Корея Ever-Power · Ръководство за приложно инженерство
Червяк и червячно колело за оборудване за трошачка и пресяване на добивни материали
Челюстна трошачка, която прегръща гранитни камъни с диаметър 400 мм, генерира пикове на ударния въртящ момент от 4 до 6 пъти по-високи от средните стойности в стационарно състояние – пикови натоварвания, които се появяват и изчезват в рамките на 50 милисекунди. Червячната зъбна предавка, задвижваща подаващото устройство на трошачката, е разположена на 2 метра разстояние, като поема тези предавани удари непрекъснато в продължение на 6000 часа годишно, в открита кариера на 200 километра от най-близкия механичен цех. Устойчивостта на удар, устойчивостта на околната среда и възможността за експлоатация на място не са по избор – те са изисквания за оцеляване.
Минните трошачки, вибриращи сита, гризли подавачи и барабанни задвижвания използват червячни зъбни колела в спомагателни и помощни задвижващи роли, където се срещат екстремни ударни натоварвания, абразивен прах и възможност за обслужване на отдалечени места. Таблицата за класификация на ударните натоварвания съпоставя твърдостта на рудата (мека, средна, твърда, много твърда) спрямо типа трошачка (челюстна, конусна, ударна, жираторийна), за да определи правилния коефициент на обслужване на удара — вариращ от 2,0 за конусни трошачки за мека руда до 4,0 за ударни трошачки за твърда руда. Тези фактори са 2 до 3 пъти по-високи от коефициентите на предаване на удар, използвани в циментовите заводи (член A25), тъй като ударните натоварвания в минното дело са директни механични удари от контакта на рудата с метала, а не предавани вибрации през основите. Отдалечените минни местоположения изискват удължени интервали на обслужване (от 6 до 12 месеца между планираната поддръжка), конструкции на корпуси, които могат да се ремонтират на място (разделен корпус, достъп до колелата с болтове) и програми за анализ на маслото, които откриват проблеми между физическите инспекции.
Където минните операции използват червячни зъбни предавки
Главните задвижвания на трошачката и ситата използват директно свързани двигатели, ремъчни предавки или спирални скоростни кутии за високоскоростно и мощно първично намаляване. Но всяка верига за трошене и пресяване има от 8 до 20 спомагателни задвижвания, където червячните зъбни колела са стандартни: задвижвания на престилка за подаване на руда, задвижвания на вибратора на гризли захранващото устройство, задвижвания на въртене на барабанни сита, задвижвания на главата на конвейера, задвижвания на помпа за пръскане с прахопотискащо средство и механизми за почистване на кухината на трошачката.
Тези спомагателни червячни зъбни предавки споделят три характеристики: умерен въртящ момент (200 до 5000 N·m), бавна до умерена скорост (1 до 30 об/мин) и екстремно въздействие на околната среда — прах на открито, водни пръски, температурни крайности и непрекъснати механични удари от съседно трошачно оборудване.
Класификация на ударното натоварване — твърдост на рудата × тип трошачка → сервизен коефициент
Ударните натоварвания в минното дело се различават от предаваните вибрации в циментовите заводи (Член A25, SF 2.0 до 3.0), тъй като ударите в минното дело произтичат от директен контакт между рудата и метала в трошачката, което води до остри преходни процеси с висока амплитуда, а не до непрекъснати вибрации с ниска амплитуда. Силата на удара зависи от две променливи: колко твърда е рудата (което определя пиковата сила на удар) и кой тип трошачка я обработва (което определя честотата на удара и формата на вълната).
Таблицата показва, че ударните трошачки изискват най-висок коефициент на експлоатация при всяко ниво на твърдост на рудата — защото използват високоскоростен удар на ротора (скорост на върха от 60 до 80 m/s), а не компресия, което води до най-резки ударни преходни процеси. Вибриращите сита имат най-ниски коефициенти, защото движението на ситото се контролира от ексцентрични тежести — енергията на удара се разсейва в рудния слой, вместо да се предава на задвижването. Червячна зъбна предавка с номинален въртящ момент 2000 N·m за конусна трошачка за мека руда (SF 2.0, ефективен въртящ момент 1000 N·m) би трябвало да бъде номинален на 8000 N·m за ударна трошачка за много твърда руда (SF 4.0, същите 2000 N·m в стационарно състояние) — 4-кратна разлика в размера на рамката за същото изискване за номинален въртящ момент.
Възможност за обслужване на отдалечени места — удължени интервали и дизайн с възможност за ремонт на място
Минните обекти в Корея, Виетнам, Австралия и Африка често са на 100 до 500 километра от най-близкия механичен цех с възможност за ремонт на червячни предавки. Транспортирането на повреден задвижващ агрегат до цеха и обратно отнема от 1 до 3 седмици - през които червячното задвижване и веригата за трошене или се изключват, или работят на байпас с намален капацитет. Цената на една седмица престой на трошачката (загубени приходи от производство) обикновено надвишава цената на цялата спомагателна задвижваща система с коефициент от 10 до 50.
