صفحه فک متحرک یک جزء کلیدی مقاوم در برابر سایش در سنگ شکن های فکی است که با صفحه فک ثابت برای خرد کردن مواد از طریق حرکت رفت و برگشتی کار می کند. از نظر ساختاری، شامل یک سطح کاری دندانه دار، سوراخ های نصب و لبه های تقویت کننده است که معمولاً از فولاد منگنز بالا (ZGMn13) برای استحکام و مقاومت در برابر سایش ساخته می شوند.
ساخت آن شامل ریخته‌گری ماسه‌ای (ریخته‌گری در دمای ۱۴۰۰ تا ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد) و به دنبال آن کوئنچ در آب برای تشکیل ساختار آستنیتی و ماشینکاری برای اطمینان از دقت دندانه و دقت نصب است. کنترل کیفیت شامل ترکیب شیمیایی، چقرمگی ضربه، عیوب ریخته‌گری و دقت ابعادی است.
با طول عمر مفید ۳ تا ۶ ماه، با توجه به طراحی و خواص مواد، خردایش کارآمد را تضمین می‌کند.
صفحه فک متحرک یک قطعه مقاوم در برابر سایش اصلی در سنگ شکن های فکی است که مستقیماً با مواد تماس گرفته و آنها را خرد می کند. این صفحه روی سطح جلویی فک متحرک (ساختار فک متحرک) نصب شده و محفظه خردایش را به همراه صفحه فک ثابت (نصب شده روی قاب) تشکیل می دهد. در حین کار، با حرکت رفت و برگشتی فک متحرک، صفحه فک متحرک و صفحه فک ثابت به صورت دوره ای بسته و از هم جدا می شوند و مواد را از طریق اکستروژن، شکافتن و خم کردن می شکنند. عملکرد آن مستقیماً بر راندمان، دانه بندی محصول و عمر مفید سنگ شکن تأثیر می گذارد.
I. ترکیب و ساختار صفحه فک چرخان
طراحی صفحه فک چرخان، مقاومت در برابر سایش، چقرمگی ضربه و سهولت نصب را متعادل می‌کند. اجزای اصلی و ویژگی‌های ساختاری آن عبارتند از:
بدنساختار اصلی یک صفحه ضخیم است که معمولاً از فولاد منگنز بالا (مثلاً ZGMn13) ساخته می‌شود (سنگ‌شکن‌های کوچک تا متوسط ممکن است از چدن کروم بالا استفاده کنند). ضخامت بسته به اندازه سنگ‌شکن از ۵۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر متغیر است و طول آن با فک نوسانی (معمولاً ۱ تا ۳ متر) مطابقت دارد.
سطح کار دندانه دارسطح تماس با ماده با دندانه‌های منظم (مثلثی یا ذوزنقه‌ای) ماشینکاری می‌شود، با ارتفاع دندانه ۸ تا ۲۰ میلی‌متر و گام دندانه ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر. این دندانه‌ها چسبندگی مواد را افزایش داده و خردایش یکنواخت را تضمین می‌کنند. اکثر صفحات فک چرخان به صورت متقارن طراحی شده‌اند که امکان برگشت پس از ساییدگی یک سر را فراهم می‌کنند و عمر مفید را بیش از ۵۰٪ افزایش می‌دهند.
شیارهای نصب/سوراخ‌های پیچسطح پشتی دارای شیارهای T یا سوراخ‌های پیچ و مهره‌ای است که برای اتصال به بدنه فک نوسانی تعبیه شده‌اند و توسط بلوک‌های گوه‌ای یا پیچ‌های با استحکام بالا محکم شده‌اند تا از شل شدن در حین کار جلوگیری شود (از جدا شدن ناشی از لرزش جلوگیری شود).
لبه‌های تقویت‌کنندهصفحات فکی بزرگ نوسانی اغلب لبه‌های برجسته‌ای دارند تا استحکام کلی را افزایش داده و از تغییر شکل در اثر ضربه مواد جلوگیری کنند.
سوراخ‌های کاهش وزن (اختیاری)صفحات فک نوسانی بسیار بزرگ ممکن است شامل سوراخ‌های حفر شده روی سطوح غیر کاری باشند تا وزن را بدون به خطر انداختن استحکام کاهش دهند.
دوم. فرآیند ریخته‌گری صفحه فک چرخان
صفحه فک نوسانی ضربه و اصطکاک شدیدی را تحمل می‌کند، بنابراین فرآیند ریخته‌گری آن باید چقرمگی بالا (انرژی ضربه ≥150 ژول) و مقاومت در برابر سایش سطح (سختی ≥200 اچ بی دبلیو، تا 450 اچ بی دبلیو پس از سخت‌کاری) را تضمین کند. فرآیند خاص به شرح زیر است:
آماده سازی قالب
ریخته‌گری ماسه‌ای (ماسه سیلیکات سدیم یا ماسه رزینی) استفاده می‌شود. الگوهای چوبی یا رزینی بر اساس نقشه‌ها (شامل دندانه‌ها، سوراخ‌های پیچ و غیره) با ۵ تا ۸ میلی‌متر فاصله ماشینکاری (نرخ انقباض خطی فولاد منگنز بالا ≈۲٪) ساخته می‌شوند.
