مهره شفت اصلی سنگ شکن مخروطی

تثبیت محوریقفل کردن شفت اصلی به بوش یا محفظه یاتاقان خارج از مرکز، جلوگیری از جابجایی محوری ناشی از ارتعاش فرکانس بالا و بارهای متناوب در حین خردایش.

انتقال بارتوزیع بارهای محوری (تا صدها کیلونیوتن) از مخروط متحرک و شفت اصلی به سیستم یاتاقان، و تضمین انتقال متعادل نیرو.

تنظیم پیش بارگذاری یاتاقانکار با واشرها یا شیم‌ها برای تنظیم پیش‌بار بهینه برای یاتاقان شفت اصلی، کاهش لقی و بهبود پایداری چرخشی.

پیشگیری از آلودگیایجاد آب‌بندی با شفت اصلی و اجزای مجاور برای جلوگیری از ورود گرد و غبار، ذرات سنگ معدن و رطوبت به سیستم یاتاقان و افزایش طول عمر مفید.

بدنه مهرهبخش اصلی سازه، که معمولاً از فولاد آلیاژی با استحکام بالا (مثلاً 42CrMo یا 35CrMo) با طراحی توپر یا توخالی ساخته می‌شود. قطر خارجی آن از 150 میلی‌متر تا 600 میلی‌متر متغیر است و ضخامت دیواره آن بسته به مدل سنگ‌شکن 20 تا 50 میلی‌متر است.

رزوه‌های داخلیرزوه‌های ماشینکاری‌شده دقیق (متریک یا اینچی) که با رزوه‌های خارجی شفت اصلی جفت می‌شوند. رزوه‌ها اغلب با گام درشت (M30-M100) ساخته می‌شوند تا بارهای محوری بالا را تحمل کنند، با تلرانس کلاس 6H برای اتصال محکم.

مکانیزم قفلویژگی‌هایی برای جلوگیری از شل شدن تحت ارتعاش، مانند:

اسلات‌های قفل شوندهشیارهای محیطی روی سطح بیرونی مهره که با پیچ‌های قفل‌کننده روی بوش خارج از مرکز هم‌تراز می‌شوند و چرخش را محدود می‌کنند.

رابط مخروطی: یک نشیمنگاه مخروطی در یک انتها که با یک مخروط متناظر روی شفت اصلی یا یاتاقان جفت می‌شود و چسبندگی تحت بار را افزایش می‌دهد.

سوراخ‌های پیچ را تنظیم کنیدسوراخ‌های رزوه‌دار شعاعی برای پیچ‌های تنظیم که به شفت اصلی فشار می‌آورند و قفل مبتنی بر اصطکاک ایجاد می‌کنند.

سطح اعمال گشتاور: یک پروفیل بیرونی شش ضلعی یا درایو مربعی در سطح بالایی، که امکان اعمال گشتاور از طریق آچار یا ابزار هیدرولیکی را در حین نصب و جداسازی فراهم می‌کند.

شیار آب‌بندی: شیاری محیطی روی سطح داخلی یا خارجی که حلقه اورینگ یا واشر را در خود جای می‌دهد و آب‌بندی با اجزای مجاور را بهبود می‌بخشد.

شانه یا فلنج: یک برآمدگی شعاعی در یک انتها که به عنوان یک مانع عمل می‌کند و عمق فرو رفتن مهره را محدود کرده و موقعیت مناسب آن را نسبت به یاتاقان تضمین می‌کند.

فولاد ریخته‌گری با استحکام بالا (ZG35CrMo) به دلیل خواص مکانیکی عالی خود ترجیح داده می‌شود: استحکام کششی ≥700 مگاپاسکال، استحکام تسلیم ≥500 مگاپاسکال و چقرمگی ضربه ≥35 ژول بر سانتی‌متر مربع. این فولاد قابلیت ماشینکاری و سختی‌پذیری خوبی دارد و برای کاربردهای تحمل بار مناسب است.

