Taş Kırma Makinesi Ne İş Yapar ve Tekerlek Tahrik Sistemi Tarımda En Kötü Titreşime Neden Maruz Kalır?
Arazi temizleme taş kırma makinesi (kaya kırma makinesi, orman öğütücü-kırıcı veya yüzey hazırlama makinesi olarak da adlandırılır), ham veya tarım arazilerinde hareket eden, yüzeydeki ve gömülü taşları toprağa karıştırılabilecek çakıl boyutunda parçacıklara kıran, kendinden tahrikli veya traktörle çekilen bir makinedir. Kırma rotoru - tungsten karbür uçlu çekiçler veya sabit dişlerle donatılmış devasa bir çelik tambur - 800 ila 1500 devir/dakika hızında döner ve çekiç darbesi başına 5 ila 50 kJ darbe enerjisiyle kayalara vurur.
Her çekiç darbesi, makine gövdesinden monte edilmiş her bir bileşene (bunlar arasında çekiç de bulunur) yayılan bir şok dalgası üretir. tekerlek tahrikli planet dişli kutusuTekerlek tahrik bağlantı noktasındaki titreşim spektrumu, rastgele kaya çarpma olaylarının üzerine bindirilmiş çekiç darbe frekansı (rotor devir sayısı x çekiç sayısı = saniyede 100 ila 500 darbe) tarafından domine edilir ve bu olaylar, bağlantı flanşında 5 ila 20 g arasında geçici ivme tepe noktaları üretir. Bu titreşim ortamı, diğer tüm tarımsal uygulamalardan 3 ila 10 kat daha şiddetlidir ve darbeli kırıcılar ve titreşimli silindirlerdeki inşaat ekipmanı titreşim seviyeleriyle karşılaştırılabilir.
Kendinden tahrikli taş kırıcı, daha küçük ve daha manevra kabiliyetine sahip bir varyanttır; kırıcı şasiye entegre edilmiş halde 8 ila 25 ton ağırlığındadır. Tekerlek tahriki, hem hareket tahrikini hem de kırma derinliğini ve yüzey kalitesini belirleyen zemin hızı düzenlemesini sağlar. Gerekli zemin hızı 0,5 ila 3,0 km/saattir; elma hasat makinesine benzer şekilde ultra düşük bir hızdır, ancak titreşim seviyeleri 50 ila 100 kat daha yüksektir. Tekerlek tahriki, bir maden kırıcısının şok ortamına dayanırken, bir meyve bahçesi makinesiyle aynı düşük hız hassasiyetini sağlamalıdır.
Arazi temizleme taş kırma makineleri üç ana uygulamada kullanılır: tarımsal arazi ıslahı (kayalık mera veya ormanlık arazinin ekilebilir tarım arazisine dönüştürülmesi), yol ve inşaat sahası hazırlığı (yüzeydeki büyük taşların sıkıştırılabilir bir temel tabakasına indirgenmesi) ve boru hattı ve altyapı koridoru temizliği (hendek kazma için taşsız bir şerit hazırlanması). Her uygulama, tekerlek tahrikini aynı titreşim ortamına ancak farklı arazi koşullarına maruz bırakır; nispeten düz meralardan ila eğimli dik yamaçlara kadar. Makine, arazi eğiminden bağımsız olarak hedef zemin hızını korumalıdır, çünkü kırma derinliği ve yüzey kalitesi, belirli bir rotor hızında zemin hızıyla doğrudan orantılıdır: daha hızlı hareket daha sığ, daha kaba bir yüzey; daha yavaş hareket daha derin, daha ince bir yüzey üretir.
Kırma işlemi aynı zamanda muazzam direnç kuvvetleri de üretir. Rotor büyük bir kaya parçasına (300 ila 500 mm) temas ettiğinde, makine kırma reaksiyon kuvvetine karşı ileri doğru itme kuvveti uygulamalıdır; bu kuvvet, sert magmatik kayaçlar için 30 ila 80 kN'ye ulaşabilir. Bu itme kuvveti talebi, normal yuvarlanma direnci ve eğim tırmanma kuvvetine eklenir ve kaya parçasına temas sırasında 1 ila 5 saniye boyunca toplam tekerlek tahrik torku talebini sabit durum seviyesinin 2 ila 4 katına çıkarır. Tekerlek tahriki, tekerlek kayması (bu kırma derinliğini değiştirecektir) ve hız tereddütü (bu da yüzeyde işlenmemiş bir alan bırakacaktır) olmadan bu tork artışlarını sağlamalıdır.
