يُعد المحرك الهيدروليكي في الكسارة المخروطية مكونًا أساسيًا للطاقة، إذ يُحوّل الطاقة الهيدروليكية (من النظام الهيدروليكي) إلى طاقة دوران ميكانيكية. ويُشغّل المحرك بشكل أساسي وظائف مساعدة، مثل ضبط إعدادات تفريغ الكسارة (عبر تحريك العمود الرئيسي أو ضبط فجوة التكسير)، والتحكم في إعادة ضبط أسطوانة الأمان بعد التحميل الزائد. ويضمن عزم الدوران العالي والتحكم الدقيق في السرعة ضبطًا سلسًا لعملية التكسير، مما يُعزز كفاءة التشغيل والقدرة على التكيف مع خصائص المواد المختلفة.
عادةً ما تكون محركات الكسارة المخروطية الهيدروليكية عبارة عن محركات مكبس محوري عالية الضغط أو محركات دوارة، وتتكون من المكونات الأساسية التالية:
غطاء المحرك: غلاف خارجي صلب يحيط بالأجزاء الداخلية ويتحمل ضغط النظام. يُصنع عادةً من الحديد الزهر عالي القوة (اتش تي 300) أو الفولاذ المصبوب (ZG270-500)، ويتميز بفتحات لدخول وخروج الزيت الهيدروليكي وحواف تثبيت للتثبيت الثابت.
عمود دوار (عمود إخراج): ينقل عزم الدوران إلى المكونات المتصلة (مثل تروس الضبط). يُصنع من فولاذ سبائكي (40Cr) ذو صلابة سطح عالية (50-55 حقوق الإنسان) لمقاومة التآكل، وغالبًا ما يكون طرفه مزودًا بمفتاح أو سن لنقل عزم الدوران.
مجموعة المكبس (لمحركات المكبس المحوري)يتكون من مكابس، وكتلة أسطوانات، وصفيحة متأرجحة. تنزلق المكابس في تجاويف كتلة الأسطوانات، مدفوعةً بالضغط الهيدروليكي؛ وتحدد زاوية الصفيحة المتأرجحة شوط المكبس وسرعة خرجه. في محركات الدوران، يُستبدل هذا بدوار داخلي (بأسنان أقل) ودوار خارجي (بأسنان أكثر) يتشابكان لتكوين حجرات السوائل.
لوحة الصمام: يتحكم في اتجاه تدفق الزيت الهيدروليكي داخل وخارج كتلة الأسطوانة، مما يضمن استمرارية الدوران. مصنوع من مواد مقاومة للتآكل (مثل سبائك البرونز أو الفولاذ المقوى) ومُصقول بدقة لتقليل التسرب.
مكونات الختمتشمل الحلقات الدائرية (O-حلقات)، وأختام المكبس، وأختام العمود (مثل أختام الشفة) لمنع تسرب الزيت الداخلي والخارجي. تُصنع عادةً من مطاط النتريل (إن بي آر) أو البولي يوريثان (بولي يوريثين) لمقاومة الضغط العالي والزيت الهيدروليكي.
المحامل: لدعم عمود الدوران وتقليل الاحتكاك. تُستخدم عادةً محامل أسطوانية مخروطية أو محامل كروية ذات أخدود عميق، وهي مُختارة لتحمل أحمال شعاعية ومحورية عالية.
آلية الزنبرك (في بعض الموديلات):يحافظ على الاتصال بين لوحة الصمام وكتلة الأسطوانة، مما يضمن الإغلاق الفعال حتى في ظل تقلبات الضغط.
يخضع غلاف المحرك، وهو أحد المكونات الأساسية المصبوبة، لخطوات الصب التالية:
اختيار المواد:اختر الحديد الزهر الرمادي اتش تي 300 لقابليته الممتازة للصب، وتخميد الاهتزازات، وقابليته للتصنيع، أو الفولاذ المصبوب ZG270-500 لمقاومة الضغط الأعلى (حتى 30 ميجا باسكال).
صناعة النماذج والقوالباصنع نموذجًا خشبيًا أو معدنيًا يُحاكي هندسة الغلاف، بما في ذلك منافذ الزيت، والحواف، والتجاويف الداخلية. تُشكَّل قوالب رملية (مُلصقة بالراتنج لمزيد من الدقة) حول النموذج، مع وجود أنوية لتشكيل الممرات الداخلية.