یک الگوی دقیق با استفاده از چوب، فوم یا رزین چاپ سه‌بعدی ایجاد می‌شود که قطر بیرونی مهره، رزوه‌های داخلی (ساده‌شده)، ویژگی‌های قفل‌شوندگی و فلنج را تکرار می‌کند. مقادیر انقباض (۱.۵ تا ۲ درصد) اضافه می‌شوند و مقادیر انقباض برای بخش‌های دیواره ضخیم بیشتر است.

این الگو شامل یک هسته برای تشکیل سوراخ داخلی است که دقت ابعادی قطر ریشه رزوه را تضمین می‌کند.

یک قالب ماسه‌ای سبز یا ماسه‌ای پیوند یافته با رزین آماده می‌شود و الگو طوری قرار می‌گیرد که شکل بیرونی و هسته سوراخ داخلی را تشکیل دهد. حفره قالب با یک ماده شوینده نسوز پوشانده می‌شود تا سطح نهایی بهبود یابد و از ورود ماسه جلوگیری شود.

فولاد ریخته‌گری شده در کوره قوس الکتریکی در دمای ۱۵۲۰ تا ۱۵۶۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و ترکیب شیمیایی آن برای ایجاد تعادل بین استحکام و چقرمگی، بین ۰.۳۲ تا ۰.۴۰ درصد کربن، ۰.۸ تا ۱.۱ درصد کروم و ۰.۱۵ تا ۰.۲۵ درصد مولیبدن کنترل می‌شود.

ریختن در دمای ۱۴۸۰ تا ۱۵۲۰ درجه سانتیگراد با استفاده از یک ملاقه و با سرعت جریان ثابت انجام می‌شود تا از تلاطم جلوگیری شود و پر شدن کامل قالب، به ویژه در ویژگی‌های قفل‌شوندگی پیچیده، تضمین شود.

قطعه ریخته‌گری شده به مدت ۴۸ تا ۷۲ ساعت در قالب خنک می‌شود تا تنش حرارتی کاهش یابد، سپس با ویبره برداشته می‌شود. بقایای ماسه با استفاده از شات بلاست (شن فولادی G25) تمیز می‌شوند و زبری سطح Ra25 تا ۵۰ میکرومتر حاصل می‌شود.

نرمال‌سازی (۸۵۰-۹۰۰ درجه سانتی‌گراد، خنک‌شده با هوا) ساختار دانه را اصلاح می‌کند و پس از آن عملیات تمپر (۶۰۰-۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) برای کاهش سختی به ۱۸۰-۲۳۰ اچ بی دبلیو انجام می‌شود که باعث بهبود قابلیت ماشینکاری می‌شود.

قطعه ریخته‌گری شده روی دستگاه تراش سی ان سی نصب می‌شود تا قطر خارجی، سطح فلنج و سطوح بالا/پایین آن ماشینکاری شود و 2 تا 3 میلی‌متر جای خالی برای پرداخت نهایی باقی بماند. ابعاد کلیدی (مثلاً ارتفاع مهره، ضخامت فلنج) تا ±0.2 میلی‌متر کنترل می‌شوند.

رزوه‌های داخلی با استفاده از دستگاه رزوه‌زن یا فرز سی ان سی به صورت خشن‌کاری برش داده می‌شوند و قطر گام در محدوده 0.5 میلی‌متر از اندازه نهایی قرار می‌گیرد. برای مهره‌های بزرگ، از یک ابزار رزوه‌کاری تک‌نقطه‌ای برای ایجاد پروفیل رزوه استفاده می‌شود.

شیارهای قفل شونده با استفاده از دستگاه فرز سی ان سی، با تلرانس عمق (±0.1 میلی‌متر) و فاصله یکنواخت (±0.5 میلی‌متر) در اطراف محیط مهره، روی سطح بیرونی فرزکاری می‌شوند.

سوراخ‌های پیچ تنظیم با تلرانس کلاس 6H و با زاویه عمود (±0.1 میلی‌متر/100 میلی‌متر) نسبت به محور مهره ایجاد و کوبیده می‌شوند تا از درگیری مناسب با شفت اصلی اطمینان حاصل شود.