Конструктивни характеристики за удобство на обслужване на място. Червячните зъбни колела за минно ползване включват разделени корпуси (корпусът се разделя на две половини за проверка и подмяна на колелото, без да се изважда устройството от машината), болтово закрепване на колелото (колето може да се развие от изходния вал и да се подмени на място с основни ръчни инструменти), външни отвори за източване и пълнене на масло (достъпни без разглобяване) и големи магнитни дренажни пробки (за улавяне на износващи се метални частици между анализите на маслото). Тези характеристики добавят 15 до 25 процента към производствените разходи на корпуса, но спестяват 10 до 50 пъти повече време, като се избягва престой, когато е необходим ремонт на място.
Анализ на маслото като дистанционно наблюдение. Тримесечното вземане на проби от масло и лабораторният анализ (съдържание на желязо, мед, калай чрез ICP спектрометрия) осигуряват ранно откриване на ускорено износване, което позволява на мината да планира подмяна на колелото по време на планиран период за поддръжка, вместо да реагира на непланирана повреда. Цената на тримесечния анализ на маслото е приблизително от 80 до 120 щатски долара годишно на задвижване – незначителна в сравнение с дневната производствена стойност от 50 000 до 200 000 щатски долара на трошачна верига.
Корейска кариера за инертни материали, работеща с челюстна трошачка с производителност 500 тона на час, определи червячни зъбни двойки за 4 задвижвания на плоския захранващ агрегат. Рудата беше средно твърд варовик (Mohs 4). Първоначалната спецификация използваше SF 1.5 - стандартът за „умерен удар“ в каталога. Червячните зъбни двойки бяха оценени на 3000 N·m (2000 N·m в стационарно състояние × 1.5). След 14 месеца работа една от четирите двойки се повреди - бронзов зъб на колело се счупи в основата от ударна умора. Кариерата трябваше да спре захранващия агрегат за 3 дни, докато бъде изпратен нов от Сеул (180 км). Загуба на производство от повреда на червячната зъбна предавка: приблизително 36 000 тона × 8 щатски долара на тон марж = 288 000 щатски долара загубени приходи по време на 3-дневното спиране. Основна причина: SF 1.5 беше подходящ за общи промишлени вибрации, но неадекватен за ударната среда на челюстна трошачка — правилният фактор от таблицата за класификация на удара беше SF 2.5 за средно твърда руда с челюстна трошачка. Преспецификация на SF 2.5: двойки с номинален въртящ момент 5000 N·m (2000 × 2.5). Размерът на рамката се увеличи от 125 мм на 160 мм междуосово разстояние. Цена на резервна двойка: 1650 USD (спрямо 980 USD за по-малката двойка — увеличение с 670 USD). Тригодишно проследяване на преспециализираните двойки: нулеви повреди, нулеви непланирани престои. Цената за надграждане от 670 USD на двойка предотврати дневни производствени загуби от 288 000 USD — коефициент на възвръщаемост от 430:1.
Спецификации на три червячни зъбни колела за минно оборудване
Случай 1 — Корейска кариера за инертни материали: челюстна трошачка с престилка за подаване, варовик, SF 2.5
Корейска кариера за добив на инертни материали е специфицирала червячни зъбни колела за 4 червячни задвижвания на плоски захранващи устройства, захранващи челюстна трошачка 900 × 600 мм с производителност 500 тона на час. Руда: варовик, Mohs 4 (средна). Скорост на захранващото устройство: 5 об/мин. Въртящ момент в стационарен режим: 2000 N·m. Коефициент на ударна сила от таблицата за класификация: 2,5 (средна руда × челюстна трошачка). Необходима мощност: 5000 N·m. Червячна зъбна колела (преспециализирана след първоначално подоразмеряване): едноходова, модул 6, междуосово разстояние 160 мм, съотношение 40:1. Материал: червяк от закалена легирана стомана, центробежно лято колело от фосфорен бронз. Корпус: чугун с разделен корпус и магнитна дренажна пробка. Уплътнение: лабиринтно с буферна зона, напълнена с грес (няма продухване с въздух на мястото на захранващото устройство — няма подаване на сгъстен въздух). Масло: минерално EP ISO VG 460, сменя се на всеки 6 месеца с тримесечен анализ на маслото (ICP спектрометрия за мед, желязо, калай). Цена за чифт: 1650 щатски долара. Тримесечен анализ на маслото: 30 щатски долара на проба. Тригодишен сервиз: нулеви повреди, стабилна тенденция на медта при 12 ppm (доста под границата на действие от 80 ppm).
