سنگ شکن فکی تک نوسانی

مقدمه ای مفصل بر سنگ شکن های فکی تک پاندولی

سنگ شکن فکی تک پاندولی سنتی ترین و پرکاربردترین نوع سنگ شکن فکی است. فک متحرک آن در یک قوس واحد به دور یک شفت معلق (شبیه به یک پاندول) می چرخد، از این رو به آن آونگ تک پاندولی می گویند. این سنگ شکن با ساختار ساده، هزینه کم و نگهداری آسان، نقش کلیدی در خردایش اولیه معادن کوچک تا متوسط، مصالح ساختمانی و راه سازی ایفا می کند. این سنگ شکن می تواند موادی با مقاومت فشاری ≤250 مگاپاسکال (به عنوان مثال، سنگ آهک، ماسه سنگ، باطله) را با نسبت خردایش 3-5 و دهانه تخلیه قابل تنظیم از 10-200 میلی متر خرد کند.

I. ترکیب و ساختار سنگ شکن های فکی تک پاندولی

1. قاب

• به عنوان پایه تحمل بار، مدل‌های کوچک تا متوسط (مثلاً پی ای ۲۵۰×400) از فولاد ریخته‌گری یکپارچه (ZG230-450) استفاده می‌کنند، در حالی که مدل‌های بزرگتر (مثلاً پی ای ۶۰۰×900) از سازه‌های جوش داده شده (صفحات فولادی Q235B، با ضخامت 15 تا 30 میلی‌متر) استفاده می‌کنند. این قاب دارای سوراخ‌های نشیمنگاه یاتاقان (که از شفت خارج از مرکز پشتیبانی می‌کنند) و نشیمنگاه‌های صفحه ضامن (صفحات ضامن نصب) در دو طرف است.

• کف دستگاه باز است (که تخلیه را تسهیل می‌کند)، و فک ثابت و سیستم انتقال قدرت به ترتیب در جلو و عقب دستگاه ثابت شده‌اند. استحکام کلی دستگاه باید در برابر نیروهای ضربه‌ای در حین خرد شدن (۱۰۰ تا ۵۰۰ کیلونیوتن، بسته به مدل) مقاومت کند.

2. مکانیسم خردایش

• فک ثابتسطح جلوی قاب به صورت عمودی یا کمی شیب‌دار (≤15°) با یک صفحه فک ثابت (فولاد منگنز بالای ZGMn13، ضخامت 30 تا 80 میلی‌متر) با دندانه‌های ذوزنقه‌ای یا مثلثی (ارتفاع 5 تا 10 میلی‌متر) برای افزایش چسبندگی مواد، مجهز شده است.

• فک متحرک: از طریق یک شفت تعلیق (تکیه‌گاه ثابت) در بالا به قاب متصل شده و در پایین به صفحه ضامن متصل است و یک ساختار آونگ ددددددد را تشکیل می‌دهد. از فولاد ریخته‌گری (ZG310-570) با یک صفحه فک متحرک (متقارن با صفحه فک ثابت) ساخته شده است، که در حین کار به صورت قوسی در اطراف شفت تعلیق تاب می‌خورد و با فک ثابت فشرده‌سازی دوره‌ای ایجاد می‌کند.

3. سیستم انتقال قدرت

• موتور: توان (۳ تا ۷۵ کیلووات، وابسته به مدل) را فراهم می‌کند که از طریق تسمه‌های V شکل با سرعت چرخش ۷۵۰ تا ۱۵۰۰ دور در دقیقه به پولی متصل است.

• قرقره و شفت خارج از مرکزقرقره (چدن خاکستری HT250) قدرت موتور را به شفت خارج از مرکز (فولاد 45# یا 40Cr، آبدیده شده تا 22-28 اچ آر سی) منتقل می‌کند. طراحی خارج از مرکز، حرکت چرخشی را به حرکت نوسانی فک متحرک (150-300 دور در دقیقه) تبدیل می‌کند.

