Le moteur hydraulique d'un concasseur à cône est un composant essentiel qui convertit l'énergie hydraulique (du système hydraulique) en énergie mécanique de rotation. Il pilote principalement des fonctions auxiliaires telles que le réglage de la pression de refoulement du concasseur (par déplacement de l'arbre principal ou réglage de l'espace de broyage) et le contrôle du réarmement du vérin de sécurité après une surcharge. Son couple élevé et son contrôle précis de la vitesse assurent un réglage fluide du processus de broyage, améliorant ainsi l'efficacité opérationnelle et l'adaptabilité aux différentes propriétés des matériaux.
Les moteurs hydrauliques des concasseurs à cône sont généralement des moteurs à pistons axiaux haute pression ou des moteurs gerotor, composés des composants principaux suivants :
Boîtier du moteur: Un boîtier extérieur rigide qui renferme les pièces internes et résiste à la pression du système. Il est généralement fabriqué en fonte haute résistance (HT300) ou en acier moulé (ZG270-500), et comporte des orifices d'entrée/sortie d'huile hydraulique et des brides de montage pour une installation fixe.
Arbre rotatif (arbre de sortie): Transmet le couple de rotation aux composants connectés (par exemple, les engrenages de réglage). Il est usiné en acier allié (40Cr) avec une dureté de surface élevée (50–55 HRC) pour résister à l'usure, et son extrémité est souvent équipée d'une rainure de clavette ou d'une cannelure pour le transfert de couple.
Ensemble de pistons (pour moteurs à pistons axiaux): Composé de pistons, d'un bloc-cylindres et d'un plateau oscillant. Les pistons coulissent dans les alésages du bloc-cylindres, entraînés par la pression hydraulique ; l'angle du plateau oscillant détermine la course du piston et la vitesse de sortie. Pour les moteurs à rotor excentré, ce système est remplacé par un rotor intérieur (moins de dents) et un rotor extérieur (plus de dents) qui s'engrènent pour créer des chambres de fluide.
plaque de soupapeContrôle le sens d'écoulement de l'huile hydraulique entrant et sortant du bloc-cylindres, assurant une rotation continue. Fabriqué en matériaux résistants à l'usure (par exemple, alliage de bronze ou acier trempé) et rectifié avec précision pour minimiser les fuites.
Composants d'étanchéité: Inclut des joints toriques, des joints de piston et des joints d'arbre (par exemple, des joints à lèvre) pour éviter les fuites d'huile internes et externes. Ils sont généralement fabriqués en caoutchouc nitrile (NBR) ou en polyuréthane (PU) pour résister aux hautes pressions et à l'huile hydraulique.
Roulements: Soutient l'arbre rotatif et réduit les frottements. Les roulements à rouleaux coniques ou les roulements à billes à gorge profonde sont couramment utilisés, sélectionnés pour leur capacité de charge radiale et axiale élevée.
Mécanisme à ressort (dans certains modèles): Maintient le contact entre la plaque de soupape et le bloc-cylindres, assurant une étanchéité efficace même en cas de fluctuations de pression.
Le boîtier du moteur, un composant moulé essentiel, subit les étapes de moulage suivantes :
Sélection des matériaux: Choisissez la fonte grise HT300 pour son excellente aptitude au moulage, son amortissement des vibrations et son usinabilité, ou l'acier moulé ZG270-500 pour une résistance à la pression plus élevée (jusqu'à 30 MPa).
Fabrication de modèles et de moules: Créez un modèle en bois ou en métal reproduisant la géométrie du boîtier, y compris les orifices d'huile, les brides et les cavités internes. Des moules en sable (liés à la résine pour plus de précision) sont formés autour du modèle, avec des noyaux pour façonner les passages internes.
Fondre et coulerPour la fonte, fondre dans un four à induction à 1 400-1 450 °C, en ajustant la teneur en carbone (3,2-3,6 %) et en silicium (1,8-2,2 %). Verser le métal en fusion dans le moule par un système de coulée afin d'éviter les turbulences et d'assurer un remplissage complet des parois minces.
Refroidissement et secouageLaisser refroidir lentement la pièce dans le moule pour réduire les contraintes internes, puis éliminer le sable par vibration. Ajuster les contremarches et les portes pour obtenir la forme brute.
Traitement thermiqueEffectuer un recuit de détente sur les boîtiers en fonte (550–600 °C pendant 2 à 3 heures) pour éliminer les contraintes résiduelles de la coulée. Les boîtiers en acier moulé peuvent subir une normalisation (850–900 °C) pour affiner la structure du grain.
Inspection de moulage:Vérifiez visuellement les défauts de surface (fissures, trous de sable). Utilisez des ultrasons pour détecter les défauts internes et assurez-vous qu'il n'y a pas de pores ni d'inclusions de plus de φ2 mm dans les zones soumises à la pression.