Titreşime Dayanıklı Tasarım — Tarımsal Bir Pakette İnşaat Kalitesinde Mühendislik
Standart tarımsal tekerlek tahrikli planet dişli kutuları, montaj flanşında 0,5 ila 2 g titreşim seviyeleri için tasarlanmıştır; bu, nispeten düz tarım yüzeylerinde çalışan biçerdöverler, ekim makineleri ve gübre serpme makineleri için yeterlidir. Bir taş kırma makinesinin tekerlek tahriki 5 ila 20 g arasında tepe ivmelenmelere maruz kalır; bu da tarımsal boyutlarda bir paketten inşaat veya madencilik sınıfı titreşim direnci gerektirir.
Titreşim, tekerlek tahrik sistemindeki her bileşeni etkiler. Dişli çark dişleri, temas noktasında mikro salınım yaşar; bu da kamyon üstü vinçlerdeki taşıma modu aşınmasına benzer, ancak daha yüksek genlik ve frekansta aşınma hasarına neden olur. Rulmanlar, yuvarlanan elemanlar ve yatak yüzeyleri arasında titreşim kaynaklı mikro hareket yaşar; bu da, rulman ön yüklemesi mikro hareketi önlemek için yetersizse, 500 ila 1500 saat içinde yorulma çatlamasına dönüşen yanlış Brinell izleri oluşturur. Bağlantı elemanları (gövde cıvataları, conta tutucuları, fren montaj cıvataları) titreşim nedeniyle gevşer; bu da her kritik bağlantı noktasında diş kilitleme bileşikleri veya Nord-Lock rondelaları gerektirir.
En etkili tasarım yaklaşımı, rulman ön yükünü standart tarımsal spesifikasyonun ötesine çıkarmaktır. Dinamik yük değerinin 5 ila 8%'sine kadar ön yüklenmiş bir rulman, yanlış Brinelling'e neden olan mikro hareketi ortadan kaldırır, ancak rulman sürtünmesini ve çalışma sıcaklığını 10 ila 20% artırır. Bu ödünleşme (daha uzun titreşim ömrü için daha yüksek sıcaklık), taş kırıcıda kabul edilebilir çünkü çalışma hızı ultra düşüktür (çıkışta 2 ila 12 rpm) ve bu hızlarda rulman ısı üretimi, yüksek ön yükte bile minimum düzeydedir.
Gövde montaj düzeni de titreşime dayanıklı olmalıdır. Standart tarım tekerlek tahrikleri, dairesel bir düzende 4 ila 8 cıvata ile aks gövdesine cıvatalanır. Taş kırma tekerlek tahrikinde ise, (titreşim altında gövdenin kaymasını önlemek için) pim ve (tekrarlanan darbelerden kaynaklanan mikro yer değiştirmeye rağmen cıvata gerilimini korumak için) Belleville rondelaları kombinasyonu ile 8 ila 12 cıvata kullanılmalıdır. Bu takviyeler olmadan, gövde montajında 0,1 ila 0,5 mm kayabilir; bu da çıkış milinin lastik göbeğine göre hizasını bozarak, titreşimle ilgili yatak hasarını hızlandıran dengesiz yatak yüklenmesine neden olur.
Yağın kendisi titreşim ortamından etkilenir. Sürekli yüksek genlikli titreşim, yağın havalanmasını hızlandırır; titreşen dişli ağı tarafından yağa mikro hava kabarcıkları püskürtülür, bu da etkili yağ hacmini ve yağ filminin yük taşıma kapasitesini azaltır. Havalanmış yağ, dişli diş temas basıncı altında sıkışır ve aynı viskozitede havalanmamış yağa göre daha ince bir film oluşturur. Şiddetli durumlarda, havalanma etkili film kalınlığını 20 ila 40 TP3T azaltabilir; bu da dişli temasını tam film hidrodinamik yağlamadan karışık veya sınır yağlamaya kaydırır ve aşınma oranında artışa neden olur. Dişli yağındaki köpük önleyici katkı maddeleri havalanma eğilimini azaltır, ancak titreşim katkı maddesinin tükenmesini hızlandırdığı için daha kısa aralıklarla (titreşimsiz uygulamalar için 1000 saate karşılık her 500 saatte bir) yenilenmelidir.