الذوبان والصببالنسبة للحديد الزهر، يُصهر في فرن حثي عند درجة حرارة تتراوح بين ١٤٠٠ و١٤٥٠ درجة مئوية، مع ضبط نسبة الكربون (٣.٢-٣.٦٪) والسيليكون (١.٨-٢.٢٪). يُسكب المعدن المنصهر في القالب عبر نظام بوابات لتجنب الاضطراب، مما يضمن ملء الأجزاء رقيقة الجدران بالكامل.
التبريد والرج: اترك الصب يبرد ببطء في القالب لتقليل الضغط الداخلي، ثم أزل الرمل بالاهتزاز. قُسِّم الرافعات والبوابات للحصول على الشكل الخشن.
المعالجة الحرارية: يُجرى التلدين لتخفيف الإجهاد على أغلفة الحديد الزهر (٥٥٠-٦٠٠ درجة مئوية لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات) لإزالة الإجهاد المتبقي من عملية الصب. قد تخضع أغلفة الفولاذ المصبوب لعملية تطبيع (٨٥٠-٩٠٠ درجة مئوية) لتحسين بنية الحبيبات.
فحص الصب: افحص عيوب السطح (الشقوق، ثقوب الرمل) بصريًا. استخدم الموجات فوق الصوتية للكشف عن العيوب الداخلية، مع التأكد من عدم وجود مسام أو شوائب يزيد حجمها عن φ2 مم في المناطق المعرضة للضغط.
تصنيع الإسكان:
التشغيل الخشناستخدم مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر لتدوير السطح الخارجي، والحواف، وخيوط فتحة الزيت، مع ترك مسافة تشطيب تتراوح بين ١ و٢ مم. قم بطحن ثقوب التركيب وتنظيف التجاويف الداخلية.
تشطيب الآلات: تم ثقب التجويف الداخلي بدقة (لتركيب المحمل والدوار) وفقًا لمعيار تكنولوجيا المعلومات 7، مع خشونة سطح تتراوح بين 1.6 و3.2 ميكرومتر. لضمان إحكام الغلق باستخدام التجهيزات الهيدروليكية، تم تركيب فتحات زيت الصنبور.
تشغيل العمود الدوار:
التشكيل:تسخين سبائك الفولاذ 40Cr إلى 1100-1200 درجة مئوية، ثم تشكيلها في فراغات العمود، ثم تطبيعها لتخفيف الضغط.
الخراطة والطحن:أدر العمود بشكل خشن، ثم اصقل بدقة محاور المحامل ومناطق السنون/الفتحات الرئيسية وفقًا لمعيار تكنولوجيا المعلومات 6. تُحقق صلابة السطح عن طريق التبريد والتسخين (50-55 حقوق الإنسان).
تشغيل المكبس وكتلة الأسطوانات (لمحركات المكبس المحوري):
يتم تصنيع المكابس من سبائك الألومنيوم أو الفولاذ عالي القوة، مع أقطار خارجية دقيقة (را0.8 ميكرومتر) لتناسب فتحات الأسطوانات.
يتم حفر كتل الأسطوانات لتجويفات المكبس، مع أسطح مصقولة لضمان توزيع الزيت بشكل موحد وتقليل الاحتكاك.
حَشد:
قم بتركيب المحامل داخل الهيكل وقم بتركيب العمود الدوار، مع ضمان الخلوص المحوري المناسب (0.03–0.08 ملم).
قم بتثبيت مجموعة المكبس، ولوحة الدوران (أو مجموعة الدوار)، ولوحة الصمام، مع التحقق من الدوران السلس تحت الاختبار اليدوي.
قم بتركيب مكونات الختم وتوصيل المنافذ الهيدروليكية، ثم اختبرها بحثًا عن التسريبات تحت الضغط (1.5 مرة الضغط المقدر لمدة 30 دقيقة).
اختبار الموادالتحقق من التركيب الكيميائي للمسبوكات وسبائك الفولاذ باستخدام مطيافية الصب. اختبار الخواص الميكانيكية (قوة الشد، الصلابة) لضمان استيفاء معايير المواد.
دقة الأبعاداستخدم آلات القياس الإحداثية (آلة قياس الإحداثيات) لفحص قطر تجويف الغلاف، وامتداد العمود، وخلوص كتلة المكبس/الأسطوانة. تأكد من أن فتحات المفاتيح والأسناد تلبي متطلبات التفاوت (±0.02 مم).
اختبار الضغط والتسرب:إخضاع المحركات المُجمّعة لاختبارات ضغط (الضغط المُصنّف + ٥٠٪) للتحقق من وجود تسريبات. قِس معدل تدفق الزيت وانخفاض الضغط للتأكد من توافق الأداء مع مواصفات التصميم.