• شفت و یاتاقان سیستم تعلیقشفت تعلیق (فولاد ۴۵#، سخت‌کاری سطحی تا ۴۰-۴۵ اچ آر سی) به قسمت بالایی قاب متصل شده است و فک متحرک از طریق یاتاقان‌های کشویی یا غلتشی به دور آن می‌چرخد. شفت خارج از مرکز برای چرخش پایدار توسط یاتاقان‌های غلتکی کروی در نشیمنگاه‌های یاتاقان قاب پشتیبانی می‌شود.

4. دستگاه تنظیم

• موارد استفاده تنظیم شیممجموعه‌ای از واشرها با ضخامت‌های مختلف بین صفحه ضامن و دیواره پشتی قاب قرار داده شده است. دهانه تخلیه با اضافه کردن/حذف واشرها با دقت ±1 میلی‌متر تنظیم می‌شود. مدل‌های کوچک تا متوسط نیاز به تعویض واشر دستی دارند، در حالی که مدل‌های بزرگ ممکن است برای تنظیم آسان‌تر از جک‌های دستی استفاده کنند.

5. دستگاه ایمنی

•  صفحه ضامن دار به عنوان یک پین ایمنی عمل می‌کند: از چدن HT200 (ماده‌ای شکننده) ساخته شده و بین فک متحرک و نشیمنگاه صفحه ضامن قاب نصب می‌شود. هنگامی که مواد غیرقابل خرد شدن (مانند بلوک‌های آهنی) وارد محفظه می‌شوند، صفحه ضامن تحت فشار بیش از حد می‌شکند و از اجزای حیاتی (شفت خارج از مرکز، قاب) محافظت می‌کند.

دوم. فرآیندهای تولید

1. ساخت قاب

• قاب ریخته گریفولاد مذاب ZG230-450 از طریق قالب‌گیری ماسه‌ای رزینی (دمای ریختن ۱۴۵۰-۱۵۵۰ درجه سانتیگراد) به قطعات خالی ریخته‌گری می‌شود. پس از خنک شدن آهسته (برای جلوگیری از انقباض/ترک)، ماشینکاری خشن و سپس پیرسازی (کاهش تنش ریخته‌گری) انجام می‌شود. سطح نصب فک ثابت تا سطح صافی ≤۰.۲ میلی‌متر بر متر ماشینکاری نهایی شده و سوراخ‌های نشیمنگاه یاتاقان تا تلرانس H8 (را ≤۳.۲ میکرومتر) سوراخ‌کاری می‌شوند.

• قاب جوش داده شدهصفحات Q235B با برش سی ان سی (با تلرانس ±1 میلی‌متر) و جوشکاری قوسی زیرپودری (ارتفاع جوش 8 تا 12 میلی‌متر) ساخته شده‌اند. پیرسازی ارتعاشی پس از جوشکاری (20 تا 50 هرتز به مدت 2 تا 4 ساعت) تنش پسماند ≤80 مگاپاسکال را تضمین می‌کند تا از تغییر شکل در حین کار جلوگیری شود.

2. تولید قطعات کلیدی

• شفت خارج از مرکزفولاد 40Cr آهنگری شده (نسبت آهنگری ≥2.5)، تراشکاری خشن و سپس تمپر شده (کوینچ 840 درجه سانتیگراد + تمپر 560 درجه سانتیگراد) تا سختی 22-28 اچ آر سی. تراشکاری دقیق، تلرانس خروج از مرکزی ±0.1 میلی‌متر را تضمین می‌کند و سطح ژورنال با را ≤1.6 میکرومتر سنگ‌زنی می‌شود. بازرسی ذرات مغناطیسی (تن) عدم وجود ترک‌های سطحی را تضمین می‌کند.

