دیواره جلویی یکی از اجزای کلیدی محفظه‌های خردایش سنگ‌شکن‌های فکی است که از صفحه فک ثابت پشتیبانی می‌کند و در برابر ضربه اولیه مواد مقاومت می‌کند. این دیواره شامل یک صفحه اصلی (ZG30Mn/Q355B)، سازه‌های نصب فک ثابت (شیارهای T/پیچ)، فلنج‌های اتصال و دنده‌های تقویتی، با آسترهای سایشی اختیاری و لبه‌های جلوگیری از نشتی است.
تولید شامل ریخته‌گری فولاد ریخته‌گری شده (ریخته‌گری در دمای ۱۴۶۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد) به همراه عملیات حرارتی آنیل تنش‌زدایی و به دنبال آن ماشینکاری دقیق (صاف بودن ≤۰.۱ میلی‌متر بر متر برای سطوح نصب) و پوشش سطح است. کنترل کیفیت شامل تن/دانشگاه یو تی برای بررسی عیوب، آزمایش سختی (≥۲۰۰ اچ بی دبلیو) و آزمایش‌های بارگذاری (۱.۲ برابر نیروی نامی) برای اطمینان از تغییر شکل ≤۰.۲ میلی‌متر است.
با طول عمر مفید ۳ تا ۵ سال، خردایش پایدار را از طریق استحکام ساختاری و مونتاژ دقیق تضمین می‌کند که برای راندمان تغذیه و مهار مواد بسیار مهم است.
مقدمه‌ای مفصل بر اجزای دیواره جلویی سنگ‌شکن‌های فکی
دیواره جلویی بخش مهمی از محفظه خردایش در سنگ‌شکن‌های فکی است که در انتهای جلویی تجهیزات قرار دارد. این دیواره مستقیماً به صفحه فک ثابت متصل می‌شود و مرز ثابت محفظه خردایش را تشکیل می‌دهد. وظایف اصلی آن شامل پشتیبانی از صفحه فک ثابت، تحمل بار ضربه اولیه مواد ورودی به محفظه خردایش و تضمین دقت هندسی محفظه خردایش (مانند اندازه دهانه ورودی و زاویه خردایش) از طریق همکاری با فک چرخان است. پایداری ساختاری آن مستقیماً بر راندمان خردایش، خطر نشت مواد و طول عمر صفحه فک ثابت تأثیر می‌گذارد و آن را به یک جزء کلیدی برای تضمین تغذیه روان و عملیات خردایش پایدار تبدیل می‌کند.
I. ترکیب و ساختار دیوار جلویی
طراحی دیواره جلویی باید با مشخصات محفظه خردایش مطابقت داشته باشد (مثلاً محفظه عمیق برای مواد ریزدانه، محفظه کم عمق برای مواد درشت دانه). این محفظه بر اساس مشخصات سنگ شکن به انواع انتگرال (کوچک/متوسط) و اسپلیت (بزرگ) تقسیم می‌شود. اجزای اصلی و ویژگی‌های ساختاری آن به شرح زیر است:
صفحه اصلی ساختار تحمل بار هسته، به شکل یک صفحه تخت شیب‌دار با زاویه 25 تا 35 درجه نسبت به صفحه افقی (بهینه‌سازی مسیر سقوط مواد و کاهش خطرات انسداد). ضخامت آن از 30 تا 50 میلی‌متر برای سنگ‌شکن‌های کوچک تا 80 تا 120 میلی‌متر برای سنگ‌شکن‌های بزرگ متغیر است. این سازه از فولاد ریخته‌گری با استحکام بالا (به عنوان مثال، ZG30Mn) یا فولاد ساختاری کم آلیاژ (Q355B) با سختی سطحی ≥200 اچ بی دبلیو ساخته شده است تا در برابر ضربه و سایش مواد مقاومت کند. قسمت بالایی صفحه اصلی به صفحه بالایی قاب متصل می‌شود و قسمت پایینی آن تا قسمت میانی-پایینی محفظه خردایش امتداد می‌یابد و پشتیبانی کامل از صفحه فک ثابت را فراهم می‌کند.
