Ⅱ. Ця модель була введена в експлуатацію в серпні 1999 р. Після операції всі підрозділи реагували нормально. І завдяки великому коефіцієнту дроблення та високій продуктивності, він став основним обладнанням для обробки штучного піску та каменю в цьому проекті. Однак один із основних валів дробарки зламався під час дроблення до 14 листопада 2001 р. Теоретичний час роботи становив лише два роки та три місяці. Однак фактичним виробничим статусом проектного відділу є те, що одночасно використовується два типи обладнання. Ніхто ще ніколи не бігав разом. Отже, більш реалістичний теоретичний час роботи повинен бути більше одного року. Хоча згідно з контрактом, гарантійний термін гарантії для основної осі заводу становить 18 місяців, а Департамент проекту "Піщаник" з трьох ущелин Сяаньсі також був зав'язаний із представником заводу компанії "Сведала" понад 2 місяці відповідно до контракту, але остаточна причина достатня та не отримала компенсацію заводу. Насправді, згідно з використанням багатьох подібних типів машин в країні та за кордоном та оригінальною фабричною переробкою пристрою, основний вал не може бути зламаний за такий короткий проміжок часу. Очевидно і легко помітити, що головний вал має аномальні тріщини. У цей час це було також у піковий час бетонного заливання дамби Три ущелини. Після того, як зламався головний вал цього вимикача, стан іншого також викликав у нас занепокоєння. Якщо інший має таку ж ситуацію за короткий проміжок часу, то результати просто не наважуються уявити. Тому що основна ціна імпорту валу сягає 2.3 млн. Юанів, а термін доставки також довший (найшвидший - 6 місяців). На додаток до конструктивних недоліків самого головного валу, проектний відділ відхилив план імпорту головного валу, вирішив вивчити технічні можливості організації в Малайзії та спробувати можливість її національного виробництва.
При подальшому демонтажі та огляді ми виявили, що зламана частина головного валу мала місце в зоні переходу дуги верхнього діаметра вала 489 до діаметра вала 630, і ця зона переходу спочатку була місцем, де напруга повинна бути відносно концентрований. Беручи зразок руйнування та аналізуючи його за допомогою скануючої електронної мікроскопії, поверхня руйнування є втомним руйнуванням, спричиненим головним валом, що досягає ефективного часу для його використання, а не крихким руйнуванням, спричиненим зовнішньою силою. Після повного аналізу та демонстрації ми дійшли висновку, що ця модель є модифікацією роторного вимикача типу 42-50. За винятком продовження головного валу та збільшення діаметра подачі, решта положень не були змінені відповідно. Отже, через збільшення діаметра подачі коефіцієнт дроблення машини більший, ніж у типу 42-50. Отже, сила подрібнення, що підтримується головним валом, була збільшена, але діаметр головного вала не збільшений відповідно. У той же час, коли довжина головного валу подовжується, моменти згинальних моментів, до яких порушується точка основного вала, відповідно збільшуються. З фактичної ситуації руйнованого руху область переходу дуги головного валу - це площа, де згинальний момент валу найбільший, і площа, де напруга відносно сконцентрована. Тому це також найслабша ділянка всього головного валу. Якщо основний вал ламається через неможливість протистояти зовнішнім силам, область тріщин повинна знаходитися в слабкій зоні. Дивіться наступне зображення:

