توپ سر سنگ شکن مخروطی

پشتیبانی بار محوری: تحمل بارهای عمودی تولید شده در حین خردایش (تا ده‌ها هزار کیلونیوتن) و انتقال آنها به قاب بالایی یا حلقه تنظیم، و اطمینان از حفظ موقعیت عمودی مخروط متحرک.

هدایت چرخشی: به عنوان نقطه محوری برای چرخش خارج از مرکز مخروط متحرک عمل می‌کند و امکان نوسان نرم (با دامنه ۵ تا ۲۰ میلی‌متر) را فراهم می‌کند و در عین حال جابجایی جانبی را به حداقل می‌رساند.

کاهش سایش: ایجاد یک سطح سخت شده و کم اصطکاک که با یاتاقان یا سوکت بالایی در تماس است و سایش ناشی از حرکت مداوم را کاهش می‌دهد.

تعمیر و نگهداری هم‌ترازیاطمینان از اینکه مخروط متحرک با مخروط مقعر (ثابت) هم‌مرکز باقی می‌ماند، دقت شکاف خردایش را حفظ می‌کند و از سایش ناهموار در هر دو جزء جلوگیری می‌کند.

سر توپ: یک نوک نیم‌کره یا کروی با شعاعی از ۵۰ میلی‌متر تا ۳۰۰ میلی‌متر، بسته به اندازه سنگ‌شکن. از فولاد کروم‌دار پرکربن (مثلاً GCr15) یا فولاد آلیاژی (42CrMo) با سطح سخت‌شده (اچ آر سی 58–62) ساخته شده است.

گردن شفت: یک بخش استوانه‌ای یا مخروطی که سر گوی را به بدنه مخروطی متحرک متصل می‌کند، با قطری ۱.۵ تا ۲ برابر شعاع سر گوی. اغلب برای یکپارچگی ساختاری، به صورت یک قطعه واحد با سر گوی آهنگری می‌شود.

فیله انتقالیگوشه‌ای گرد (با شعاع ۱۰ تا ۳۰ میلی‌متر) بین سر گوی و گردن شفت، که برای کاهش تمرکز تنش و جلوگیری از ترک‌خوردگی ناشی از خستگی تحت بارهای چرخه‌ای طراحی شده است.

شیار روانکاریشیاری محیطی نزدیک به پایه سرسیلندر که روان‌کننده (گریس یا روغن) را در خود نگه می‌دارد و یک لایه پیوسته بین سرسیلندر و یاتاقان بالایی ایجاد می‌کند. عمق این شیار ۲ تا ۵ میلی‌متر و عرض آن ۵ تا ۱۰ میلی‌متر است.

رزوه‌های نصب/جاکلیدیویژگی‌های اختیاری روی گردن شفت برای محکم کردن گوی سرسیلندر به مخروط متحرک، با رزوه (کلاس 6g) یا شیار (ایزو 4156) که انتقال گشتاور را تسهیل می‌کند.

لایه سخت شدهیک لایه سخت‌کاری‌شده با ضخامت ۲ تا ۵ میلی‌متر روی سطح سر توپی که از طریق کربن‌دهی یا سخت‌کاری القایی ایجاد می‌شود، تا مقاومت سایشی (سطح اچ آر سی 58-62) را با چقرمگی هسته (اچ آر سی 25-35) متعادل کند.

انتخاب موادفولاد کروم دار پرکربن (GCr15) به دلیل مقاومت عالی در برابر سایش و عمر خستگی ترجیح داده می‌شود. ترکیب شیمیایی: کربن 0.95-1.05%، کروم 1.3-1.65%، منگنز ≤0.4%، سیلیسیم ≤0.35%.

آماده سازی بیلتشمش‌های فولادی به وزن (10 تا 50 کیلوگرم) برش داده می‌شوند و در یک کوره پیوسته تا دمای 1100 تا 1200 درجه سانتیگراد حرارت داده می‌شوند تا توزیع یکنواخت دما تضمین شود.

ناراحت کردن و شکل دادنشمش گرم شده برای کاهش ارتفاع و افزایش قطر، واژگون می‌شود، سپس با استفاده از آهنگری قالب بسته به شکل یک پیش‌ساز با شکل کروی خشن آهنگری می‌شود. این فرآیند ساختار دانه‌بندی را اصلاح کرده و جریان فلز را با جهت تنش قطعه همسو می‌کند.

آهنگری نهاییپیش‌سازه تا دمای ۱۰۵۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد دوباره گرم شده و به شکل نهایی فورج می‌شود، و سر گوی و گردن شفت در یک عملیات واحد شکل داده می‌شوند تا دقت ابعادی (±۱ میلی‌متر) تضمین شود.

انتخاب موادفولاد ریخته‌گری آلیاژی (ZG42CrMo) با استحکام کششی ≥600 مگاپاسکال و چقرمگی ضربه ≥30 ژول بر سانتی‌متر مربع استفاده شده است.

