Parti strutturali in acciaio al carbonio del frantoio a mascelle: design e durata

Carica la mappatura del percorso nei telai Crusher

La forza di frantumazione in un frantoio a mascelle a doppia ginocchiera può superare 400 MPa ai sedili commutabili. Questa immensa pressione viaggia attraverso la ganascia oscillante, nelle piastre di ginocchiera e infine si fissa nel telaio principale in acciaio al carbonio. Se il percorso del carico non è continuo, la tensione si localizza negli angoli acuti, creando siti di inizio della frattura.

Una soluzione pratica è l'uso dell'analisi degli elementi finiti per l'ottimizzazione della topologia. Ad esempio, l'aggiunta di raggi generosi all'intersezione delle piastre laterali e della parete del telaio posteriore può ridurre i fattori di concentrazione delle sollecitazioni dal 30% al 40% . Il telaio strutturale non dovrebbe essere semplicemente una scatola; deve funzionare come una molla accordata che si flette leggermente senza deformazione permanente.

Selezione del grado di materiale oltre l'acciaio al carbonio generico

Specificare “acciaio al carbonio” è vago e pericoloso. Parti strutturali in acciaio al carbonio del frantoio a mascelle nei frantoi moderni si utilizzano prevalentemente qualità saldabili fuse o forgiate con specifici limiti di snervamento. L'obiettivo è bilanciare la resistenza con la duttilità per assorbire i carichi d'urto senza fratture fragili.

L'utilizzo di un acciaio a bassa lega e ad alta resistenza come un S355 normalizzato o un grado strutturale simile per le piastre principali consente sezioni più sottili e leggere senza sacrificare la capacità di carico. Ciò riduce direttamente il peso proprio e le forze dinamiche sulla fondazione.

Controllo delle sollecitazioni e della distorsione nei telai saldati

Il metodo di fabbricazione più comune per il telaio del frantoio a mascelle prevede la saldatura ad arco di gas metallico pesante di spesse piastre di acciaio al carbonio. La zona colpita dal calore è una vulnerabilità critica. Senza un adeguato trattamento post-saldatura, lo stress di trazione residuo può raggiungere il punto di snervamento del materiale di base, accelerando drasticamente la fatica da corrosione.

La riduzione dello stress termico non è negoziabile . Riscaldando l'intero gruppo saldato a circa 600°C e consentendo un ciclo di raffreddamento lento e controllato, si eliminano le sollecitazioni bloccate dalla saldatura. Saltare questo passaggio per ridurre i costi spesso provoca la comparsa di crepe nel primo Da 6 a 12 mesi di funzionamento, in particolare in corrispondenza della giunzione delle piastre delle guance e dell'alloggiamento del cuscinetto principale.

Progettazione Pitman e integrità della sede dei cuscinetti

Il pitman è il cuore del gruppo ganasce mobili. Si tratta in genere di una fusione di acciaio al carbonio o di una sezione scatolare fabbricata. La modalità di guasto principale non è la rottura ma lo sfregamento e l'usura delle sedi dei cuscinetti. Una volta persa l'interferenza tra la pista esterna del cuscinetto e il foro del pitman, inizia il micromovimento.

Questo può essere mitigato specificando un adattamento di interferenza più stretto, in genere da 0,05 a 0,10 mm di gioco negativo a seconda del diametro del foro. Inoltre, il pitman deve essere sufficientemente rigido longitudinalmente per evitare flessioni in flessione. Una deviazione maggiore di 0,5 mm al centro della campata del cuscinetto può indurre un carico sui bordi dei cuscinetti orientabili a rulli, riducendone di oltre la durata calcolata 50% .

Impatto del cedimento delle parti strutturali sulla produzione

Una crepa in un componente strutturale in acciaio al carbonio è esponenzialmente più dannosa della sostituzione di parti soggette ad usura. La sostituzione di una piastra oscillante richiede pochi minuti, ma la saldatura di una crepa nel telaio principale è una soluzione temporanea che spesso richiede lo smontaggio completo della macchina per una corretta rilavorazione successiva.

Considera le implicazioni in termini di costi

• I costi di riparazione diretti includono saldatori qualificati, test non distruttivi e lavorazione sul campo.
• I costi indiretti derivanti dalla perdita di produzione variano generalmente da Da $ 5.000 a $ 15.000 l'ora nelle grandi operazioni di cava.
• Un guasto catastrofico del telaio può disallineare l'intero sistema di trasmissione, danneggiando il costoso albero eccentrico e i volani.

Sono fondamentali ispezioni visive regolari focalizzate sui quattro angoli della zona di scarico del telaio. Un test con coloranti penetranti ogni 2.000 ore di funzionamento può rilevare microfessure prima che si propaghino fino alla lunghezza critica.

Ottimizzazione della tensione degli elementi di fissaggio nell'assemblaggio

Sebbene la discussione sia incentrata sulle parti in acciaio al carbonio, le connessioni bullonate che tengono insieme queste strutture sono i punti di cedimento più comuni. È necessario utilizzare chiavi dinamometriche idrauliche sui bulloni di montaggio del blocco sella.

Applicazione di coppia progressiva

L'applicazione dell'intera coppia in un unico passaggio provoca una compressione diseguale della guarnizione. Il metodo corretto prevede tre fasi: 30%, 60% e 100% del valore di coppia finale, seguendo una sequenza incrociata.

Verifica allungamento bulloni

I misuratori di bulloni a ultrasuoni forniscono la misurazione più accurata del precarico. La semplice misurazione della coppia non è affidabile a causa delle variabili di attrito nelle filettature, che possono consumare fino a 50% dell'ingresso di coppia.

Bilanciamento dinamico del gruppo ganasce

La ganascia oscillante è una fusione di acciaio al carbonio sottoposta a massicce forze alternative. Un gruppo ganasce sbilanciato genera forze di inerzia oscillanti che scuotono l'intera struttura. Mentre i volani contrastano le vibrazioni torsionali, le forze di scuotimento lineare devono essere ridotte al minimo attraverso la simmetria del design.

Utilizzando contrappesi fusi integralmente nei volani o imbullonati alle corone del volano, abbinati a circa 50% della massa alternativa , trasforma il vettore di forza da uno schianto orizzontale distruttivo in un movimento rotatorio più gestibile. Ciò prolunga significativamente la durata a fatica dei bulloni di ancoraggio del telaio e delle malte.

Protezione dalla corrosione per strutture in acciaio

Negli ambienti minerari, la corrosione combinata con lo stress ciclico provoca guasti a un ritmo molto più rapido rispetto a entrambi i fattori presi singolarmente. Un adeguato sistema di rivestimento fa parte dell'integrità strutturale dell'acciaio al carbonio.

Un primer epossidico ad alto spessore con uno spessore minimo del film secco di 75 micron , seguito da uno strato di finitura poliuretanico da 50 micron, fornisce una barriera contro l'acqua acida. Particolare attenzione va posta alle tasche interne dietro i guanciali dove la polvere bagnata si accumula e ciclicamente asciuga creando un ambiente altamente corrosivo che attacca i cordoni di saldatura dall'interno. I fori di drenaggio posizionati nei punti bassi corretti sono una caratteristica di progettazione essenziale.