Taş Tozu Yalıtımı — 5 ila 20 g Titreşimde Talk Pudrasından Daha İnce Parçacıklar
Kırma işlemi, standart bir dudak contası ile şaftı arasındaki boşluktan daha küçük olan 1 ila 100 mikron boyutundaki parçacıklardan oluşan muazzam miktarda ince kaya tozu üretir. Bu toz, rotor tarafından yüksek hızda itilir ve tüm makineyi her açıklığa nüfuz eden bir bulutla kaplar. Toz ayrıca son derece aşındırıcıdır: kireç taşı tozunun Mohs sertliği 3'tür; granit tozunun Mohs sertliği 6 ila 7'dir; bu da şaft çeliğinden (Mohs 5 ila 6) ve conta dudak malzemesinden (Mohs 1 ila 2) önemli ölçüde daha serttir.
Ultra ince aşındırıcı toz ve yüksek titreşimin birleşimi, tarım ekipmanlarında en zorlu sızdırmazlık ortamını oluşturur. Titreşim, sızdırmazlık dudağının şafta karşı mikro salınım yapmasına neden olur ve labirent ön sızdırmazlık tabakasına nüfuz eden toz parçacıkları, salınım yapan dudak ile şaft arasında sıkışarak bir tür zımparalama bileşiği görevi görür. Bir hasat makinesinde 3.000 ila 5.000 saat dayanan standart bir tarım sızdırmazlığı, bir taş kırma makinesinde yalnızca 300 ila 800 saat dayanabilir; çünkü titreşimle artan aşınma oranı 5 ila 10 kat daha yüksektir.
Taş kırma makinelerinin tekerlek tahrik sistemleri için sızdırmazlık çözümü, madencilik ve inşaat sektörlerinden esinlenmiştir: çift konik metal yüzey contaları (şaft üzerinde elastomer teması olmadan birbirine sürtünen iki hassas taşlanmış metal halka), pozitif basınçlı hava tahliyesi (sızdırmazlık haznesine sürekli hava beslemesi yapılarak boşluğun ortam toz basıncının üzerinde basınçlandırılması ve toz girişinin önlenmesi) veya kaya tozu bulutu ile tekerlek arasında 3 ila 5 ardışık bariyer sağlayan kombinasyon labirent + yüzey contası düzenlemeleri. tekerlek tahrikli planet dişli kutusu yağ.
Taş Kırma Makinesi Tekerlek Tahrik Sistemlerine Özgü Üç Arıza Modu
Kırıcı rotorundan kaynaklanan 5 ila 20 g'lık titreşim, rulman yuvarlanma elemanlarının darbe frekansında yuvarlanma yüzeylerine karşı mikro salınım yapmasına neden olur. Her mikro salınım, yağlama filmini yerinden oynatır ve metalden metale temas izi oluşturur. 500 ila 1500 saat içinde, bu izler, rulman gürültüsünü, pürüzlülüğünü ve boşluğunu artıran görünür sahte Brinelling girintilerine dönüşür. Gerçek Brinelling'in (tek bir aşırı yüklenme olayından kaynaklanan) aksine, sahte Brinelling kademeli olarak gelişir ve yalnızca titreşim izleme veya rulman boşluğu ölçümü ile tespit edilebilir; operatör rulmanı duyduğunda, yuvarlanma yüzeyi hasarı zaten onarılamaz hale gelmiştir. Sahte Brinelling ilerlemesi tahmin edilebilir bir modeli izler: Aşama 1 (0 ila 500 saat) - mikro izler oluşur ancak rulman fonksiyonunu etkilemez; Aşama 2 (500 ila 1500 saat) - izler 5 ila 15 mikrona kadar derinleşir, rulman boşluğunda ve titreşim genliğinde ölçülebilir artışlar üretir; 3. Aşama (1.500 ila 3.000 saat) — izler yorulma kaynaklı çatlama başlangıç noktalarına dönüşür, duyulabilir ses üretir ve boşluğun büyümesini hızlandırır; 4. Aşama (3.000 saatten sonra) — çatlama yatak yüzeyinin etrafına yayılır, düzensiz çalışma, aşırı boşluk ve yatak sıkışması riski oluşturur. Optimal değiştirme aralığı, çatlamanın başlamasından önce, 2. Aşama sırasındadır; bu durum yalnızca nicel titreşim analizi veya yatak boşluğu ölçümü ile tespit edilebilir, operatörün öznel gözlemiyle değil.