سطوح رزوه و نواحی تحمل بار مهره تا عمق ۱ تا ۳ میلی‌متر به روش القایی سخت‌کاری می‌شوند و سختی سطحی آنها به اچ آر سی 45-50 می‌رسد که مقاومت در برابر سایش و استحکام رزوه را افزایش می‌دهد.

عملیات تمپر در دمای ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد، تنش پسماند را کاهش می‌دهد و از ترک خوردن در حین ماشینکاری نهایی جلوگیری می‌کند.

رزوه‌های داخلی با استفاده از یک قلاویز یا سنگ فرز دقیق، تا تلرانس کلاس 6H ماشینکاری نهایی می‌شوند و از صافی کناره‌های رزوه و قطر گام صحیح برای جفت شدن مناسب با شفت اصلی اطمینان حاصل می‌شود.

رابط مخروطی (در صورت وجود) با تلرانس زاویه (±0.1°) و زبری سطح را1.6 μm سنگ‌زنی شده است تا آب‌بندی محکمی با شفت اصلی تضمین شود.

سطح اعمال گشتاور (پروفیل شش ضلعی) برای دستیابی به صافی (≤0.05 میلی متر بر متر) و تلرانس ابعادی (±0.1 میلی متر) برای درگیری ایمن آچار، ماشینکاری نهایی شده است.

سطح بیرونی مهره با رنگ ضد زنگ یا آبکاری روی (با ضخامت ۵ تا ۸ میکرومتر) پوشانده شده است تا در برابر خوردگی مقاوم باشد. رزوه‌ها با ترکیب ضد گیرپاژ بر پایه دی‌سولفید مولیبدن پوشش داده می‌شوند تا نصب را تسهیل کرده و از ساییدگی جلوگیری شود.

تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی (طیف‌سنجی) تأیید می‌کند که آلیاژ مطابق با استانداردها است (به عنوان مثال، ZG35CrMo: کربن 0.32-0.40٪، کروم 0.8-1.1٪).

آزمایش سختی (راکول) تضمین می‌کند که سطوح رزوه دارای سختی اچ آر سی 45-50 هستند، در حالی که سختی هسته برای چقرمگی اچ آر سی 25-35 است.

یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات (سی ام ام) پارامترهای کلیدی را بررسی می‌کند: قطر گام رزوه (±0.03 میلی‌متر)، قطر خارجی (±0.1 میلی‌متر) و موقعیت شیار قفل‌شونده.

گیج‌های رزوه (گیج‌های حلقه‌ای) تناسب با رزوه‌های شفت اصلی را تأیید می‌کنند و از درگیری روان و بدون لقی یا گیرش بیش از حد اطمینان حاصل می‌کنند.

آزمایش ذرات مغناطیسی (ام پی تی) ترک‌های سطحی در رزوه‌ها، شیارهای قفل‌شونده و ریشه‌های فلنج را تشخیص می‌دهد و هرگونه نقصی با طول کمتر از 0.5 میلی‌متر منجر به رد قطعه می‌شود.

آزمایش فراصوت (دانشگاه یو تی) روی مهره‌های بزرگ انجام می‌شود تا عیوب داخلی (مثلاً منافذ ناشی از انقباض) در نواحی تحت بار بررسی شود.

آزمایش گشتاور: مهره روی شفت اصلی آزمایش نصب شده و تا ۱۲۰٪ گشتاور نامی محکم می‌شود، و بازرسی پس از آزمایش هیچ گونه تغییر شکل یا ساییدگی رزوه را نشان نمی‌دهد.

آزمایش ارتعاش: مهره به مدت ۲ ساعت تحت ارتعاش با فرکانس ۱۰ تا ۵۰۰ هرتز قرار می‌گیرد، بدون اینکه با استفاده از آچار گشتاور، شل‌شدگی قابل اندازه‌گیری (چرخش کمتر یا مساوی ۰.۰۱ میلی‌متر) مشاهده شود.

برای مهره‌هایی که شیارهای آب‌بندی دارند، یک حلقه O نصب می‌شود و مجموعه با فشار هوا (0.2 مگاپاسکال) آزمایش می‌شود تا از عدم نشتی اطمینان حاصل شود و جلوگیری مؤثر از آلودگی تأیید گردد.