ریخته‌گری دقیقبرای هندسه‌های پیچیده، از الگوهای مومی برای ساخت قالب‌های سرامیکی استفاده می‌شود. فولاد مذاب (۱۵۲۰ تا ۱۵۶۰ درجه سانتیگراد) در قالب‌ها ریخته می‌شود و قطعاتی تقریباً به شکل نهایی با حداقل ماشینکاری مورد نیاز تولید می‌شوند.

قطعه خام آهنگری شده یا ریخته‌گری شده روی دستگاه تراش سی ان سی نصب می‌شود تا گردن شفت، فیله انتقالی و شکل اولیه سر گوی ماشینکاری شود و ۱ تا ۲ میلی‌متر جای خالی برای پرداخت نهایی باقی بماند.

کوئنچ و تمپرینگبرای GCr15، قطعه خام تا دمای 830 تا 860 درجه سانتیگراد گرم می‌شود، در روغن کوئنچ می‌شود، سپس در دمای 150 تا 200 درجه سانتیگراد تمپر می‌شود تا به سختی هسته اچ آر سی 25 تا 35 برسد.

سخت شدن سطحسر گوی به صورت القایی (با فرکانس ۱۰ تا ۵۰ کیلوهرتز) سخت‌کاری می‌شود تا سطح آن تا ۸۵۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد گرم شود و سپس در آب سرد می‌شود که منجر به ایجاد یک لایه سخت‌شده (به عمق ۲ تا ۵ میلی‌متر) با اچ آر سی 58 تا ۶۲ می‌شود.

سنگ زنی سر ساچمه اییک دستگاه سنگ‌زنی کروی سی ان سی، سر توپی را برای دستیابی به زبری سطح را0.1-0.4 میکرومتر و تلرانس کروی (≤0.01 میلی‌متر) ماشینکاری می‌کند و از تطابق مناسب با یاتاقان بالایی اطمینان حاصل می‌کند.

پرداخت نهایی گردن شفتگردن شفت تا تلرانس استوانه‌ای آی تی۶ سنگ‌زنی شده است، با زبری سطح را0.8 میکرومتر، که نصب ایمن آن را بر روی مخروط متحرک تسهیل می‌کند.

ماشینکاری شیارشیار روانکاری با عمق و عرض دقیق برای بهینه سازی احتباس روانکار، فرزکاری یا به داخل گردن شفت تراشیده شده است.

سطح سر توپی برای کاهش اصطکاک صیقل داده می‌شود و نواحی سخت نشده با روغن ضد زنگ یا رنگ پوشانده می‌شوند تا از خوردگی جلوگیری شود.

آزمایش مواد:

آنالیز ترکیب شیمیایی (طیف‌سنجی) انطباق با استانداردهای GCr15 یا ZG42CrMo را تأیید می‌کند.

بررسی متالوگرافی، اندازه دانه (≤6 ASTM) و توزیع کاربید در لایه سخت شده را بررسی می‌کند.

بررسی دقت ابعادی:

یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات (سی ام ام) شعاع کروی سر گوی، قطر گردن شفت و فیله انتقالی را بررسی می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که تلرانس‌ها برای ویژگی‌های بحرانی در محدوده ±0.01 میلی‌متر هستند.

یک دستگاه تست گردی، استوانه‌ای بودن گردن شفت (≤0.005 میلی‌متر) و کروی بودن سر گوی (≤0.01 میلی‌متر) را تأیید می‌کند.

آزمایش خواص مکانیکی:

آزمایش سختی (راکول) سختی سطح (اچ آر سی 58-62) و سختی هسته (اچ آر سی 25-35) را تأیید می‌کند.

آزمایش فشار روی نمونه‌ها، مقاومت فشاری ≥2000 مگاپاسکال را بدون تغییر شکل پلاستیک زیر 150٪ بار نامی تضمین می‌کند.

آزمایش غیر مخرب (آزمایش غیر مخرب (NDT)):

آزمایش فراصوت (دانشگاه یو تی) عیوب داخلی آهنگری را تشخیص می‌دهد و هرگونه ترک یا آخال >φ1 میلی‌متر را رد می‌کند.

آزمایش ذرات مغناطیسی (ام پی تی) فیله انتقالی و سطح سر گوی را از نظر ترک‌های ریز بررسی می‌کند، که در آن عیوب خطی کمتر از 0.2 میلی‌متر مشاهده می‌شود و منجر به رد قطعه می‌گردد.

اعتبارسنجی عملکرد:

تست سایشآزمایش پین روی دیسک، تماس با یاتاقان بالایی را شبیه‌سازی می‌کند و پس از 10⁴ سیکل، نیاز به کاهش وزن ≤0.1 میلی‌گرم دارد.

تست خستگیقطعه تحت بارگذاری چرخه‌ای (۱۰۶ سیکل) در ۸۰٪ استحکام تسلیم قرار می‌گیرد، بدون اینکه ترک یا تغییر شکل قابل مشاهده‌ای ایجاد شود.