Granit tozu (Mohs 6 ila 7), şaft çeliğinden (Mohs 5 ila 6) daha serttir. Bu toz, labirent ön contayı delip birincil conta dudağına ulaştığında, titreşim kaynaklı mikro salınım, sert parçacıkları daha yumuşak şaft ve conta yüzeylerine doğru iter ve her ikisini de aynı anda aşındırır. Conta dudağı 300 ila 800 saat içinde aşınır ve şaft yüzeyinde conta temas bölgesinde 0,05 ila 0,15 mm derinliğinde bir aşınma oluğu oluşur. Şaftı yeniden yüzeylendirmeden (veya şaft kılıfı takmadan) contayı değiştirmek, yeni conta dudağı aşınmış oluk profiline uyamadığı için anında yeniden sızıntıya neden olur.
Montaj flanşındaki sürekli 5 ila 20 g'lık titreşim, tekerlek tahrik sistemindeki her cıvatalı bağlantıyı sistematik olarak gevşetir. Standart cıvata ve somun bağlantıları, titreşim genliğine ve frekansına bağlı bir oranda ön yük kaybeder ve taş kırıcı titreşim seviyelerinde, işlenmemiş bir M16 cıvatası 200 ila 500 saat içinde ilk ön yükünün ila 'sini kaybedebilir. Gövde montaj cıvataları gevşediğinde, gövde montajında kayar; bu da çıkış milinin hizasını bozar, yatak ön yükünü değiştirir ve diğer tüm arıza modlarını aynı anda hızlandıran eksantrik yüklemeye neden olur. Tek bir gevşek gövde cıvatası, 100 ila 200 saatlik sürekli çalışma içinde yatakların, contaların ve dişlilerin kademeli arızasını başlatabilir. Titreşim kaynaklı gevşeme ilerleyici ve kendi kendini hızlandıran bir süreçtir: cıvata ön yükü azaldıkça, bağlantı sertliği azalır; bu da ön yük kaybını daha da hızlandıran daha büyük mikro yer değiştirmelere izin verir. İlk 250 saatte 10%'lik ön yükleme kaybı yaşayan bir cıvata, sonraki 250 saatte 30% ve üçüncü 250 saatte 60% daha kaybedebilir; bu da üstel bir azalma eğrisini takip eder. Bu, tork kontrol aralığının tutarlı olması gerektiği anlamına gelir (her 250 saatte bir, "uygun olduğunda" değil) çünkü 100 ila 200 saat gecikmeli bir kontrol, geri kazanılabilir ön yükleme kaybından yapısal cıvata arızasına geçişi kaçırabilir.
Bakım Ekonomisi — En Ucuz Çekiş Sistemi Neden En Pahalıya Mal Oluyor?
Standart bir tarımsal tekerlek tahrik sistemi, titreşime dayanıklı taş kırma makinesi spesifikasyonuna göre 30 ila 501.000 ABD doları daha ucuzdur; ancak kırma makinesi ortamındaki hizmet ömrü 40 ila 60.000 ABD doları daha kısadır. 6.000 çalışma saati üzerinden toplam sahip olma maliyeti: 1.500 saatlik değiştirme aralığıyla 2.500 ABD doları değerinde standart bir tahrik sistemi = 4 değiştirme = 10.000 ABD doları artı 4 gün makine arıza süresi. 3.500 saatlik değiştirme aralığıyla 4.000 ABD doları değerinde titreşime dayanıklı bir tahrik sistemi = 1,7 değiştirme = 6.800 ABD doları artı 2 gün arıza süresi. Daha yüksek başlangıç maliyeti, makine ömrü boyunca 3.200 ABD doları ve 2 gün arıza süresi tasarrufu sağlar; bu da spesifikasyon yükseltmesini arazi temizleme ekipmanı sektöründeki en net yatırım getirisi kararlarından biri haline getirir.
Sıkça Sorulan Sorular
Korea Ever-Power, madencilik sınıfı titreşim direncine, çift konik sızdırmazlığa ve güçlendirilmiş montaja sahip, 5.000 ila 35.000 Nm arasında tork üreten taş kırma tekerlek tahrik sistemleri sunmaktadır.
Editör: Cxm