Usinage de boîtiers:
Usinage grossier: Utilisez des tours CNC pour usiner la surface extérieure, les brides et les filetages des orifices d'huile, en laissant une surépaisseur de finition de 1 à 2 mm. Fraisez les trous de montage et nettoyez les cavités internes.
Usinage de finition: Alésage précis de la cavité intérieure (pour l'installation du roulement et du rotor) selon la tolérance IT7, avec une rugosité de surface Ra1,6–3,2 µm. Raccords d'huile taraudés pour assurer une étanchéité parfaite avec les raccords hydrauliques.
Usinage d'arbres rotatifs:
Forgeage: Chauffer les billettes d'acier allié 40Cr à 1100–1200 °C, les forger en ébauches d'arbre, puis les normaliser pour soulager les contraintes.
Tournage et rectification: L'arbre est ébauché, puis les tourillons et les zones de cannelures/rainures de clavette sont rectifiés avec précision selon la tolérance IT6. La dureté de surface est obtenue par trempe et revenu (50–55 HRC).
Usinage de pistons et de blocs-cylindres (pour moteurs à pistons axiaux):
Les pistons sont usinés à partir d'un alliage d'aluminium ou d'acier à haute résistance, avec des diamètres extérieurs rectifiés avec précision (Ra0,8 μm) pour s'adapter aux alésages des cylindres.
Les blocs-cylindres sont percés pour les alésages des pistons, avec des surfaces rodées pour assurer une distribution uniforme de l'huile et un frottement minimal.
Assemblée:
Insérez les roulements dans le boîtier et montez l'arbre rotatif en veillant à ce que le jeu axial soit correct (0,03–0,08 mm).
Installez l'ensemble piston, le plateau oscillant (ou l'ensemble rotor) et la plaque de soupape, en vérifiant la rotation en douceur lors d'un test manuel.
Montez les composants d'étanchéité et connectez les ports hydrauliques, puis testez les fuites sous pression (1,5 fois la pression nominale pendant 30 minutes).
Essais de matériauxVérification de la composition chimique des pièces moulées et des aciers alliés par spectrométrie. Test des propriétés mécaniques (résistance à la traction, dureté) pour répondre aux normes des matériaux.
Précision dimensionnelle: Utiliser des machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) pour contrôler le diamètre d'alésage du carter, le faux-rond de l'arbre et le jeu piston/bloc-cylindres. S'assurer que les rainures de clavette et les cannelures respectent les tolérances (± 0,02 mm).
Tests de pression et de fuite: Soumettre les moteurs assemblés à des essais de pression (pression nominale + 50 %) pour vérifier l'étanchéité. Mesurer le débit d'huile et la perte de charge pour confirmer que les performances correspondent aux spécifications de conception.
Tests de performance: Faites fonctionner le moteur dans des conditions de vitesse et de couple nominales pour évaluer la précision de sortie, les niveaux de bruit (< 85 dB) et l'augmentation de la température (< 40 °C au-dessus de la température ambiante).
Essais de fatigue:Effectuez plus de 10 000 cycles de fonctionnement marche-arrêt à pleine charge pour évaluer la durabilité des joints, des roulements et des composants structurels.
En adhérant à ces processus, le moteur hydraulique offre des performances fiables, garantissant un contrôle précis des opérations du concasseur à cône dans des conditions difficiles.
1. système hydraulique du concasseur à cône Protection contre les surcharges
Les concasseurs à cône sont actuellement largement utilisés dans des secteurs tels que l'exploitation minière, la construction et les matériaux réfractaires. Ils sont utilisés pour divers minerais, en raison de leur dureté et de leurs propriétés spécifiques. Les concasseurs à cône sont inévitablement sujets à des surcharges pendant leur fonctionnement. Le système hydraulique du concasseur à cône doit donc être équipé d'un dispositif de protection contre les surcharges performant afin de garantir un fonctionnement sûr et stable de l'équipement, ce qui non seulement garantit la production, mais réduit également le taux de défaillance. Voici les avantages de la protection contre les surcharges du système hydraulique du concasseur à cône.
a. Il empêche le phénomène de déformation par flexion, de rupture partielle des pièces et de blocage de l'arbre de transmission.
b. Il est non seulement pratique et précis lors du contrôle et du réglage de l'orifice de décharge du concasseur, mais le système hydraulique peut également assurer efficacement le fonctionnement sûr de l'équipement.
c. Le système hydraulique permet au cône mobile de descendre automatiquement en cas de présence de corps étrangers dans la chambre de broyage. Le système réinitialise automatiquement le cône mobile une fois le corps étranger évacué. L'orifice de déchargement reste dans sa position initiale pour poursuivre le travail. Aucun remplacement de pièces n'est nécessaire, ce qui est économique et permet de gagner du temps.
d. Il est pratique pour le fonctionnement et le contrôle du micro-ordinateur et permet de réaliser facilement l'automatisation du processus de concassage.