اختبار الأداء:قم بتشغيل المحرك تحت ظروف السرعة وعزم الدوران المقدرة لتقييم دقة الإخراج ومستويات الضوضاء (<85 ديسيبل) وارتفاع درجة الحرارة (<40 درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة).
اختبار التعب:قم بإجراء أكثر من 10000 دورة تشغيل بدء وإيقاف تحت الحمل الكامل لتقييم متانة الأختام والمحامل والمكونات الهيكلية.
من خلال الالتزام بهذه العمليات، يوفر المحرك الهيدروليكي أداءً موثوقًا به، مما يضمن التحكم الدقيق في عمليات كسارة المخروط في ظل الظروف الشاقة.
1. النظام الهيدروليكي للكسارة المخروطية حماية من الحمل الزائد
تُستخدم الكسارات المخروطية حاليًا على نطاق واسع في صناعات مثل التعدين والبناء والمواد الحرارية. تُستخدم لتكسير خامات مختلفة، نظرًا لصلابتها واختلاف خصائصها. لا شك أن الكسارات المخروطية ستتعرض لأعطال ناتجة عن التحميل الزائد أثناء التشغيل. يتطلب ذلك نظامًا هيدروليكيًا متطورًا لحماية الكسارة المخروطية من التحميل الزائد لضمان تشغيل آمن ومستقر للمعدات، مما يضمن الإنتاج ويقلل من معدل الأعطال. فيما يلي مزايا نظام الحماية الهيدروليكي للكسارة المخروطية من التحميل الزائد:
أ. يمنع ظاهرة تشوه الانحناء، والكسر الجزئي للأجزاء، وتشويش عمود النقل.
ب. ليس فقط أنه مريح ودقيق عند التحكم في منفذ تفريغ الكسارة وضبطه، ولكن أيضًا يمكن للنظام الهيدروليكي ضمان التشغيل الآمن للمعدات بشكل فعال.
ج. يُمكّن النظام الهيدروليكي المخروط المتحرك من التحرك للأسفل تلقائيًا عند وجود جسم غريب في حجرة التكسير. يُعيد النظام ضبط المخروط المتحرك تلقائيًا عند تفريغ الجسم الغريب. أعد تثبيت منفذ التفريغ الأصلي لمواصلة العمل. لا حاجة لاستبدال القطع، فهو اقتصادي وموفر للوقت.
د. إنه مناسب للتشغيل والتحكم بواسطة الكمبيوتر الصغير، ويسهل تحقيق أتمتة عملية التكسير.
2. النظام الهيدروليكي للكسارة المخروطية ينتج عواقب
أ. الشوائب الناتجة عن أكسدة الزيت: بعد أكسدة الزيت عند درجة حرارة عالية، تتشكل شوائب مثل الصمغ والإسفلت، مما يسد الثقوب والفجوات الصغيرة في المكونات الهيدروليكية، مما يؤدي إلى عدم استقرار صمام الضغط في ضبط الضغط ومعدل التدفق. كما يعلق صمام الاتجاه ولا يتغير اتجاهه، ويتمدد الأنبوب المعدني وينثني، مما قد يؤدي إلى تمزقه وظهور العديد من العيوب الأخرى.
ب. تتمدد أجزاء النظام الهيدروليكي بسبب ارتفاع درجة الحرارة: فدرجة حرارة الزيت مرتفعة للغاية، مما يسبب تشوهًا حراريًا، مما يجعل الفجوة بين الأجزاء المتحركة نسبيًا ذات معاملات التمدد الحراري المختلفة أصغر، أو حتى التشويش، مما يؤدي إلى فقدان الأجزاء لقدرتها على العمل.
ج. تسريع تلف الأختام: ستؤدي درجة حرارة الزيت المرتفعة جدًا إلى تليين الأختام المطاطية وتورمها وتصلبها وتشققها وما إلى ذلك، مما يقلل من عمرها الافتراضي ويفقد أداء الختم ويسبب التسرب، وسيؤدي التسرب إلى زيادة درجة الحرارة وزيادة درجة الحرارة المرتفعة.
د. تنخفض لزوجة زيت الهيدروليك: ترتفع درجة حرارة الزيت، وتنخفض لزوجته، ويزداد التسرب، وتنخفض كفاءة الحجم. مع انخفاض لزوجة الزيت، يصبح غشاء الزيت على صمام الانزلاق والأجزاء المتحركة الأخرى أرقّ وأكثر تشققًا، وتزداد مقاومة الاحتكاك، مما يؤدي إلى زيادة التآكل وسخونة النظام وارتفاع درجة الحرارة. تشير الإحصائيات إلى أن العمر الافتراضي الثابت للزيت ينخفض بمقدار 10 مرات مع كل ارتفاع في درجة حرارة الزيت بمقدار 15 درجة مئوية.