سطح حفره قالب باید صاف باشد و دارای دندانه‌های دقیقی باشد تا از انحرافات بیش از حد پس از ریخته‌گری جلوگیری شود. یک سیستم راهگاهی و بالابر اختصاصی، پر شدن کامل سازه‌های پیچیده مانند دندانه‌ها را تضمین می‌کند.
ذوب و ریختن
ذوب فولاد پر منگنز: چدن با خلوص بالا (P ≤0.07%، S ≤0.05%)، فولاد قراضه کم کربن و فرومنگنز (منگنز ≥95%) به صورت متناسب استفاده می‌شوند. ذوب در کوره قوس الکتریکی یا کوره با فرکانس متوسط در دمای 1500 تا 1550 درجه سانتیگراد با ترکیب شیمیایی کنترل شده (C: 1.0-1.4%، منگنز: 11-14%، سی: 0.3-0.8%) انجام می‌شود تا نسبت منگنز/C ≥10 (که برای ساختار آستنیتی حیاتی است) تضمین شود.
اکسیداسیون زدایی: فروسیلیسیم و آلومینیوم برای اکسیداسیون نهایی اضافه می‌شوند و میزان اکسیژن را به کمتر از 0.005٪ کاهش می‌دهند تا از تخلخل جلوگیری شود.
ریختن: از سیستم ریختن از کف استفاده می‌شود که دمای ریختن در آن بین ۱۴۰۰ تا ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد کنترل می‌شود. صفحات فکی بزرگ نیاز به ریختن قطعه قطعه (برای جلوگیری از بسته شدن سرد) دارند که بسته به وزن، ۳ تا ۸ دقیقه طول می‌کشد.
تخلیه و تمیز کردن
قطعه ریخته‌گری شده پس از خنک شدن تا زیر ۲۰۰ درجه سانتیگراد، تکانده می‌شود. پایه‌ها با برش شعله برداشته می‌شوند و علامت‌های دروازه با بدنه هم‌سطح می‌شوند.
شن و ماسه سطحی و پلیسه تمیز می‌شوند. نواحی دندانه‌دار از نظر یکپارچگی بررسی می‌شوند و سوراخ‌های پیچ از نظر انسداد بررسی می‌شوند.
عملیات خنک‌سازی با آب (مرحله بحرانی)
قطعه ریخته‌گری شده به آرامی تا دمای 1050 تا 1100 درجه سانتیگراد (نرخ گرمایش ≤100 درجه سانتیگراد در ساعت برای جلوگیری از ترک خوردگی) گرم می‌شود و به مدت 2 تا 4 ساعت در این دما نگه داشته می‌شود (تا انحلال کامل کاربیدها به آستنیت تضمین شود).
خنک‌سازی سریع با آب (دمای آب ≤30 درجه سانتیگراد، سرعت خنک‌سازی ≥50 درجه سانتیگراد بر ثانیه) از رسوب کاربید جلوگیری می‌کند و یک ساختار آستنیتی واحد تشکیل می‌دهد (که چقرمگی بالا را تضمین می‌کند). سختی پس از عملیات حرارتی ≈200 اچ بی دبلیو و انرژی ضربه ≥180 ژول است.
سوم. فرآیند ساخت صفحه فک چرخان
ماشینکاری صفحه فک نوسانی باید دقت دندانه و ابعاد نصب را بدون به خطر انداختن عملکرد پس از کوئنچ تضمین کند. فرآیند خاص به شرح زیر است:
ماشینکاری خشن
با استفاده از سطح پشتی به عنوان مرجع، یک فرز دروازه‌ای سطح کار را خشن‌کاری می‌کند و 2 تا 3 میلی‌متر در پرداخت نهایی جای می‌دهد تا خطای صافی ≤1 میلی‌متر بر متر تضمین شود.
سوراخ‌های پیچ با یک مته شعاعی، با تلرانس قطر ±0.5 میلی‌متر و عمق 2 تا 3 میلی‌متر بیشتر از طول پیچ، ایجاد می‌شوند.
اتمام
ماشینکاری دندانه: یک تیغه فرز مخصوص شکل‌دهی روی یک فرز دروازه‌ای، دندانه‌ها را ماشینکاری می‌کند و تلرانس ارتفاع/گام دندانه ±0.5 میلی‌متر و زبری سطح را ≤6.3 میکرومتر را تضمین می‌کند. خطای تقارن دندانه ≤0.3 میلی‌متر (برای دقت معکوس‌سازی بسیار مهم است).