Случай 2 — Японска подземна медна мина: задвижване с барабанно сито, мокра руда, IP67
Японска подземна медна мина е определила червячна зъбна предавка за задвижването на въртенето на барабанния екран в първичния кръг на пресяване. Барабанът отделя натрошената руда (минус 150 мм) от фините частици при 8 об/мин. Подземна минна среда: 95 процента относителна влажност, капки от подпочвени води, температура от 28 до 35 градуса по Целзий целогодишно. Влажната среда е по-агресивна от праховата среда при открити рудници - водата пренася разтворен меден сулфат (кисел, pH 3 до 4), който бързо корозира стандартната стомана. Червячна зъбна предавка: едноходова, модул 5, междуосово разстояние 125 мм, съотношение 30:1. Стационарен въртящ момент: 1800 N·m. Коефициент на ударна устойчивост: 2,0 (средна руда, еквивалент на вибриращ екран). Необходима мощност: 3600 N·m. Материал: Червяк от неръждаема стомана 316L (устойчив на киселинни минни води), колело от алуминиев бронз. Уплътнение: IP67 с PTFE устна и лабиринт. Масло: синтетичен PAG с антикорозионна добавка за киселинна атмосфера. Цена за чифт: 2400 щатски долара. Разгледайте редуктор за червячна предавка за минно дело опции за приложения в подземния и открития добив.
Случай 3 — Виетнамска операция за добив на латеритен никел: вибриращо сито, мека руда, оптимизирани разходи
Виетнамска мина за латеритен никел е определила червячни зъбни колела за 6 задвижвания на вибриращи сита в кръга за промиване на руда. Латеритната руда е мека (Mohs 2 до 3, основно глина и разложена скала) и се обработва мокро - рудата се суспендира с вода преди пресяване. Ударното натоварване е минимално, тъй като латеритът не предизвиква остри удари скала в метал. Коефициент на удар на вибриращо сито SF: 1,5 (мека руда, вибриращо сито - най-ниският фактор в таблицата за класификация). Стационарен въртящ момент: 800 N·m. Необходима мощност: 1200 N·m. Червячна зъбна колела: едноходова, модул 4, междуосово разстояние 100 mm, съотношение 25:1. Материал: горещо поцинкован червяк (подходящ за мокра, но некисела латеритна глинена суспензия), колело от фосфорен бронз. Уплътнение: IP55 с предпазител от пръски (задвижването на ситото е над нивото на суспензията, приемайки пръски, но не и потапяне). Масло: стандартно минерално EP ISO VG 320, сменя се ежегодно. Цена за чифт: 380 USD. Цена за 6 броя: 2280 щатски долара. Спецификацията показва, че не всички минни приложения се нуждаят от екстремните експлоатационни фактори и устойчивите на корозия материали, характерни за операциите с твърди скали — обработката на латерит е механично щадяща и химически лека в сравнение с раздробяването на твърди скали, а спецификацията на червячната зъбна двойка трябва да съответства на действителната тежест на процеса, а не да се придържа към най-лошия сценарий за добив.
Често задавани въпроси
В: Как да определя правилния коефициент на въздействие за моята конкретна мина?
Започнете с таблицата за класификация на удара, като използвате твърдостта на рудата (от данни от геоложко проучване или тест на Моос за надраскване) и типа на трошачката. След това коригирайте разстоянието за монтаж: ако червячната зъбна предавка е монтирана директно върху рамката на трошачката (задвижването на подаващото устройство е закрепено с болтове към трошачката), използвайте коефициента на масата. Ако е монтирана на отделен фундамент на разстояние от 2 до 5 метра от трошачката, намалете го с 0,5 (предаваният удар отслабва с разстоянието). Ако е монтирана на споделен фундамент с топкова мелница (както в циментовите заводи, член A25), използвайте коефициента на близост до топкова мелница. При съмнение използвайте по-високия коефициент - цената на едно увеличение на размера на рамката (15 до 25 процента) е незначителна в сравнение с цената на една непланирана повреда в отдалечена мина.
В: Какво прави корпуса на червячна зъбна двойка „ремонтируем на място“?
Четири конструктивни характеристики: (1) Разделен корпус — горната половина се развива, за да се покаже колелото, без да се сваля целият агрегат от рамката на машината; (2) Колело с болтове — колелото е закрепено с болтове към фланеца на изходния вал, а не е пресовано, което позволява сваляне със стандартни гаечни ключове; (3) Достъпни отвори за масло — отворите за източване и пълнене са достъпни без сваляне на предпазителите или съседно оборудване; (4) Стандартни крепежни елементи — всички болтове на корпуса са метрични шестостенни (без специални инструменти). С тези характеристики, обучен минен механик може да смени износено червячно колело за 4 до 6 часа, използвайки ръчни инструменти, налични във всяка минна работилница — в сравнение с 1 до 3 седмици за транспортиране на агрегата до външен обект.
