De veiligheidscilinder (ook bekend als de vrijgavecilinder) is een essentieel veiligheidsonderdeel van kegelbrekers, voornamelijk verantwoordelijk voor het beschermen van de apparatuur tegen overbelastingseffectenWanneer niet-breekbare materialen (zoals ijzeren blokken) de breker binnendringen of de materiaalbelasting de limiet overschrijdt, wordt de hydraulische olie in de veiligheidscilinder snel via het overdrukventiel afgevoerd. Hierdoor wordt de bewegende kegel omhoog geduwd, waardoor de opening in de breekkamer groter wordt en vreemde voorwerpen kunnen worden afgevoerd. Nadat de vreemde voorwerpen zijn verwijderd, wordt het hydraulische systeem gereset en keert de bewegende kegel terug naar zijn werkpositie, wat een continue en stabiele werking van de apparatuur garandeert.
De veiligheidscilinder is een hydraulisch aangedreven cilindrisch onderdeel, bestaande uit de volgende kerndelen:
De cilinderlichaam Dient als reservoir voor hydraulische olie en de zuiger, en is bestand tegen interne hydraulische druk. De holle cilindrische structuur vereist een uiterst nauwkeurige bewerking van de binnenwand om een goede afdichting en soepele zuigerbeweging te garanderen. De materialen zijn doorgaans hoogwaardig gietijzer of gegoten staal.
De zuiger Brengt hydraulische kracht over om de bewegende kegel te verplaatsen. Het is een cilindrische structuur die aansluit op de binnenwand van het cilinderlichaam, met de bovenkant verbonden met de drijfstang van de bewegende kegel. Het oppervlak is meestal slijtvast behandeld.
De afdichtingsmontage Voorkomt lekkage van hydraulische olie (zowel inwendig als uitwendig). Het bestaat uit O-ringen, composietafdichtingen (zoals Glyd-ringen, U-cupafdichtingen) en stofafdichtingen, gemonteerd op de zuiger en het uiteinde van de cilinderbehuizing.
De olie-inlaat/-uitlaat Wordt aangesloten op de hydraulische leiding om de injectie en afvoer van hydraulische olie te realiseren. Deze bevindt zich aan de zijwand van de cilinderbehuizing en is voorzien van een schroefdraadinterface (bijv. Britse pijpschroefdraad) die aansluit op het hydraulische systeem.
De geleidehuls Zorgt voor coaxialiteit van de zuigerbeweging en vermindert excentrische slijtage. De huls is aan de buitenzijde van de zuiger aangebracht en is gemaakt van slijtvast gietijzer of een koperlegering, met een nauwkeurigheid van IT7 voor het binnengat.
Sommige modellen zijn uitgerust met een bufferapparaat Om de impact te verminderen tijdens een snelle reset van de zuiger. Deze bestaat uit een bufferbus en een gasklepgat, bevindt zich aan de onderkant van de cilinder en zorgt voor buffering door middel van hydraulische olie.
Kerncomponenten zoals het cilinderlichaam en de zuiger van de veiligheidscilinder worden meestal gevormd door middel van gietprocessen, met de volgende specifieke stroming:
Materiaalkeuze
Cilinderlichaam: Er wordt gekozen voor gietijzer met hoge sterkte (HT300) of nodulair gietijzer (QT500-7). Hiervoor is een treksterkte ≥500MPa en een hardheid van 180-240HBW vereist om hoge drukbestendigheid en vervormingsbestendigheid te garanderen.
Zuiger: Nodulair gietijzer (QT600-3) of gegoten staal (ZG35CrMo) wordt vaak gebruikt en vereist een hoge slijtvastheid en taaiheid.
Ontwerp en productie van matrijzen
Zandvormen (harszand of natriumsilicaatzand) worden gemaakt volgens onderdeeltekeningen, met een bewerkingstolerantie van 3-5 mm. Redelijke stijgbuizen en sluizen zijn ontworpen om krimpholtes en porositeit te voorkomen. Bij cilinderlichaamvormen moet de cilindriciteit van de binnenholte gegarandeerd zijn om ellipticiteit of buiging na het gieten te voorkomen.
Smelten en gieten
Gietijzer smelten: Er wordt een inductieoven met middelhoge frequentie gebruikt, waarbij de temperatuur van het gesmolten ijzer wordt geregeld op 1450-1500 °C. De chemische samenstelling (bijv. koolstof: 3,2-3,6%, silicium: 1,8-2,2%) wordt aangepast om de vloeibaarheid en mechanische eigenschappen te garanderen.
Gieten: Er wordt gebruikgemaakt van een systeem waarbij de gietsnelheid van onderaf wordt geregeld op 5-8 kg/s om slakmeesleping te voorkomen. Na het gieten wordt het gietstuk langzaam afgekoeld in de oven tot onder de 200 °C om interne spanningen te verminderen.
Uitschudden en schoonmaken
Na afkoeling tot kamertemperatuur wordt de zandmal verwijderd door middel van trillen. De risers en gates worden gereinigd door middel van autogeen snijden of slijpen, waarbij een resthoogte van ≤ 1 mm vereist is.
Warmtebehandeling
Cilinderlichaam: Spanningsarm gloeien wordt uitgevoerd door verhitting tot 550-600℃, 2-3 uur aanhouden en langzaam afkoelen tot 200℃ vóór het draaien om gietspanning te elimineren en vervorming na het bewerken te voorkomen.