هـ. يؤدي انخفاض ضغط فصل الهواء إلى فيضان الزيت: ترتفع درجة حرارة الزيت، وينخفض ضغط فصل الهواء عن الزيت، ويتدفق الهواء المذاب في الزيت، مما يؤدي إلى ظهور جيوب هوائية، مما يؤدي إلى انخفاض أداء عمل النظام الهيدروليكي.
3. النظام الهيدروليكي للكسارة المخروطية أسباب الزيادة
أ. تصميم غير مناسب للنظام الهيدروليكي: نتيجةً لاختيار غير مناسب لمواصفات المكونات الهيدروليكية في النظام الهيدروليكي؛ أو تصميم غير مناسب للأنابيب في النظام الهيدروليكي؛ أو وجود دوائر أو مكونات هيدروليكية زائدة؛ أو ظروف غير مناسبة، مثل عدم وجود دائرة تفريغ في النظام الهيدروليكي، حدثت أعطال مختلفة. مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة النظام، مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت.
ب. اختيار غير صحيح للزيت: يتميز الزيت المختار بلزوجة غير مناسبة، ولزوجة عالية، وفقدان كبير في الاحتكاك الداخلي. إذا كانت اللزوجة منخفضة جدًا، سيزداد التسرب، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لعدم تنظيف أو صيانة أنابيب النظام لفترة طويلة، فإن الجدار الداخلي للأنابيب يتحمل الأوساخ، مما يزيد من مقاومة تدفق الزيت، ويستهلك طاقة لرفع درجة حرارة الزيت.
ج. تلوث شديد: بيئة موقع البناء قاسية. مع زيادة ساعات عمل الآلة، تختلط الشوائب والأوساخ بسهولة بالزيت. يدخل زيت الهيدروليك الملوث إلى فجوة المطابقة في المضخة والمحرك والصمام، مما يؤدي إلى خدش وإتلاف سطح المطابقة. كما أن دقة وخشونة المنتج تزيدان من التسرب وارتفاع درجة حرارة الزيت.
د. مستوى الزيت في خزان الزيت الهيدروليكي منخفض جدًا: إذا كانت كمية الزيت في خزان الزيت الهيدروليكي صغيرة جدًا، فلن يكون لدى النظام الهيدروليكي تدفق كافٍ لإزالة الحرارة الناتجة عنه، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الزيت.
هـ. الهواء المختلط في النظام الهيدروليكي: سيتدفق الهواء المختلط بالزيت الهيدروليكي من الزيت، مُشكِّلاً فقاعات في منطقة الضغط المنخفض. عند انتقاله إلى منطقة الضغط العالي، سيتكسر الزيت عالي الضغط هذه الفقاعات، وتُضغط بسرعة، مُطلقةً كمية كبيرة من الحرارة، مما يُؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت.
و. انسداد فلتر الزيت: عندما تمر الجزيئات الكاشطة والشوائب والغبار عبر فلتر الزيت، سيتم امتصاصها على عنصر فلتر الزيت، مما سيزيد من مقاومة امتصاص الزيت واستهلاك الطاقة، مما يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الزيت.
ز. نظام تبريد الزيت الهيدروليكي لا يعمل بكفاءة: عادةً ما يُستخدم مبرد زيت مبرد بالماء أو بالهواء لتبريد درجة حرارة زيت النظام الهيدروليكي بقوة. تُقلل المبردات المبردة بالماء من معامل تبديد الحرارة بسبب اتساخ مشتتات الحرارة أو ضعف دوران الماء؛ بينما تُسد المبردات المبردة بالهواء فجوات مشتت الحرارة بسبب التلوث الزائد بالزيت، مما يُصعّب على المراوح تبديد الحرارة. ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت.
ح. الأجزاء متآكلة بشدة: تروس مضخة التروس، وجسم المضخة واللوحة الجانبية، وكتلة الأسطوانة ولوحة صمام مضخة المكبس والمحرك، وفتحة الأسطوانة والمكبس، وساق الصمام وجسم صمام الرجوع، إلخ. الفجوة مسدودة، وسيؤدي تآكل هذه المكونات إلى زيادة التسرب الداخلي وارتفاع درجة حرارة الزيت.
