Tillämpnings- och urvalskriterier för självsmörjande lager i gruvmaskiner

Gruvmaskiner fungerar i krävande miljöer med höga dammnivåer, tunga påverkningsbelastningar och exponering för frätande ämnen. Traditionella lager upplever ofta nedbrytning av prestanda på grund av fettföroreningar, tätningslitage och relaterade problem. Dessa problem leder till ofta driftstopp för utrustningen, vilket påverkar den totala produktiviteten. Självsmörjande lager, genom användning av självsmörjande material och specifika strukturella konstruktioner, ger förbättrad slit- och korrosionsbeständighet, tillsammans med minskade underhållskrav. Dessa egenskaper har lett till deras ökande användning i gruvutrustningssystem.

1. Applikationsexempel i gruvutrustning

1.1 Shearer skärenhetslager

• Skärande axel : Shearers möter intermittent toppvibration belastas över 100 MPa, och kolgange damm (Mohs hårdhet 4–5) bidrar till påskyndad nötning. I en Shanxi-kolgruva applicerades stålstödda kopparpulver sintrade lager med en volframkarbid (WC) beläggning. Med ett skärdjup på 1 meter mättes lagersliten vid 0,12 mm efter 800 timmars drift - ungefär två gånger livslängden för konventionella lager, med årlig underhållsfrekvens minskade avsevärt.

• Vipparmfogar : Självsmörjande lager med hög krom gjutjärn används vid ledpunkter som möter växlande slagkrafter. Fältprovning av Shenhua -gruppen registrerade en dynamisk belastningskapacitet på 150 kN och en 75% minskning av mekaniska misslyckanden.

1.2 Gruvtransportören Supportlager

• Underjordiska transportörsrullar : Exponering för fukt och fint damm ledde en australisk järnmalmsoperation för att anta självsmörjande lager gjorda av 316L rostfritt stål med MOS₂ (molybden disulfid). I en miljö med en 200 mg/m³ dammkoncentration, med utbytesintervall som sträcker sig från 3 till 18 månader, med underhållsrelaterade kostnader som sänktes med 65%.

• Feljusteringstolerans : Självjusterande sfäriska strukturer möjliggör feljustering av bältet på upp till 5 °. Ett fall från en sydafrikansk guldgruva rapporterade en 40% ökning av livslängden för rullager med den här funktionen.

1.3 Lager i krosskomponenter

• Hammer Crusher Rotor Axles : Utifrån påverkningstryck upp till 80 MPa, en tysk utrustningstillverkare antog multi-lagers sammansatta lager (stålstöd, kopparlegeringslager, PTFE-yta) för kalkstenkrossning. Dessa lager uppnådde över 6 000 timmars drift utan att fastna, vilket visade ungefär tre gånger hållbarheten hos traditionella fettsmörjade lager.

• Käkkrossstoppplattor : I system som hanterar malm som innehåller kvartsand (Mohs hårdhet 7) visade grafit-kopparlegeringslager minimal slitage (mindre än 0,5 mm per år). En Jiangxi koppargruva rapporterade en ökning med 60% i slitmotstånd jämfört med konventionella material.

1.4 Lager för gruvbilsystem

• Upphängningslager : Självsmörjande sfäriska vanliga lager (t.ex. SAE 12-typ) rymmer högfrekventa vibrationer på ojämna gruvvägar. Testning vid en koppargruva i Chile visade förbättrad motstånd mot fretting slitage, minskande årliga lagerutbyten från fyra gånger till en gång.

• Hydraulisk styrguider : Lager tillverkade av polyimid (PI) -material upprätthöll friktionskoefficienter under 0,1 vid temperaturer så låga som -30 ° C. En öppen gjutgruva i inre Mongoliet observerade en 80% minskning av kylväderstyrningssystemfel.

2. Viktiga prestandakrav och urvalskriterier

2.1 Slit- och slagmotstånd

Lagermaterial väljs baserat på malmhårdhet och mekaniska belastningsegenskaper.

Enligt ISO 4378-3 måste gruvanvändningslager tåla minst 500 000 cykler av slagbelastning, tillmötesgående ± 40% belastningsvariation under testning.

2.2 Korrosionsskydd och tätningsintegritet

• Syra vattenförhållanden (pH 3–5) : Lager gjorda med 316L rostfritt stål eller behandlas med nickelplätering används. I pH = 3-lösningstestning visade nickelpläterade ytor en korrosionshastighet under 0,005 mm/år, vilket signifikant överträffade kolstål som korroderades vid cirka 0,2 mm/år.

• Dammskyddskrav : En trippel-tätningsmetod (radiell labyrint, axiell PTFE-läpptätning och yttre dammskydd) blockerar 98% av partiklar> 0,1 mm i storlek. Denna tätningskonfiguration testades i en platinagruva i Sydafrika med konsekvent positiva resultat.

2.3 Driftstemperaturområde

Lager väljs baserat på termiska förhållanden:

2.4 Lastkapacitet och hastighetskompatibilitet

• Låghastighet, tung belastning (t.ex. krossar) : Kopparbaserade sintrade lager med en ytbelastningsgrad på ≥100 MPa, som uppfyller ASTM B438-standarder.

• Höghastighet, vibrerande utrustning (t.ex. skärmar) : Lager med Peek -material möjliggör linjära hastigheter upp till 4 m/s, och överträffar typiska metallalternativ med 60%.

2,5 Kostnads- och driftseffektivitet

Enligt 2023 Global Mining Bearing Market Report , självsmörjande lager leder till en total minskning av driftskostnaderna på 20–30% jämfört med traditionella fettsmörjade lösningar.

• Underhållskostnader för en kolkross sjönk från 580 000 till 230 000 ¥ per år.

• Lagerets ersättningstid på gruvbilar minskade från 6 timmar till 2 timmar per händelse.

3. Branschutveckling och urvalsrekommendationer

3.1 Teknologiska framsteg

• Nanostrukturerade smörjlager : Beläggningar förbättras med volframdisulfid (WS₂) nanoskivor uppnådde friktionskoefficienter så låga som 0,02 i metallmalmkrossningsapplikationer.

• Belastningsanpassande lager : En kanadensisk utveckling introducerade material som svarar på termiska förändringar genom att öka styvheten under påverkan och förbättra strukturellt skydd.

3.2 Praktiska urval överväganden

• Ge preferens till lager som testats till ISO 4378 för glidytor och MT/T 593 för efterlevnad av gruvdrift.

• På grund av driftsmiljöer väljer du lager med interna avstånd 15–20% större än de i standardutrustning för att rymma damm och termisk expansion.

• Begär testdokumentation från leverantörer som inkluderar malmens nötning, fuktighetscykling och långvarig sur exponering (t.ex. 1 000 timmar i frätande media och 5 miljoner belastningscykler).

Zhejiang Mingxu Machinery Manufacturing Co., Ltd. har varit engagerad i utveckling och produktion av självsmörjande lager i mer än tio år, med pågående forskning om gruvutrustningstillämpningar.
För tekniska konsultationer och upphandlingsförfrågningar, kontakta: förfrå[email protected] .