• فک‌های متحرک و ثابتفک متحرک از جنس ZG310-570 از طریق قالب‌گیری ماسه‌ای ریخته‌گری شده و پس از ماشینکاری خشن، آنیل (600-650℃ به مدت 3 ساعت) شده است. سوراخ شفت سیستم تعلیق با تلرانس H7 و با فاصله 0.05-0.1 میلی‌متر با شفت سیستم تعلیق سوراخکاری شده است. فک ثابت یا به صورت یکپارچه با قاب ریخته‌گری شده یا پیچ و مهره می‌شود، به طوری که فک متحرک ≤0.2 میلی‌متر بر متر موازی باشد.

• صفحات فکZGMn13 تحت عملیات سخت‌کاری در آب (1050 درجه سانتیگراد به مدت 1 تا 2 ساعت، کوئنچ در آب) قرار می‌گیرد تا ساختار آستنیتی (چقرمگی ضربه ≥180 ژول بر سانتی‌متر مربع) تشکیل دهد. پروفیل‌های دندانه از طریق ماشینکاری یا ریخته‌گری برای تماس یکنواخت مواد تشکیل می‌شوند.

3. مونتاژ و راه اندازی

• مونتاژشفت سیستم تعلیق به شاسی متصل است و پس از آن فک متحرک (با لقی یاتاقان ۰.۱ تا ۰.۲ میلی‌متر)، شفت خارج از مرکز، قرقره، صفحه ضامن و واشرها قرار دارند. پیچ‌ها با گشتاور مشخص بسته می‌شوند (مثلاً پیچ‌های M20: ۲۰۰ تا ۲۵۰ نیوتن متر).

• آزمایش بدون بار: بررسی دمای یاتاقان (≤75℃)، نویز (≤90 دسی‌بل) و چرخش روان در مدت زمان 1 ساعت. تنظیم کشش تسمه V شکل (انحراف 1.5٪ از طول تسمه).

• تست بارخردایش سنگ آهک ۲ ساعته، انطباق اندازه تخلیه (≥۹۰٪)، پایداری جریان موتور (نوسان ≤۱۰٪) و عملکرد دستگاه ایمنی (شکستگی صفحه ضامن تحت اضافه بار شبیه‌سازی شده) را تأیید می‌کند.

سوم. فرآیندهای کنترل کیفیت

1. بازرسی مواد اولیه و قطعات خالی

• اجزای فولادی ریخته‌گری شده (قاب، فک متحرک) تحت بازرسی چشمی ۱۰۰٪ (بدون انقباض/ترک) و دانشگاه یو تی 抽样 (عیوب داخلی ≤φ3 میلی‌متر) قرار می‌گیرند. صفحات فولادی (قاب‌های جوش داده شده) نیاز به گواهی مواد با مقاومت کششی ≥۳۷۵ مگاپاسکال دارند.

• قطعات آهنگری شده (محور خارج از مرکز، محور تعلیق) از نظر نسبت آهنگری و اندازه دانه، با آزمایش مکانیکی نمونه‌برداری شده (استحکام کششی ≥600 مگاپاسکال، استحکام تسلیم ≥350 مگاپاسکال) تأیید می‌شوند.

2. بازرسی دقت ماشینکاری

• هم‌محوری سوراخ نشیمنگاه یاتاقان با شاخص‌های عقربه‌ای (≤0.1 میلی‌متر) بررسی می‌شود. موازی بودن بین سطوح نصب فک ثابت و متحرک با تراز (≤0.2 میلی‌متر بر متر) تأیید می‌شود.

• خطاهای خارج از مرکز بودن و گردی شفت با میکروسکوپ‌های ابزاری (≤0.1 میلی‌متر) اندازه‌گیری می‌شوند و زبری سطح ژورنال با پروفیل‌مترها (را ≤1.6 میکرومتر) اعتبارسنجی می‌شود.

3. تست مونتاژ و عملکرد

• شکاف‌های مونتاژاختلاف فاصله بین فک‌های متحرک و ثابت (بالا در مقابل پایین) ≤1 میلی‌متر. سطح تماس صفحه ضامن با نشیمنگاه ≥70٪ (تضمین انتقال یکنواخت نیرو). افزایش دمای یاتاقان در حین کار بدون بار ≤40℃ (بالاتر از دمای محیط).

• عملکرد خردایشخردایش سنگ آهک ۱۵۰ مگاپاسکال در ظرفیت نامی، نسبت خردایشی ≥۹۰٪ از مقدار طراحی را به دست می‌دهد (به عنوان مثال، پی ای ۴۰۰×600: ≥۳.۸ در مقابل طرح ۴). محتوای ذرات درشت ≤۵٪.

• اعتبارسنجی ایمنیآزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده‌ی اضافه‌بار (۱.۵ برابر اندازه‌ی تغذیه‌ی نامی) شکستگی‌های صفحه‌ی ضامن را در عرض ۳۰ ثانیه و بدون آسیب رساندن به سایر اجزا تأیید می‌کنند.

چهارم. کاربردها در خطوط تولید و صنایع

1. خردایش اولیه معادن کوچک تا متوسط

• به عنوان سنگ شکن مرحله اول در معادن کوچک سنگ آهن یا سنگ آهک، سنگ معدن منفجر شده (200-500 میلی متر) را به 50-150 میلی متر برای آسیاب های گلوله ای یا سنگ شکن های مخروطی بعدی کاهش می دهد. به عنوان مثال، معادن سنگ آهک با ظرفیت 100000 تن در سال اغلب از مدل های پی ای ۴۰۰×600 با سرندهای ارتعاشی برای خطوط خردایش ساده استفاده می کنند.

2. تولید مصالح ساختمانی

• ماسه سنگ و شیل را برای مصالح دیوار (مثلاً بلوک‌های بتنی هوادهی شده) یا ضایعات ساختمانی (آجر، بتن) را برای مصالح بازیافتی (خاکریزی زیرسازی جاده) خرد می‌کند. ساختار ساده آن برای جابجایی مکرر (مثلاً ایستگاه‌های خردایش سیار کوچک) مناسب است.

3. خردایش پایه جاده سازی

• سنگ‌های قلوه سنگ و صخره‌های محلی را برای تهیه مصالح پایه جاده‌ای با ضخامت کمتر یا مساوی ۱۰۰ میلی‌متر (مثلاً سنگفرش تثبیت‌شده با سیمان) در پروژه‌های جاده‌ای روستایی یا کم‌عیار خرد می‌کند. در سناریوهای کم‌نیاز می‌توان برای کاهش هزینه‌ها، غربالگری را حذف کرد.

4. صنعت زغال سنگ

• زغال سنگ خام یا گانگ (مقاومت فشاری ≤80 مگاپاسکال) را خرد می‌کند. نسبت خردایش پایین آن، خردایش بیش از حد زغال سنگ (کاهش هدررفت نرمه) را به حداقل می‌رساند و آن را برای پیش‌فرآوری در کارخانه‌های شستشوی زغال سنگ کوچک تا متوسط مناسب می‌سازد.

V. تفاوت‌های کلیدی با سنگ‌شکن‌های فکی دو پاندولی

• مسیر حرکتفک متحرک تک پاندولی فقط در یک قوس نوسان می‌کند (نوسان بزرگتر در پایین)، در حالی که فک متحرک دو پاندولی، نوسان قوس را با حرکت عمودی ترکیب می‌کند (راندمان بالاتر).

• کاراییمدل‌های تک‌پاندولی ۱۰ تا ۲۰ درصد ظرفیت کمتری نسبت به مدل‌های دوپاندولی هم‌اندازه دارند، اما نگهداری ساده‌تر و هزینه‌های کمتری ارائه می‌دهند.

• مناسب بودن موادسنگ شکن های تک پاندولی برای مواد نرم متوسط (مثلاً سنگ آهک) بهتر هستند، در حالی که مدل های دو پاندولی مواد سخت تر (مثلاً گرانیت) را خرد می کنند.