1. درجة حرارة المحيط مرتفعة للغاية: درجة حرارة المحيط مرتفعة، ووقت تشغيل الماكينة طويل للغاية، وبعض الأسباب قد تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت.
4. النظام الهيدروليكي للكسارة المخروطية الإجراءات الوقائية
يؤدي ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي للكسارة المخروطية إلى سلسلة من الأعطال، مثل شيخوخة وتلف أختام الكسارة المخروطية، وتقصير عمرها الافتراضي، وانخفاض أدائها. لذلك، من الضروري اتخاذ تدابير وقائية ضد ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي بشكل مفرط للكسارة المخروطية.
١. اختيار زيت هيدروليكي مناسب: اختر ماركة الزيت المناسبة، واستخدم زيتًا هيدروليكيًا خاصًا لبعض المعدات ذات المتطلبات الخاصة. للتشغيل طويل الأمد تحت الأحمال العالية ووقت تغيير الزيت الطويل، يجب اختيار زيت هيدروليكي جيد مقاوم للتآكل.
٢. الاستبدال الدوري للوسط الهيدروليكي: الاستبدال الدوري للوسط الهيدروليكي: غالبًا ما يتلف الوسط الهيدروليكي نتيجةً لعوامل مثل الاستحلاب والتفاعل الحراري أثناء الاستخدام. لذلك، يلزم إجراء استبدال دوري، عادةً كل عام تقريبًا، ونظام المؤازرة كل ثمانية أشهر تقريبًا.
3. يجب ملء مضخة الزيت بالزيت: عندما تعمل المعدات في البداية، يجب ملء الزيت في فتحة الزيت في مضخة الهيدروليك ويجب تدوير الوصلة بين المضخة الهيدروليكية والمحرك يدويًا لبضع لفات، بحيث تكون المضخة مليئة بالزيت لتجنب استنشاق الهواء أو، بسبب نقص التشحيم، يتم توليد الحرارة تحت الدوران عالي السرعة، مما سيزيد من درجة حرارة الزيت وحتى تآكل المكونات.
٤. اختيار مُبرّد مناسب: يرتبط اختيار المُبرّد بفقدان الطاقة. لقياس فقدان الطاقة في المعدات والآلات الحالية، يُقاس ارتفاع درجة حرارة الزيت خلال فترة زمنية مُحددة، ثم يُحسب فقدان الطاقة بناءً على ارتفاع درجة حرارة الزيت. على سبيل المثال: سعة خزان الزيت ٤٠٠ لتر، وترتفع درجة حرارة الزيت من ٢٠ درجة مئوية إلى ٧٠ درجة مئوية خلال ساعتين، ودرجة الحرارة المحيطة ٣٠ درجة مئوية، ودرجة حرارة الزيت المُتوقعة ٦٠ درجة مئوية.
5. قم باستبدال عنصر الفلتر بانتظام للتأكد من أن الزيت نظيف وأن مسار الزيت غير مسدود.
٦. يجب عدم تجاوز الضغط المُصنّف: يجب ألا يكون ضغط النظام مرتفعًا جدًا. أولًا، يجب أن يفي بمتطلبات المُشغّل، وألا يتجاوز الضغط المُصنّف عمومًا. يُستخدم صمام فيض النظام كصمام أمان لمنع التحميل الزائد على النظام الهيدروليكي، ويجب أن يكون ضغطه المُحدّد أعلى بنسبة ٨٪ إلى ١٠٪ من ضغط خرج المضخة الهيدروليكية.
7. يجب أن تتمتع معدات النظام الهيدروليكي بظروف تهوية جيدة.
5. النظام الهيدروليكي للكسارة المخروطية يمنع الهواء
بعد دخول النظام الهيدروليكي إلى الهواء، يُسبب ذلك استحلاب زيت الكسارة المخروطية الهيدروليكية، مما يُضعف أداء الزيت. يتغير حجم الهواء الداخل إلى الزيت مع ضغط النظام ودرجة حرارة الكسارة، مما يُعيق حركة تدفق السوائل. تُسبب الكسارة توقفًا مفاجئًا للمشغلات الهيدروليكية وحركتها، وتباطؤًا في سرعتها، وضعفًا في قوتها أثناء التشغيل. عادةً ما نُطلق على هذه الظاهرة اسم "زحف العمل". لا تُضعف ظاهرة زحف الكسارة استقرار النظام الهيدروليكي فحسب، بل تُسبب أحيانًا اهتزازًا وضوضاء. لذلك، من الضروري منع دخول الهواء إلى النظام الهيدروليكي بشكل صارم. الطرق المُحددة هي كما يلي:
