Cet article présente en détail l'écrou de blocage des concasseurs à cône. Élément de fixation essentiel, il sert principalement à fixer des assemblages clés tels que l'arbre principal, la chemise de cône fixe ou la bague de réglage. Il assure des fonctions telles que la fixation, la répartition de la charge et le maintien de l'espace de concassage en coopération avec la bague de réglage.
Sa composition et sa structure comprennent le corps de l'écrou, l'alésage fileté, le mécanisme de blocage (trous de blocage, vis de pression et surfaces coniques), la bride ou l'épaulement et les faces plates de la clé, chaque pièce ayant une conception et une fonction spécifiques. En termes de procédé de moulage, les écrous de blocage de grande taille sont souvent fabriqués en fonte grise, en fonte ductile ou en acier moulé, et passent par des étapes telles que le choix du matériau, la fabrication du modèle, le moulage, la fusion et le coulage, le refroidissement et le nettoyage, ainsi que le traitement thermique.
Le processus d'usinage et de fabrication comprend des étapes telles que l'ébauche, l'usinage des éléments de verrouillage, la finition, le traitement de surface et l'assemblage avec les composants de verrouillage. Le contrôle qualité comprend des mesures telles que des essais de matériaux, des contrôles de précision dimensionnelle, des inspections de la qualité du filetage, des tests de performance de verrouillage et des essais non destructifs. Ces contrôles garantissent la résistance à l'usure, la résistance au desserrage et la rigidité structurelle du composant dans des environnements à fortes vibrations, garantissant ainsi le fonctionnement stable du concasseur.
Introduction détaillée au composant de l'écrou de blocage du concasseur à cône
1. Fonction et rôle de l'écrou de blocage
L'écrou de blocage du concasseur à cône (également appelé écrou de serrage ou écrou de retenue) est un élément de fixation essentiel pour fixer les assemblages clés tels que l'arbre principal, la chemise de cône fixe ou la bague de réglage. Ses principales fonctions sont les suivantes :
Fixation sécurisée: Verrouillage de la chemise conique fixe sur le châssis principal ou fixation de l'arbre principal sur l'ensemble excentrique, empêchant le desserrage causé par les vibrations à haute fréquence pendant l'écrasement.
Répartition de la charge:Répartition uniforme des charges axiales et radiales sur les composants connectés, réduisant les contraintes localisées et évitant la déformation.
Compatibilité de réglage: Fonctionne en conjonction avec la bague de réglage pour maintenir l'espace de concassage correct en verrouillant la position réglée, garantissant une taille de particule de décharge stable.
Compte tenu de son rôle dans les environnements à fortes vibrations, l'écrou de blocage doit présenter une résistance à l'usure élevée, des performances anti-desserrage et une rigidité structurelle.
2. Composition et structure de l'écrou de blocage
L'écrou de blocage est généralement un écrou hexagonal ou rond de grande taille et très résistant avec des filetages internes, comportant les composants et les détails structurels suivants :
Corps de l'écrouStructure principale cylindrique ou hexagonale en acier allié haute résistance (par exemple, acier 45# ou 40Cr), avec filetages internes (métriques ou en pouces) usinés selon des tolérances précises (classe 6H). La surface extérieure peut être hexagonale pour le serrage à la clé ou ronde avec des trous pour les goupilles de verrouillage.
Alésage fileté: Le filetage interne central s'accouple au filetage externe correspondant sur l'arbre principal ou la bague de réglage. Les filetages sont souvent enduits d'un composé antigrippant pour éviter le grippage lors de la pose/dépose.
Mécanisme de verrouillage:Caractéristiques supplémentaires pour éviter le desserrage, telles que :
Trous de verrouillage:Trous radiaux percés dans le corps de l'écrou pour insérer des goupilles de verrouillage, qui s'engagent dans les fentes du composant d'accouplement.
Vis de réglage:Trous filetés sur le côté de l'écrou pour accueillir des vis de réglage qui appuient contre la surface d'accouplement, créant un verrouillage par friction.
Surface conique:Un siège conique à une extrémité de l'écrou qui s'accouple avec un cône correspondant sur le cône fixe ou la bague de réglage, améliorant la force de verrouillage axial.
Bride ou épaulement:Une projection radiale sur une extrémité de l'écrou qui agit comme une butée, limitant le mouvement axial et assurant une assise correcte contre le composant connecté.
Clé à molette à faces plates:Six surfaces plates sur les écrous hexagonaux (ou deux méplats parallèles sur les écrous ronds) pour permettre l'application du couple via une clé ou une clé dynamométrique hydraulique.
3. Processus de moulage de l'écrou de blocage
Pour les gros écrous de blocage (diamètre extérieur >300 mm), le moulage est souvent utilisé pour former la forme brute, avec les étapes suivantes :
Sélection des matériaux:
La fonte grise de haute qualité (HT300) ou la fonte ductile (QT500-7) sont choisies pour leur excellente coulabilité et usinabilité. Pour les applications à fortes charges, l'acier moulé (ZG310-570) est privilégié pour sa résistance supérieure.
Création de modèles:
Un modèle en bois ou en mousse est créé, reproduisant la forme extérieure de l'écrou, la bride et les emplacements des trous pré-percés. Des marges de retrait (1 à 1,5 %) sont ajoutées pour tenir compte de la contraction due au refroidissement.