ساختار نصب صفحه فک ثابت
شیارهای T شکل و سوراخ‌های پیچقسمت داخلی صفحه اصلی (رو به محفظه خردایش) با شیارهای افقی T شکل (با عرض 20 تا 50 میلی‌متر) یا سوراخ‌های پیچ و مهره‌ای (با فاصله 150 تا 300 میلی‌متر) ماشینکاری شده است تا صفحه فک ثابت را از طریق پیچ‌های T شکل یا پیچ‌های تخت محکم کند. شیارهای T شکل امکان تنظیم جانبی صفحه فک ثابت (±5 میلی‌متر) را فراهم می‌کنند، در حالی که سوراخ‌های پیچ و مهره از پیچ‌های با مقاومت بالا (درجه 8.8) برای اطمینان از اتصالات محکم و جلوگیری از شل شدن تحت بارهای ضربه‌ای استفاده می‌کنند.
پیدا کردن رئیس‌هابرجستگی‌هایی به ارتفاع ۵ تا ۱۰ میلی‌متر در لبه‌های صفحه اصلی تعبیه شده است که با شیارهای روی لبه‌های صفحه فک ثابت مطابقت دارند تا جابجایی جانبی را محدود کنند. دقت موقعیت‌یابی باید کمتر یا مساوی ۰.۵ میلی‌متر باشد تا از گیر کردن مواد به دلیل شکاف‌های بیش از حد جلوگیری شود.
فلنج اتصال یک سازه فلنج‌دار در دو طرف و بالای صفحه اصلی، با ضخامت ۱۰ تا ۲۰ میلی‌متر بیشتر از صفحه اصلی، برای اتصال ثابت به قاب (جوش داده شده یا پیچ شده). سطح فلنج با سوراخ‌های پین مکان‌یابی (قطر ۱۶ تا ۳۰ میلی‌متر) و سوراخ‌های پیچ اتصال (M20-M48) با تلرانس موقعیتی ±۰.۵ میلی‌متر ماشینکاری شده است تا از هم محوری در حین مونتاژ قاب اطمینان حاصل شود. فلنج‌های دیواره‌های جلویی بزرگ به صورت یکپارچه با صفحه اصلی ریخته‌گری می‌شوند، در حالی که فلنج‌های دیواره‌های جلویی کوچک/متوسط از طریق جوش شیاری (ارتفاع پایه ≥۱۰ میلی‌متر) به هم متصل می‌شوند و جوش‌ها از طریق آزمایش غیرمخرب از نظر نقص بررسی می‌شوند.
سازه‌های تقویتی
سفت کننده های طولی: دنده‌های طولی (با مقطع L شکل یا مستطیلی) در قسمت بیرونی صفحه اصلی (سمت محفظه غیر له کننده) با فواصل ۲۰۰ تا ۴۰۰ میلی‌متر جوش داده شده یا ریخته‌گری می‌شوند. ارتفاع آنها ۱.۵ تا ۲ برابر ضخامت صفحه اصلی است تا مقاومت خمشی را افزایش دهد.
صفحات تقویت کننده گوشهصفحات تقویتی مثلثی (با ضخامت ۱۰ تا ۲۰ میلی‌متر) در گوشه‌های فلنج‌ها و صفحه اصلی جوش داده می‌شوند تا تمرکز تنش را پراکنده کنند و از ترک خوردن در نواحی اتصال تحت بارهای ضربه‌ای جلوگیری کنند.
سازه‌های حفاظتی کمکی
لب جلوگیری از نشتلبه پایینی صفحه اصلی به اندازه ۵ تا ۱۰ میلی‌متر به سمت داخل خم شده است و فاصله‌ای ۳ تا ۵ میلی‌متری از لبه فک چرخان وجود دارد تا از نشت مواد ریز از دو طرف محفظه خردکن جلوگیری شود.