2. Système hydraulique du concasseur à cône Produire des conséquences
a. Impuretés générées par l'oxydation de l'huile : Après l'oxydation de l'huile à haute température, la température de l'huile est trop élevée, ce qui entraîne la formation d'impuretés telles que de la gomme et de l'asphalte, qui obstruent les petits orifices et interstices des composants hydrauliques. Cela entraîne une instabilité du réglage de la pression et du débit par la soupape de pression. La soupape de direction se bloque et ne change pas de direction, et le tube métallique est étiré et plié, ce qui peut entraîner une rupture et de nombreux autres défauts.
b. Les pièces du système hydraulique se dilatent en raison d'une surchauffe : la température de l'huile est trop élevée, ce qui provoque une déformation thermique, réduisant l'écart entre les pièces relativement mobiles ayant des coefficients de dilatation thermique différents, voire un blocage, faisant perdre aux pièces leur capacité de travail.
c. Accélérer les dommages aux joints : une température d'huile trop élevée provoquera le ramollissement, le gonflement et le durcissement des joints en caoutchouc, des fissures, etc., ce qui réduira leur durée de vie, perdra leurs performances d'étanchéité, provoquera des fuites, et les fuites chaufferont davantage et augmenteront la température.
d. La viscosité de l'huile hydraulique diminue : la température de l'huile augmente, ce qui entraîne une baisse de sa viscosité, une augmentation des fuites et une réduction du rendement volumique. À mesure que la viscosité de l'huile diminue, le film d'huile du tiroir et des autres pièces mobiles s'amincit et se coupe, et la résistance au frottement augmente, ce qui entraîne une usure accrue, un échauffement du système et une augmentation de la température. Les statistiques montrent que la durée de vie stable de l'huile est divisée par dix pour chaque augmentation de 15 °C de la température de l'huile.
e. La réduction de la pression de séparation de l'air provoque un débordement de l'huile : la température de l'huile augmente, la pression de séparation de l'air de l'huile diminue et l'air dissous dans l'huile déborde, ce qui entraîne des poches d'air, ce qui entraîne une diminution des performances de travail du système hydraulique.
3. système hydraulique du concasseur à cône Raisons de l'augmentation
a. Conception déraisonnable du système hydraulique : sélection inappropriée des spécifications des composants hydrauliques ; conception inappropriée de la tuyauterie ; circuits ou composants hydrauliques redondants ; conditions déraisonnables telles que l'absence de circuit de décharge. Divers dysfonctionnements se sont produits. La température du système augmente, entraînant une augmentation de la température de l'huile.
b. Mauvais choix d'huile : l'huile sélectionnée présente une viscosité inadaptée, une viscosité élevée et d'importantes pertes par frottement interne ; une viscosité trop faible augmente les fuites, ce qui provoque un échauffement. De plus, comme les canalisations du système n'ont pas été nettoyées ni entretenues depuis longtemps, leur paroi interne retient les impuretés, ce qui augmente la résistance à l'écoulement de l'huile et consomme de l'énergie pour augmenter sa température.
c. Pollution importante : L'environnement du chantier est rude. À mesure que la durée de fonctionnement de la machine augmente, les impuretés et les saletés se mélangent facilement à l'huile. L'huile hydraulique contaminée pénètre dans l'espace d'accouplement de la pompe, du moteur et de la vanne, ce qui raye et endommage la surface correspondante. La précision et la rugosité du produit augmentent les fuites et la température de l'huile.
d. Le niveau d'huile dans le réservoir d'huile hydraulique est trop bas : si la quantité d'huile dans le réservoir d'huile hydraulique est trop faible, le système hydraulique n'aura pas suffisamment de débit pour évacuer la chaleur générée par celui-ci, ce qui entraînera une augmentation de la température de l'huile.
e. Air mélangé dans le système hydraulique : L'air mélangé à l'huile hydraulique déborde de l'huile et forme des bulles dans la zone basse pression. Lorsqu'elles atteignent la zone haute pression, ces bulles sont brisées par l'huile haute pression et rapidement comprimées pour libérer une grande quantité d'air. La chaleur provoque une élévation de la température de l'huile.
f. Blocage du filtre à huile : lorsque des particules abrasives, des impuretés et de la poussière traversent le filtre à huile, elles seront adsorbées sur l'élément filtrant du filtre à huile, ce qui augmentera la résistance à l'absorption d'huile et la consommation d'énergie, provoquant une augmentation de la température de l'huile.