В: По какво се различава минният прах от циментовия прах по отношение на ефекта му върху червячните зъбни колела?
Минният прах варира в зависимост от вида на рудата: богатият на силициев диоксид скален прах (гранит, кварцит) е изключително абразивен, но химически неутрален (pH от 6 до 7). Прахът от циментова пещ (статия A25) е умерено абразивен, но силно алкален (pH 12). Механичният ефект на абразия е подобен — и двата вида действат като полираща паста, ако попаднат в корпуса. Химичният ефект се различава: циментовият прах атакува гумените уплътнения чрез алкално разграждане, докато силициевият прах не го прави. Някои видове минен прах (медни сулфидни, железни сулфидни руди) обаче генерират киселинни оттичащи се води, които атакуват стоманата и бронза — изисквайки същите подобрения на материалите (неръждаема стомана 316L, алуминиев бронз) като алкалната среда на цимента, но по противоположни химични причини.
В: Трябва ли резервни двойки червячни зъбни колела да се съхраняват на площадката на мината?
За мини, намиращи се на повече от 100 км от доставчика: да — складирайте поне едно резервно колело за всеки размер на критичното задвижване и един пълен резервен чифт за задвижването с най-висока критичност (обикновено основният подавател на трошачката). Цената за носене на един резервен чифт червячни зъбни колела (стойност на инвентара от 1000 до 3000 щатски долара) е по-малка от 1 процент от загубените приходи от производство по време на един ден престой на трошачката (от 50 000 до 200 000 щатски долара). За конструкции с разделен корпус, които могат да се ремонтират на място, складирането само на бронзовото колело (а не на целия чифт) е адекватно, тъй като стоманеният червей рядко се поврежда — което намалява разходите за резервни зъбни колела с 60 до 70 процента.
В: Какъв е типичният експлоатационен живот на червячна зъбна предавка в минното дело?
С правилен коефициент на експлоатационен живот при удар и защита от прах: от 4 до 8 години при 4000 до 6000 часа годишно за вериги за трошене на твърда руда, от 6 до 12 години за приложения за мека руда и пресяване. Стоманеният червяк издържа от 8 до 15+ години. Ограничаващият живота фактор почти винаги е бронзовото колело — умората от удар в основата на зъба води до микропукнатини, които растат в продължение на милиони цикли на натоварване, докато зъбът се счупи. Анализът на маслото, проследяващ тенденцията в съдържанието на мед, осигурява 6 до 12 месеца предварително предупреждение преди повреда на колелото — което позволява планирана подмяна по време на планиран прозорец за поддръжка, вместо непланиран авариен ремонт.
Двойките червячни зъбни колела за минни трошачки и пресевни машини работят при най-тежкото ударно натоварване от всички приложения в тази серия - експлоатационни коефициенти от 2,0 до 4,0, които са 2 до 3 пъти по-високи от стандартните индустриални фактори. Таблицата за класификация на ударното натоварване съпоставя твърдостта на рудата спрямо типа на трошачката, за да определи правилния коефициент - предотвратявайки грешки при подценяване, които водят до катастрофално счупване на зъбите в полето и производствени загуби, които надвишават разходите за задвижване с коефициенти от 100 до 400. Отдалечените минни местоположения изискват конструкции на корпуси, които могат да се ремонтират в полеви условия (разделен корпус, болтово колело), и програми за мониторинг на анализа на маслото, които откриват развиващи се повреди между физическите инспекции. Спецификацията трябва да съответства на действителната комбинация от руда и трошачка - подразбирането към общ коефициент на „минно натоварване“ на червячна предавка или води до разхищение на бюджет (надценено за мека руда), или води до повреди (подценено за ударни трошачки за твърда руда).
За производителите на минно оборудване и екипите за поддръжка на мини, нашият инженерен екип класифицира тежестта на удара и препоръчва правилния размер на рамката, материал и конфигурация за полеви услуги. Стандартен каталог тежкотоварни червячни зъбни колела покриват размери за минно дело от 100 до 250 мм междуосово разстояние с разделен корпус и опции за ремонт на място. Изпратете спецификация на минното устройство с вида руда, вида на трошачката, разстоянието за монтаж от трошачката и дали е необходима възможност за ремонт на място.
Специфициране на червячни зъбни колела за минно или кариерно оборудване?
Изпратете вида и твърдостта на рудата, вида на трошачката/ситото, близостта на инсталацията до трошачката, местоположението на мината (за планиране на сервиза) и дали е необходима възможност за ремонт на място с разделен корпус. Ще класифицираме тежестта на въздействието и ще препоръчаме размера на рамката, материала и графика за поддръжка.
Редактор: Cxm