آسترهای مقاوم در برابر سایش (اختیاری)برای خردایش مواد با سختی بالا، می‌توان آسترهای مقاوم در برابر سایش از جنس فولاد منگنز بالا (ZGMn13) (با ضخامت 10 تا 15 میلی‌متر) را به قسمت داخلی صفحه اصلی (قسمت‌هایی که توسط صفحه فک ثابت پوشانده نشده‌اند) پیچ کرد تا عمر مفید دستگاه افزایش یابد.
دیواره‌های جلویی عمدتاً از فولاد ریخته‌گری شده (مثلاً ZG30Mn، ZG35CrMo) ساخته می‌شوند. فرآیند ریخته‌گری، فشردگی داخلی و خواص مکانیکی را تضمین می‌کند:
آماده سازی قالب و ماسه
ریخته‌گری ماسه رزینی (کوچک/متوسط) یا ریخته‌گری ماسه سیلیکات سدیم (بزرگ) استفاده می‌شود. الگوهای چوبی یا فومی از مدل‌های سه‌بعدی ساخته می‌شوند و انقباض ریخته‌گری مجاز برای آنها ۲ تا ۲.۵ درصد (انقباض خطی برای فولاد ریخته‌گری) است. ابعاد بحرانی (مثلاً ضخامت فلنج، موقعیت شیار T) ۳ تا ۵ میلی‌متر برای ماشینکاری مجاز در نظر گرفته شده است.
سطوح قالب ماسه‌ای با رنگ پودری زیرکن (با ضخامت 0.8 تا 1.2 میلی‌متر) پوشش داده شده و به مدت 2 ساعت در دمای 200 درجه سانتیگراد خشک می‌شوند تا سطحی صاف تشکیل شود و از چسبندگی فلز در حین ریختن جلوگیری شود. قالب‌های ماسه‌ای در گوشه‌های سفت‌کننده‌ها و صفحه اصلی گرد می‌شوند (R≥10 میلی‌متر) تا تمرکز تنش ریخته‌گری کاهش یابد.
ذوب و ریختن
فولاد قراضه کم فسفر و کم گوگرد (P≤0.03%, S≤0.02%) در کوره قوس الکتریکی تا دمای 1520-1560 درجه سانتیگراد ذوب می‌شود. فرومنگنز (منگنز 1.2%-1.5%) و فروسیلیکون (سی 0.5%-0.8%) برای تنظیم ترکیب اضافه می‌شوند. پس از اکسیداسیون (اکسیدزدایی آلومینیوم)، خلوص فولاد مذاب به بیش از 99.9% می‌رسد (آخال‌های غیرفلزی ≤درجه 2).
از سیستم ریختن از کف استفاده می‌شود که دریچه‌هایی در نواحی ضخیم فلنج قرار دارند. دمای ریختن ۱۴۶۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد و زمان ۵ تا ۲۰ دقیقه (بسته به وزن دیواره جلویی: ۵۰۰ تا ۵۰۰۰ کیلوگرم) است تا از گیر افتادن سرباره یا بسته شدن سرد ناشی از پر شدن سریع جلوگیری شود.
لرزش و عملیات حرارتی
قطعات ریخته‌گری شده پس از خنک شدن تا زیر ۲۵۰ درجه سانتیگراد، تکانده می‌شوند. رایزرها با برش گازی برداشته شده و با سطح همسطح می‌شوند و پلیسه‌ها، پلیسه‌ها و چسبندگی ماسه تمیز می‌شوند.
آنیل تنش‌زدایی: قطعات ریخته‌گری شده تا دمای ۶۲۰ تا ۶۶۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شوند، به مدت ۴ تا ۶ ساعت در این دما نگه داشته می‌شوند، سپس در کوره تا دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد سرد می‌شوند و برای از بین بردن تنش پسماند (≤۱۲۰ مگاپاسکال) و جلوگیری از تغییر شکل در حین پردازش یا استفاده بعدی، در هوا سرد می‌شوند.