ماشینکاری سطح نصب: سطح نصب پشتی و محل قرارگیری توپی، فرزکاری نهایی می‌شوند تا تماس ≥80% با بدنه فک گردان (فاصله ≤0.1 میلی‌متر از طریق گیج فیلر) و صافی ≤0.5 میلی‌متر بر متر تضمین شود.
تنش‌زدایی: عملیات حرارتی پس از ماشینکاری در دمای پایین (200 تا 250 درجه سانتیگراد، 1 تا 2 ساعت) تنش ماشینکاری را از بین می‌برد تا از تغییر شکل در حین کار جلوگیری شود.
درمان سطحی
فرزهای ماشینکاری برداشته می‌شوند. سطوح غیرکاری شده سندبلاست می‌شوند (زبری را=25-50 میکرومتر) تا اصطکاک با بدنه فک چرخان افزایش یابد.
برای اتصال محکم پیچ و مهره، قسمت‌های داخلی سوراخ نصب (در صورت نیاز) با دقت رزوه 6H شیارزنی می‌شوند.
چهارم. فرآیند کنترل کیفیت صفحه فک چرخان
کیفیت صفحه فک چرخان مستقیماً راندمان خردایش و طول عمر مفید را تعیین می‌کند و نیاز به آزمایش چند بعدی دارد:
کنترل عملکرد مواد
بررسی ترکیب شیمیایی: یک طیف‌سنج، کربن، منگنز و غیره را تجزیه و تحلیل می‌کند و از مطابقت با استانداردهای ZGMn13 (منگنز: 11-14٪، کربن: 1.0-1.4٪) اطمینان حاصل می‌کند.
آزمایش خواص مکانیکی: نمونه‌ها تحت آزمایش ضربه (انرژی ضربه در دمای پایین -40 درجه سانتیگراد ≥120 ژول) و اندازه‌گیری سختی (≤230 اچ بی دبلیو پس از کوئنچ در آب) قرار می‌گیرند. بازرسی متالوگرافی عدم وجود کاربیدهای شبکه‌ای (که چقرمگی را کاهش می‌دهند) را تأیید می‌کند.
کنترل کیفیت ریخته‌گری
بازرسی چشمی نقص: بررسی‌های چشمی ۱۰۰٪، ترک‌ها، حفره‌های ناشی از انقباض یا خطاهای اجرا را از بین می‌برد. آزمایش ذرات مغناطیسی (تن) روی نواحی دندانه‌دار، عدم وجود ترک‌های سطحی را تضمین می‌کند.
بازرسی کیفیت داخلی: آزمایش اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) روی صفحات بزرگ، عدم وجود منافذ یا ناخالصی‌های ≥φ3 میلی‌متری در نواحی بحرانی (ریشه دندانه، سوراخ پیچ و مهره) را تأیید می‌کند.
کنترل دقت ماشینکاری
بررسی تلرانس ابعادی: کولیس و قالب‌های دندانه، ارتفاع/گام دندانه را بررسی می‌کنند. یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات، تلرانس موقعیت سوراخ نصب (≤0.3 میلی‌متر) را تأیید می‌کند.
بازرسی تلرانس هندسی: یک تراز لیزری، صافی سطح کار را بررسی می‌کند (خطای ≤0.5 میلی‌متر بر متر). یک نشانگر عقربه‌ای، عمود بودن بین سطوح نصب و کار را تأیید می‌کند (≤0.1 میلی‌متر / 100 میلی‌متر).
تأیید مونتاژ
نصب آزمایشی: صفحه فک چرخان روی بدنه فک چرخان نصب می‌شود تا تماس و سفتی آن بررسی شود، بدون اینکه هنگام ضربه زدن دستی، صدای شل شدن ایجاد شود.
آزمایش شبیه‌سازی سایش: صفحات نمونه‌برداری شده تحت آزمایش آزمایشگاهی (۸ ساعت در بار نامی) قرار می‌گیرند تا میزان سایش دندانه (≤۰.۵ میلی‌متر) اندازه‌گیری شود و از عدم وجود ترک یا تغییر شکل اطمینان حاصل شود.
از طریق این فرآیندها، صفحه فک چرخان، چقرمگی بالا و مقاومت در برابر سایش را در برابر ضربه شدید حفظ می‌کند و عمر مفید آن 3 تا 6 ماه (با توجه به سختی مواد) است. بازرسی‌های منظم سایش و تعویض/بازسازی به موقع، راندمان خردایش پایدار و دانه‌بندی محصول را تضمین می‌کند.
