محافظت در برابر اضافه بارجذب انرژی ضربه هنگام ورود اجسام خارجی (مثلاً ضایعات فلزی) به محفظه خردایش، فشردهسازی برای جداسازی موقت مخروطهای متحرک و ثابت، جلوگیری از آسیب به شفت اصلی، چرخدندهها و بوشها.
میرایی ارتعاشکاهش ارتعاشات فرکانس بالای تولید شده در حین خردایش، به حداقل رساندن سر و صدا و افزایش عمر مفید یاتاقانها و سایر قطعات دقیق.
تنظیم مجدد نیروپس از بارگذاری بیش از حد، نیروی بازیابی را برای بازگرداندن حلقه تنظیم یا مخروط متحرک به موقعیت اصلی خود اعمال کنید و اطمینان حاصل کنید که شکاف خردایش حفظ میشود.
پیش بارگذاری برنامه: حفظ فشار ثابت روی حلقه تنظیم برای جلوگیری از شل شدن، تضمین عملکرد پایدار تحت بارهای مختلف مواد.
کویل فنریبدنه اصلی، ساخته شده از سیم فولادی فنری پرکربن (مثلاً 60Si2MnA یا 50CrVA) با قطری از 20 میلیمتر تا 80 میلیمتر. کویل دارای ساختار مارپیچ یکنواخت با تعداد مشخصی کویل فعال (معمولاً 5-15) و کویلهای انتهایی (1-2) برای قرارگیری پایدار است.
چهرههای پایانی: انتهای سیمپیچ بالا و پایین، که ممکن است به صورت صاف (برای فنرهای انتهای موازی) یا مربعی (برای فنرهای غیرزمینی) سنگزنی شوند، که عمود بودن بر محور فنر و توزیع یکنواخت بار را تضمین میکند.
قطر فنرشامل قطر خارجی (OD، ۱۵۰ تا ۵۰۰ میلیمتر) و قطر داخلی (شناسه)، با گام (فاصله بین کویلهای مجاور) ۲۰ تا ۱۰۰ میلیمتر برای ایجاد کورس فشاری کافی (معمولاً ۱۰ تا ۳۰ درصد طول آزاد).
ویژگیهای قلاب یا اتصال (اختیاری)برای فنرهای کوچکتر، قلابهای انتهایی ممکن است برای اتصال به حلقه تنظیم یا پایه تشکیل شوند، اگرچه اکثر فنرهای سنگ شکن بزرگ از انتهای صاف برای تماس مستقیم استفاده میکنند.
پوشش سطحی: یک لایه محافظ مانند آبکاری روی، پوشش اپوکسی یا غوطهوری در روغن برای مقاومت در برابر خوردگی، به ویژه در محیطهای معدنی مرطوب یا پرگرد و غبار.
انتخاب و آمادهسازی مواد:
سیم فولادی فنری پرکربن (60Si2MnA) به دلیل حد الاستیک عالی (≥1200 مگاپاسکال) و مقاومت خستگی عالی انتخاب شده است. این سیم از نظر عیوب سطحی (خراش، ترک) بررسی شده و برای اطمینان از قطر یکنواخت (تلرانس ±0.1 میلیمتر) صاف میشود.
کلاف بندی:
سیم به یک دستگاه فنرسازی سی ان سی وارد میشود که با استفاده از سنبهها و غلتکهای دقیق، آن را به شکل مارپیچ خم میکند. دستگاه موارد زیر را کنترل میکند:
گام: اطمینان از فاصله یکنواخت بین کویلها (تحمل ±۰.۵ میلیمتر).
قطر: حفظ قطر خارجی در محدوده ±۱ میلیمتر از مقدار طراحی.
تعداد کویلهاشمارش دقیق کویلهای فعال و انتهایی برای برآورده کردن مشخصات طول آزاد (تلورانس ±۲ میلیمتر).
عملیات حرارتی:
کوئنچ و تمپرینگفنر مارپیچی در کوره تا دمای ۸۵۰ تا ۸۸۰ درجه سانتیگراد گرم میشود، به مدت ۳۰ تا ۶۰ دقیقه در این دما نگه داشته میشود، سپس در روغن کوئنچ میشود تا ساختار مارتنزیتی حاصل شود. سپس به مدت ۱ تا ۲ ساعت در دمای ۴۲۰ تا ۴۸۰ درجه سانتیگراد بازپخت میشود تا شکنندگی آن کاهش یابد که منجر به سختی اچ آر سی 45-50 و استحکام کششی ۱۶۰۰ تا ۱۹۰۰ مگاپاسکال میشود.