سوم. فرآیند ماشینکاری دیواره جلویی
ماشینکاری خشن
با استفاده از ضلع بیرونی صفحه اصلی به عنوان مرجع، ضلع داخلی (سطح نصب فک ثابت) و سطح اتصال فلنج با فرز دروازه‌ای خشن‌کاری می‌شوند و ۳ تا ۵ میلی‌متر جای خالی برای پرداخت نهایی باقی می‌ماند. صافی ضلع داخلی ≤۱ میلی‌متر بر متر و عمود بودن بین سطح فلنج و صفحه اصلی ≤۰.۵ میلی‌متر بر ۱۰۰ میلی‌متر است.
شیارهای T یا سوراخ‌های پیچ با ماشینکاری خشن‌کاری می‌شوند: قطعات خالی شیار T (2 تا 3 میلی‌متر پهن‌تر از طراحی) روی یک فرز عمودی فرزکاری می‌شوند، یا سوراخ‌های پیچ (1 تا 2 میلی‌متر بزرگ‌تر از طراحی) روی یک مته شعاعی حفر می‌شوند.
نیمه تمام و کهنه سازی
سطوح به صورت نیمه‌پرداخت (با خطای ۱ تا ۲ میلی‌متر) و شیارهای T شکل به صورت نیمه‌فرزکاری شده (با خطای ۰.۵ میلی‌متر) هستند. پیرسازی ارتعاشی (۵۰ تا ۱۰۰ هرتز به مدت ۲ ساعت) تنش ماشینکاری را بیشتر کاهش می‌دهد تا از تغییر شکل پس از پرداخت جلوگیری شود.
ماشینکاری نهایی
سطح نصب فک ثابت: با دستگاه فرز سی ان سی تا سطح صاف ≤0.1 میلی‌متر بر متر، زبری سطح را≤6.3 میکرومتر و خطای زاویه شیب ≤0.1 درجه ماشینکاری شده است (تضمین فاصله یکنواخت با صفحه فک متحرک).
شیارهای T شکل و رزوه‌کاری: شیارهای T شکل با یک برش‌دهنده مخصوص (با تلرانس عرض ±0.1 میلی‌متر) ماشینکاری نهایی می‌شوند و کف شیار عمود بر سطح نصب ≤0.05 میلی‌متر/100 میلی‌متر است. سوراخ‌های پیچ با دقت رزوه 6H سوراخ‌کاری می‌شوند تا از محکم بودن پیچ‌ها با فک ثابت اطمینان حاصل شود.
پیدا کردن سوراخ‌های پین: با استفاده از اتصال انتقالی H7/m6، با همکاری قاب سوراخ‌کاری و برقوکاری می‌شوند. تلرانس موقعیتی بین سوراخ‌های پین و سوراخ‌های پیچ ≤0.3 میلی‌متر است تا از تراز دقیق بین دیواره جلویی و قاب اطمینان حاصل شود.
ماشینکاری کمکی عملیات سطحی و مونتاژ
سطوح ماشینکاری نشده سندبلاست (سا۲.5) شده و با پرایمر اپوکسی غنی از روی (50-70 میکرومتر) و روکش لاستیکی کلردار (40-60 میکرومتر) برای مقاومت در برابر خوردگی پوشش داده می‌شوند. سطوح ماشینکاری شده روغن ضد زنگ (بزرگ) یا فسفاته (کوچک/متوسط، لایه نازک 5-8 میکرومتر) دریافت می‌کنند.
پخ زدن لبه‌ها: تمام لبه‌های تیز گرد شده‌اند (R2-R3) و دهانه‌های شیار T شکل پخ زده شده‌اند (1×45°) تا از آسیب دیدن صفحه فک ثابت یا اپراتورها در حین مونتاژ جلوگیری شود.