g. Le système de circulation de l'huile hydraulique ne fonctionne pas correctement : on utilise généralement un refroidisseur d'huile refroidi par eau ou par air pour refroidir l'huile du système hydraulique. Les refroidisseurs refroidis par eau réduisent le coefficient de dissipation thermique en raison de dissipateurs thermiques sales ou d'une mauvaise circulation de l'eau ; les refroidisseurs refroidis par air obstruent les interstices du dissipateur thermique en raison d'une pollution excessive de l'huile, ce qui empêche les ventilateurs de dissiper la chaleur. Cela entraîne une augmentation de la température de l'huile.
h. Les pièces sont très usées : les engrenages de la pompe à engrenages, le corps de la pompe et la plaque latérale, le bloc-cylindres et la plaque de soupape de la pompe à piston et du moteur, le trou du cylindre et le piston, la tige de soupape et le corps de soupape de la vanne d'inversion, etc. L'espace est scellé, l'usure de ces composants entraînera l'augmentation des fuites internes et l'augmentation de la température de l'huile,
i. La température ambiante est trop élevée : la température ambiante est élevée, le temps de fonctionnement de la machine est trop long et certaines raisons peuvent entraîner une augmentation de la température de l'huile.
4. Système hydraulique du concasseur à cône Mesures préventives
L'augmentation de la température de l'huile hydraulique du concasseur à cône peut entraîner une série de défaillances, telles que le vieillissement et la détérioration des joints, une réduction de leur durée de vie et une perte de performance d'étanchéité. Il est donc nécessaire de mettre en œuvre des mesures préventives contre une température hydraulique excessivement élevée du concasseur à cône.
1. Choisir une huile hydraulique adaptée : Choisir une marque d'huile judicieusement et utiliser une huile hydraulique spécifique pour certains équipements ayant des exigences particulières. Pour un fonctionnement prolongé sous forte charge et des intervalles de vidange longs, il est conseillé de choisir une huile hydraulique anti-usure de qualité.
2. Remplacement périodique du fluide hydraulique : Le fluide hydraulique se détériore souvent en raison de facteurs tels que l'émulsification et les réactions thermiques pendant l'utilisation. Il est donc nécessaire d'effectuer un remplacement périodique, généralement tous les ans, et celui du servomoteur tous les huit mois environ.
3. La pompe à huile doit être remplie d'huile : lorsque l'équipement est en marche initialement, l'huile doit être remplie dans le trou d'huile de la pompe hydraulique et l'accouplement entre la pompe hydraulique et le moteur doit être tourné manuellement pendant quelques tours, de sorte que la pompe est pleine d'huile pour éviter d'inhaler de l'air Ou, en raison d'un manque de lubrification, de la chaleur est générée sous une rotation à grande vitesse, ce qui augmentera la température de l'huile et même usera les composants.
4. Choisir un refroidisseur adapté : Le choix du refroidisseur est lié à la perte de puissance. Pour mesurer la perte de puissance des équipements et machines existants, mesurez l'augmentation de la température de l'huile sur une période donnée et calculez la perte de puissance en fonction de cette augmentation. Par exemple : le réservoir d'huile a une capacité de 400 L, la température de l'huile passe de 20 °C à 70 °C en deux heures, la température ambiante est de 30 °C et la température d'huile prévue est de 60 °C.
5. Remplacez régulièrement l’élément filtrant pour vous assurer que l’huile est propre et que le passage de l’huile n’est pas obstrué.
6. La pression nominale ne doit pas être dépassée : la pression du système ne doit pas être réglée à un niveau trop élevé. Elle doit avant tout répondre aux exigences de l'actionneur et, en règle générale, ne pas dépasser la pression nominale. La soupape de décharge du système sert de soupape de sécurité pour éviter toute surcharge du système hydraulique. Sa pression de consigne doit être supérieure de 8 à 10 % à la pression de sortie de la pompe hydraulique.
7. L'équipement du système hydraulique doit bénéficier de bonnes conditions de ventilation.
5. Système hydraulique du concasseur à cône Empêcher l'air
Une fois le système hydraulique mis à l'air libre, l'huile du concasseur à cône hydraulique s'émulsionne et perd ses performances. Le volume d'air entrant dans l'huile varie avec la pression du système et la température du concasseur, ce qui entrave le mouvement du fluide. Le concasseur provoque l'arrêt et le déplacement soudains des actionneurs hydrauliques, un ralentissement de la vitesse et une perte de puissance pendant le fonctionnement. Ce phénomène est généralement appelé « rampement du concasseur ». Ce phénomène de rampement du concasseur non seulement perturbe la stabilité du système hydraulique, mais peut même parfois provoquer des vibrations et du bruit. Il est donc nécessaire d'empêcher strictement toute pénétration d'air dans le système hydraulique. Les méthodes spécifiques sont les suivantes :