Креслення основного валу дробильної машини

Знайшовши основну причину руйнування головного валу, ми почали вивчати, як зменшити ймовірність поломки основного валу. Щоб запобігти руйнуванню головного валу, крім контролю діаметра подачі сировини, збільшення міцності на вигин головного валу та зменшення коефіцієнта концентрації напружень головного валу, що перетинає площу дуги, є двома дуже ефективними шляхами. Для збільшення міцності на вигин основного вала, у тому випадку, коли довжину головного вала неможливо змінити, необхідно збільшити розмір верхнього діаметра вала і радіус перехідної дуги. Однак збільшення розміру верхнього діаметра вала головного вала призведе до низки проблем зі складанням інших суміжних деталей, які насправді не спрацюють. Тому більш доцільно збільшити розмір закругленого кута перехідної дуги. А зменшити коефіцієнти в наборі напружень головного валу можна лише на перехідному розмірі дугового зрізу. Теоретично ви можете покращити коефіцієнт централізації напруги основної осі, збільшивши розмір зрізу дуги перехресної дуги. Ви можете знати лише, чи зможете ви вдосконалити його шляхом детальних розрахунків; збільшити силу дуги перехресної дуги головної осі та зменшити напруження на поверхні. І за допомогою наших детальних розрахунків ми визначили, що ми можемо збільшити розмір дуги, що перетинає головний вал, з R160 мм до R285 мм, не впливаючи на збірку інших деталей. Оскільки відношення r / d = 160/489 = 0.32> 0.25 вихідного розміру зрізу округлої дуги r до малого діаметра вала головного валу d, з Посібника з механічного проектування відомо, що коли r / d більше ніж 0.25 Просте збільшення розміру отвору перехідної дуги вже не може зменшити коефіцієнт напруженості виїмки в цій області. Отже, збільшення кутового розміру перехідної дуги не змінило ситуацію напруженості, заданої в цій області. Однак, збільшуючи розмір закругленого кута дуги, що перетинає, можна збільшити радіальний розмір поперечного перерізу головного валу. Отже, міцність на вигин основного вала може бути підвищена. А за рахунок збільшення міцності та точності поверхні зони перетину дуги головного валу також може бути зменшена концентрація напружень у зоні. Таким чином, опір вигину зони перетину дуги головного валу може бути покращено, зменшуючи тим самим ймовірність руйнування в цій зоні.
Тому ми вирішили збільшити розмір округленого кута дуги перетину головного валу до R285 мм, щоб покращити міцність на вигин і концентрацію напружень в зоні дуги, що перетинає головний вал, і одночасно підвищити точність головного валу площа перетину дуги.
Неважко помітити, що збільшення розміру головного валу, що перетинає дуговий затвор, безумовно, збільшить міцність на вигин головного валу, тому детальний контрольний розрахунок цієї статті опущений.
Крім того, щоб запобігти розтріскуванню основного вала, цього також можна досягти, змінивши матеріал головного вала, щоб поліпшити загальні механічні властивості головного вала, щоб досягти мети покращення загальної в'язкості основного вала та підвищення його міцність на вигин основного вала. Потім ми можемо провести аналіз зразків та експерименти щодо матеріалу та механічних властивостей руйнованого головного валу та порівняти їх з механічними властивостями легованих конструкційних сталей різних марок у країні, щоб знайти матеріали з кращими та кращими характеристиками. Якщо це вдасться знайти, тоді умови для виробництва основного валу країни в основному будуть створені.

Вибір матеріалу головного валу дробильної машини

Основні хімічні компоненти, беручи зразки та хімічний аналіз, такі:

Після перевірки «Посібника з механічного проектування» та порівняння його з нашими вітчизняними легованими конструкційними марками сталі, його хімічний склад подібний до 40CrMnMo.

При відборі зразків та проведенні випробувань механічних характеристик фактичні механічні властивості цього головного валу жираторної дробарки такі:

Ознайомившись з «Посібником з механічного проектування» та проконсультувавшись із відповідними вітчизняними виробниками, в нашій країні в основному використовуються чотири типи матеріалів, що використовуються в основних шахтах подрібнювачів та елеваторів. Це: 20CrNiMo, 40CrNiMoA, 40CrMnMo, 42CrMo. Вони мають ті ж механічні властивості, що і 42CrMo.

20CrNiMo має кращі властивості кування та термообробки. При застосуванні процесів вуглецювання та гартування він може мати характеристики хорошої в'язкості, високої міцності та зносостійкості з'єднання з підшипником. Роторні вимикачі малого типу краще використовувати. Їх слід використовувати дуже рідко у великих роторних вимикачах. Зокрема, цей тип конструкції з втулкою на верхньому кінці не обов'язково вимагає використання процесів цементації та гартування.
40CrMnMo може застосовуватися до основних шахт великих вимикачів та ліфтів. Він має гарну загартовуваність, високу міцність і в’язкість. Якщо він може відповідати стандартам продуктивності, це повинен бути гарним вибором. Однак цей матеріал надзвичайно чутливий до водню і легко утворює водневу крихкість, тобто білі плями. Це надзвичайно важко контролювати у процесі виробництва, тому воно використовується рідко;
42CrMo широко використовується в основних шахтах великих вимикачів та ліфтів. Він має високу міцність і хорошу в’язкість. З нього можна виготовити головний вал вимикача, але його в'язкість трохи нижче 40CrNiMoA;
40CrNiMoA також широко використовується в основних шахтах великих вимикачів та ліфтів. Він має гарну загартовуваність, високу міцність і в’язкість. Основні механічні властивості кращі за вихідний вал вимикача. І виробничий процес зрілий, а механічні показники стабільні. Заміна оригінального матеріалу вала повинна бути дуже правильною.
Тому після згаданого аналізу та порівняння та консультацій із відповідними експертами ми нарешті вибрали 40CrNiMoA як матеріал основної країни.