چهارم. فرآیند کنترل کیفیت دیوار جلویی
کنترل کیفیت ریخته‌گری
بازرسی چشمی: بازرسی ۱۰۰٪ برای ترک، انقباض یا نقص در اجرا. نواحی تمرکز تنش (مثلاً اتصالات صفحه اصلی-سفت‌کننده، ریشه‌های فلنج) تحت آزمایش ذرات مغناطیسی (تن) قرار می‌گیرند تا از عدم وجود ترک‌های سطحی یا زیرسطحی (طول ≤۰.۵ میلی‌متر) اطمینان حاصل شود.
کیفیت داخلی: دیواره‌های جلویی بزرگ (وزن حدود ۲۰۰۰ کیلوگرم) نیاز به آزمایش اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) دارند. ناحیه مرکزی صفحه اصلی (ضخامت ۱/۲) باید عاری از منافذ، آخال یا انقباض با ابعاد ≥φ۳ میلی‌متر و پوشش بازرسی ≥۸۰٪ باشد.
بازرسی دقت ابعادی
یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات، صافی (≤0.1 میلی‌متر بر متر)، زاویه شیب (انحراف ≤0.1 درجه)، موقعیت شیار T (تحمل ±0.3 میلی‌متر) و موقعیت سوراخ پیچ (انحراف ≤0.5 میلی‌متر) سطح نصب فک ثابت را بررسی می‌کند.
آزمایش انحراف: یک بار ضربه‌ای نامی ۱.۵ برابر (شبیه‌سازی ضربه به ماده) به مرکز صفحه اصلی اعمال می‌شود. تغییر شکل باقیمانده پس از باربرداری با یک گیج عقربه‌ای اندازه‌گیری می‌شود و برای اطمینان از استحکام سازه به ≤۰.۲ میلی‌متر نیاز است.
تست خواص مکانیکی
آزمایش کشش: آزمایش‌های نمونه‌برداری برای خواص فولاد ریخته‌گری. ZG30Mn باید استحکام کششی ≥600 مگاپاسکال و ازدیاد طول ≥15٪ را داشته باشد؛ Q355B باید استحکام کششی ≥500 مگاپاسکال و ازدیاد طول ≥20٪ را داشته باشد.
آزمایش سختی: سختی برینل سطح صفحه اصلی (≥200 اچ بی دبلیو) با اختلاف سختی ≤30 اچ بی دبلیو در همان سطح اندازه‌گیری می‌شود تا از یکنواختی مواد اطمینان حاصل شود.
تأیید عملکرد مونتاژ
مونتاژ آزمایشی با صفحه فک ثابت و قاب: تطابق بین صفحه فک ثابت و سطح نصب بررسی می‌شود (با استفاده از گیج فیلر ۰.۱ میلی‌متری، با عمق فرورفتگی ≤۲۰ میلی‌متر در ≥۸۰٪ نواحی). فاصله تطابق فلنج بین دیواره جلویی و قاب ≤۰.۱ میلی‌متر است (آزمایش گیج فیلر).
آزمایش بار: نیروی خردکننده‌ی نامی ۱.۲ برابر به مدت ۳۰ دقیقه اعمال می‌شود. پیچ‌های اتصال بین دیواره‌ی جلویی و قاب نباید شل شوند (افت گشتاور ≤۵٪) و هیچ تغییر شکل قابل مشاهده یا صدای غیرعادی در صفحه اصلی مجاز نیست.
از طریق طراحی ساختاری دقیق، فرآیندهای تولید و کنترل کیفیت، دیواره جلویی عملکرد پایداری را تحت تأثیر طولانی مدت مواد، با عمر مفید 3 تا 5 سال (بسته به سختی مواد و دفعات نگهداری) حفظ می‌کند. نگهداری معمول باید شامل بررسی منظم سفتی پیچ‌ها، تناسب صفحه فک ثابت و شکاف‌های لبه جلوگیری از نشت باشد. تعمیرات به موقع برای سایش یا تغییر شکل، یکپارچگی محفظه خردایش و کارایی تجهیزات را تضمین می‌کند.