Zuiger: Als het van gegoten staal is, wordt het normaliseren uitgevoerd door verhitting tot 850-900℃, deze temperatuur 1 uur aan te houden en vervolgens aan de lucht te koelen om de korrels te verfijnen en de taaiheid te verbeteren.
Gietinspectie
Visuele inspectie: controleer of er geen scheuren, krimpholtes of zandgaten zijn.
Niet-destructief onderzoek: Ultrasoon onderzoek (UT) wordt toegepast op kritische gebieden (bijv. de binnenwand van de cilinder) met een dekking van 100%, waarbij poriën of insluitsels ≥φ3 mm worden uitgesloten.
Om aan de ontwerpnauwkeurigheid te voldoen, moeten gietstukken machinaal worden bewerkt. Het specifieke proces is als volgt:
Ruwe bewerking
Cilinderlichaam: Draaien van de buitencirkel, het kopvlak en de binnenholte, waarbij een nabewerkingsmarge van 1-2 mm wordt aangehouden; boren en tappen van de schroefdraad van de olie-inlaat/-uitlaat (bijv. G1/2).
Zuiger: Draaien van de buitencirkel en kopvlak, bewerken van groeven voor afdichtingen (breedte- en dieptetolerantie ±0,05 mm).
Afwerking
Binnenwand van de cilinder: honen om een oppervlakteruwheid van Ra0,8-1,6 μm, cilindriciteit ≤0,01 mm/m en diametertolerantie van IT7-kwaliteit te bereiken.
Buitencirkel van de zuiger: Precisiegeslepen tot Ra1,6μm, waarbij de speling met de cilinderbinnenwand wordt geregeld op 0,03-0,08 mm (aangepast op basis van de viscositeit van de hydraulische olie).
Geleidingshuls: Precisieboren + honen van het binnengat om de juiste pasvorm met de zuiger te garanderen.
Oppervlaktebehandeling
Buitenoppervlak van de cilinder: schilderen (primer + toplaag) of galvaniseren (verzinken en passiveren) voor corrosiebestendigheid; de binnenruimte blijft onbehandeld (gesmeerd met hydraulische olie).
Zuigeroppervlak: Hardverchromen (dikte 0,05-0,1 mm), gevolgd door precisieslijpen om de maatnauwkeurigheid te garanderen en de slijtvastheid te verbeteren.
Montage
Het installeren van de afdichtingsset: monteer de stofafdichtingen, hoofdafdichtingen (bijv. Glyd-ringen) en geleidingsringen opeenvolgend, waarbij u ervoor zorgt dat er geen vervorming of krassen ontstaan.
Zuiger en cilinder monteren: Duw de zuiger langzaam om schade aan de afdichtingen te voorkomen en controleer of de zuiger soepel beweegt (geen vastlopen).
De kwaliteit van de veiligheidscilinder heeft rechtstreeks invloed op de veiligheidsprestaties van de breker en vereist strikte controle op de volgende schakels:
Inspectie van grondstoffen
Analyse van chemische samenstelling: met behulp van een spectrometer worden elementen zoals koolstof, silicium en mangaan in gietijzer/gegoten staal gedetecteerd, om naleving van materiaalnormen te garanderen.
Testen van mechanische eigenschappen: bemonstering voor trekproeven (meten van treksterkte en rek) en hardheidstests (Brinell-hardheidsmeter).
Inspectie van de bewerkingsnauwkeurigheid
Maatnauwkeurigheid: Inspectie van de binnendiameter van de cilinder en de buitendiameter van de zuiger met behulp van interne en externe micrometers, met toleranties binnen IT7-klasse.
Geometrische tolerantie: met behulp van een rondheidsmeter wordt de rondheid van de binnenwand van de cilinder gecontroleerd en met een meetklok wordt de rechtheid van de zuiger getest (≤0,02 mm/m).
Oppervlaktekwaliteit: Met behulp van een ruwheidsmeter worden de Ra-waarden gemeten. Visuele inspectie zorgt ervoor dat er geen afbladdering of gaatjes in de chroomlaag zitten.
Hydraulische prestatietesten
Afdichtingstest: druk vasthouden bij nominale werkdruk (meestal 10-20 MPa) gedurende 30 minuten, met lekkage ≤0,1 ml/min.
Bedrijfstest: Simulatie van overbelastingsomstandigheden, injectie van hydraulische olie, observeren van soepel heffen/dalen van de zuiger en nauwkeurigheidsfout ≤0,5 mm.
Vermoeidheidslevensduurtest
Bemonstering gedurende meer dan 100.000 heen-en-weergaande cycli, inspectie van slijtage van afdichtingen na testen en detectie van scheuren in de cilinder via magnetische deeltjestests.
Fabrieksinspectie
Bij elke veiligheidscilinder moet een inspectierapport worden gevoegd met gegevens over de afmetingen en de prestaties. Niet-goedgekeurde producten mogen de fabriek niet verlaten.
De veiligheidscilinder is dé veiligheidsbarrière van kegelbrekers. Het structurele ontwerp moet een evenwicht vinden tussen sterkte en afdichting, waarbij giet- en bewerkingsprocessen hoge precisie en slijtvastheid garanderen. Kwaliteitscontrole omvat het gehele proces, van grondstoffen tot verwerking en assemblage. Een doordacht processchema zorgt ervoor dat de veiligheidscilinder snel reageert op overbelasting, waardoor de levensduur van de breker wordt verlengd.