این فرآیند خواص الاستیک فنر را تنظیم میکند و تضمین میکند که میتواند بدون تغییر شکل دائمی، فشردهسازی مکرر را تحمل کند.
پایان پردازش:
کویلهای انتهایی با استفاده از دستگاه سنگزنی سطحی، صاف میشوند تا به توازی (≤0.1 میلیمتر بر متر) و عمود بودن بر محور فنر (≤0.5 درجه) دست یابند و قرارگیری پایدار روی قاب بالایی و پایه تضمین شود.
پلیسهگیری، لبههای تیز را از انتهای زمین حذف میکند تا از تمرکز تنش و آسیب به سطوح جفتشده جلوگیری شود.
انتخاب و تطبیق بهار:
فنرها بر اساس طول آزاد و نرخ فنر (سفتی) مرتب میشوند تا توزیع بار یکنواخت تضمین شود. فنرهایی با نرخ تغییر ههههه5% برای جلوگیری از بارگذاری ناهموار رد میشوند.
نصب صفحه نصب:
صفحات نصب بالایی و پایینی (فولادی یا چدنی) با سوراخهایی مطابق با قطر بیرونی فنر، برای قرار دادن فنرها استفاده میشوند. هر فنر در سوراخ خود قرار میگیرد و با حلقههای نگهدارنده محکم میشود تا از حرکت جانبی جلوگیری شود.
تنظیمات پیش بارگذاری:
این مجموعه تا پیشبار مشخصشده (با استفاده از پرس هیدرولیک) فشرده شده و با واشرها در جای خود قفل میشود تا اطمینان حاصل شود که هر فنر بار مساوی را تحمل میکند (اندازهگیری شده از طریق سلولهای بار با تلرانس ±۲٪).
آزمایش مواد:
تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی (طیفسنجی) تأیید میکند که فولاد فنر مطابق با استانداردها است (به عنوان مثال، 60Si2MnA: C 0.56–0.64%، سی 1.50–2.00%، منگنز 0.60–0.90%).
آزمایش کشش روی نمونههای سیم، استحکام کششی نهایی (≥1600 مگاپاسکال) و ازدیاد طول (≥6%) را اندازهگیری میکند.
بررسی دقت ابعادی:
یک دستگاه اندازهگیری مختصات (سی ام ام) قطر سیمپیچ، گام، طول آزاد و صافی انتهایی را بررسی میکند و از انطباق با تلرانسهای طراحی اطمینان حاصل میکند.
یک دستگاه تست فنر، نرخ (نیرو در هر میلیمتر فشردگی) را اندازهگیری میکند تا تأیید کند که در محدوده مشخص شده (±۵٪) قرار میگیرد.
آزمایش خواص مکانیکی:
آزمایش سختی (راکول) تضمین میکند که فنر دارای سختی اچ آر سی 45-50 است؛ سختی هسته از طریق پروفایل ریزسختی بررسی میشود تا عملیات حرارتی یکنواخت تأیید شود.
آزمایش خستگی، فنر را در معرض ۱۰۶ سیکل فشاری (از ۱۰٪ تا ۷۰٪ حداکثر انحراف) قرار میدهد، بدون اینکه ترک یا تغییر شکل دائمی ایجاد شود.
آزمایش غیر مخرب (آزمایش غیر مخرب (NDT)):
آزمایش ذرات مغناطیسی (ام پی تی) ترکهای سطحی در سیمپیچها، به ویژه در خمیدگیهای سیمپیچ (نقاط تمرکز تنش) را تشخیص میدهد و هر ترکی با طول کمتر از 0.2 میلیمتر منجر به رد قطعه میشود.
آزمایش فراصوت (دانشگاه یو تی) سیم را از نظر عیوب داخلی (مثلاً ناخالصیها) که میتوانند عمر خستگی را کاهش دهند، بررسی میکند.
آزمایش مقاومت در برابر خوردگی:
آزمایش اسپری نمک (ASTM B117) به مدت ۴۸ ساعت، فنرهای آبکاری شده با روی یا رنگ شده را ارزیابی میکند و هیچ زنگ قرمز رنگی روی سطوح بحرانی مجاز نیست.