Moulage:
Les moules en sable sont préparés avec du sable lié à la résine, avec un noyau pour former l'alésage fileté interne (laissé brut pour l'usinage post-coulée). La cavité du moule est recouverte d'un revêtement réfractaire pour améliorer l'état de surface.
Fondre et couler:
Pour la fonte : La fonte en fusion (1380–1420°C) est coulée dans le moule à l'aide d'une louche, avec une vitesse de coulée contrôlée pour éviter les turbulences et la porosité.
Pour l'acier moulé : Fondu dans un four à arc électrique (1500–1550°C) et coulé dans le moule, avec un contrôle de température plus strict pour assurer un remplissage complet.
Refroidissement et secouage:
La pièce est refroidie dans le moule pendant 24 à 48 heures afin de réduire les contraintes thermiques, puis éliminée par vibration. Les résidus de sable sont nettoyés par grenaillage.
Traitement thermique:
Les écrous en fonte subissent un recuit (550–600 °C) pour soulager les contraintes de coulée et améliorer l'usinabilité.
Les écrous en acier moulé sont normalisés (850–900 °C, refroidis par air) pour affiner la structure du grain, atteignant une dureté de 180–220 HBW.
4. Processus d'usinage et de fabrication
Usinage grossier:
L'ébauche moulée ou forgée est montée sur un tour CNC pour usiner le diamètre extérieur, la face de la bride et les deux faces d'extrémité, laissant une marge de finition de 1 à 2 mm.
L'alésage interne est pré-percé et taraudé à une taille de pré-filetage, garantissant que le diamètre de la racine du filetage est dans la tolérance.
Usinage de fonctions de verrouillage:
Les trous de verrouillage ou les trous de vis de réglage sont percés à l'aide d'une perceuse CNC, avec une tolérance de positionnement (± 0,1 mm) par rapport aux filetages.
Les surfaces coniques (le cas échéant) sont tournées à l'aide d'un tour CNC, avec une tolérance d'angle (±0,5°) et une rugosité de surface Ra3,2 μm.
Usinage de finition:
Le filetage intérieur est taraudé avec précision à la taille finale (classe 6H) à l'aide d'un taraud avec liquide de refroidissement, garantissant des flancs de filetage lisses et un diamètre de pas correct.
Les surfaces hexagonales extérieures (ou surface ronde) sont tournées pour obtenir une tolérance dimensionnelle (±0,1 mm) et une rugosité de surface Ra1,6 μm.
Les faces d'extrémité sont rectifiées pour assurer la planéité (≤0,05 mm/m) et la perpendicularité par rapport à l'axe du filetage (≤0,02 mm).
Traitement de surface:
La surface de l'écrou est recouverte d'une peinture antirouille ou d'un zingage (épaisseur de 5 à 8 μm) pour éviter la corrosion, en particulier pour les environnements extérieurs ou humides.
Les filetages sont recouverts d'un composé anti-grippage à base de bisulfure de molybdène pour faciliter le démontage ultérieur.
Assemblage avec composants de verrouillage:
Des goupilles de verrouillage ou des vis de réglage sont installées dans leurs trous respectifs, avec des goupilles dépassant de 5 à 10 mm pour s'engager dans les fentes correspondantes.
5. Processus de contrôle qualité
Essais de matériaux:
L'analyse de la composition chimique (spectrométrie) confirme que le matériau de base est conforme aux normes (par exemple, acier 45# : C 0,42–0,50 %, Mn 0,50–0,80 %).
Les tests de dureté (Brinell) garantissent que les écrous en fonte ont une dureté de 180 à 230 HBW ; les écrous en acier de 200 à 250 HBW.
Contrôles de précision dimensionnelle:
Les paramètres de filetage (diamètre primitif, diamètre majeur, diamètre mineur) sont contrôlés à l'aide de jauges de filetage (jauges annulaires pour filetages internes) pour garantir une tolérance de classe 6H.
Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) vérifie les dimensions extérieures, les positions des trous et les angles de conicité, garantissant ainsi la conformité avec les dessins.
Contrôle de la qualité du filetage:
Le profil du filetage est vérifié à l'aide d'un comparateur de filetage pour garantir l'absence de bavures, de fissures ou de filetages incomplets.
Un test d'ajustement du filetage est effectué en associant l'écrou à un boulon de calibre, garantissant un engagement en douceur sans jeu ni blocage excessif.
Test de performance de verrouillage:
Pour les conceptions de goupille de verrouillage : l'écrou est installé sur un dispositif de test et la goupille de verrouillage est insérée pour vérifier l'engagement avec la fente, garantissant ainsi l'absence de mouvement axial inférieur à 50 % du couple nominal.
Pour les conceptions de vis de réglage : les vis de réglage sont serrées au couple spécifié et l'écrou est soumis à un test de vibration (10–500 Hz) pendant 1 heure, sans desserrage autorisé.
Contrôles non destructifs (CND):
Le test par particules magnétiques (MPT) est effectué sur des écrous à forte charge pour détecter les fissures de surface dans les racines des filets ou les trous de verrouillage.
L'inspection visuelle permet de vérifier les défauts de surface (rayures, bosses) qui pourraient affecter l'assise ou l'application du couple.
En adhérant à ces processus de fabrication et de contrôle de qualité, l'écrou de blocage du concasseur à cône assure une fixation fiable des composants critiques, résistant à des conditions de vibration et de charge élevées pour maintenir la stabilité et la sécurité du concasseur.
