Arbres excentriques pour concasseurs à mâchoires

Introduction détaillée au composant d'arbre excentrique des concasseurs à mâchoires

I. Composition et structure de l'arbre excentrique

1. Cols d'arbre: Divisé en un col d'arbre principal et un col d'arbre excentrique. Le col d'arbre principal est une pièce cylindrique qui s'adapte au logement du palier du cadre et sert de centre de rotation, exigeant une cylindricité et une précision de surface élevées. Le col d'arbre excentrique est relié au palier de la mâchoire mobile, son axe étant décalé d'une excentricité (généralement de 1/4 à 1/3 du diamètre de l'arbre) par rapport à celui du col d'arbre principal. Cette excentricité convertit le mouvement de rotation en oscillation de la mâchoire mobile.
2. Corps de l'arbrePièce intermédiaire reliant le col de l'arbre principal et celui de l'arbre excentrique, souvent étagée ou cylindrique. Les grands arbres excentriques peuvent être dotés de rainures de réduction de poids sur le corps de l'arbre (ce qui réduit le poids sans compromettre la résistance). Certains corps d'arbre comportent des rainures de clavette pour le positionnement des clavettes des volants ou des poulies.
3. Filets de transition:Les connexions entre le col de l'arbre principal, le col de l'arbre excentrique et le corps de l'arbre utilisent des congés de transition à grand rayon (généralement R ≥ 5 mm) pour réduire la concentration de contraintes et éviter les fractures de fatigue (ce sont des zones structurellement faibles).
4. faces d'extrémitéLes deux faces d'extrémité de l'arbre sont usinées à plat pour servir de références de positionnement pour les volants et les poulies. Certaines faces d'extrémité sont percées de trous centraux (pour le positionnement des cosses pendant l'usinage).

II. Procédé de moulage de l'arbre excentrique

1. Préparation du moule

• Le moulage au sable (sable résineux) est utilisé. Des modèles en bois ou en métal sont réalisés à partir de la structure de l'arbre, avec une marge de forgeage/usinage de 8 à 12 mm (pour tenir compte du retrait de coulée et des besoins de traitement ultérieurs).

• La cavité du moule est équipée d'un système de coulée et de rehaussement adapté pour assurer un remplissage complet du métal en fusion. Les grands puits utilisent un coulage par étapes pour éviter les cavités de retrait et la porosité.

2. Fondre et couler

• De la fonte brute et de la ferraille d'acier de haute qualité à faible teneur en phosphore et en soufre sont fondues dans un four à moyenne fréquence, produisant de l'acier moulé allié (par exemple, ZG35CrMo) avec une composition chimique contrôlée (C : 0,32–0,40 %, Cr : 0,8–1,1 %, Mo : 0,15–0,25 %).

• La température de coulée est contrôlée à 1520–1560°C, en utilisant un coulage par le bas pour assurer un remplissage stable et éviter l'entraînement de gaz ou les inclusions.

3. Séchage et traitement thermique

• La pièce moulée est décochée après refroidissement à moins de 300 °C. Les masselottes sont retirées et un recuit est effectué (chauffage à 650–700 °C, maintien pendant 4 à 6 heures, puis refroidissement lent) pour éliminer les contraintes de la pièce.

• Après l'usinage grossier, une trempe et un revenu sont effectués : chauffage à 850–880 °C pour la trempe à l'huile, suivi d'un revenu à 550–580 °C pour obtenir une structure de sorbite revenue avec une dureté de 220–260 HBW et une résistance à la traction ≥ 700 MPa.

III. Procédé de fabrication de l'arbre excentrique (pièces forgées)

1. Processus de forgeage

• Les billettes d'acier de construction allié de haute qualité (par exemple, 40CrNiMo) sont chauffées à 1100–1200 °C et soumises à un forgeage libre, en utilisant des processus d'étirage et de refoulement pour former la forme, garantissant la densité interne et l'absence de fissures de forgeage.

• Le recuit de sphéroïdisation (maintenu à 780–800 °C, refroidi lentement) est effectué après le forgeage pour réduire la dureté et améliorer l'usinabilité.

2. Usinage grossier

• Le col de l'arbre principal, le col de l'arbre excentrique et le corps de l'arbre sont ébauchés sur un tour ou un tour CNC, laissant une surépaisseur de finition de 3 à 5 mm, avec une tolérance de diamètre contrôlée à ± 1 mm.

• Des trous centraux sont percés dans les extrémités de l'arbre comme références de positionnement pour le traitement ultérieur.

3. Semi-finition

• À l'aide de trous centraux pour le positionnement, les cols d'arbre principal et excentrique sont finis au tour selon des dimensions proches de celles de la conception (surépaisseur de meulage restante de 0,5 à 1 mm), garantissant une cylindricité ≤ 0,1 mm et un écart d'excentricité ≤ 0,05 mm.

• Les rainures de clavette sont fraisées : usinées sur le corps de l'arbre ou aux extrémités avec une tolérance de largeur ± 0,05 mm, une tolérance de profondeur ± 0,1 mm et une rugosité du fond de rainure Ra ≤ 6,3 μm.

4. Finition

• Rectification des cols d'arbres principaux et excentriques : Des rectifieuses cylindriques externes sont utilisées pour obtenir une tolérance dimensionnelle IT6, une rugosité de surface Ra ≤ 0,8 μm, une circularité ≤ 0,005 mm et une rectitude d'axe ≤ 0,01 mm/m.

• Rectification de précision des faces d'extrémité : Assurer une perpendicularité à l'axe ≤ 0,02 mm/100 mm.

IV. Processus de contrôle qualité de l'arbre excentrique

1. Inspection des matériaux

• Une analyse spectrale des matières premières est réalisée avant le forgeage/moulage afin de vérifier la conformité de la composition chimique. Des essais de traction et d'impact sont réalisés sur des échantillons afin de garantir la conformité des propriétés mécaniques aux normes (par exemple, le 40CrNiMo après revenu nécessite une énergie d'impact ≥ 60 J).

2. Tests de qualité internes

• Les pièces forgées sont soumises à des contrôles ultrasoniques (UT) à 100 %, interdisant les défauts internes ≥ φ2 mm. Des contrôles par magnétoscopie (MT) sont appliqués aux zones de concentration de contraintes, telles que les congés de transition du col de l'arbre, afin de garantir l'absence de fissures de surface.

3. Inspection de précision d'usinage

• Le diamètre du col de l'arbre est mesuré à l'aide de micromètres, et la circularité/cylindricité à l'aide de comparateurs à cadran. L'excentricité est vérifiée à l'aide d'une jauge d'excentricité, nécessitant un écart de ± 0,03 mm par rapport à la valeur de conception.

• Une machine de mesure de coordonnées vérifie la précision de la position de la clavette, garantissant une erreur de symétrie avec l'axe ≤ 0,05 mm.

4. Vérification avant assemblage

• Des essais d'équilibrage dynamique sont effectués (vitesse de rotation ≥ 1 500 tr/min) avec un balourd résiduel ≤ 10 g·cm. Un assemblage d'essai avec roulements et volants garantit un jeu d'ajustement correct (H7/js6 pour le col et le roulement de l'arbre principal).