جعبه شفت متقابل (که به عنوان محفظه شفت متقابل یا پوشش شفت میانی نیز شناخته می‌شود) یک جزء ساختاری و محافظ حیاتی در سنگ‌شکن‌های مخروطی است. این محفظه به عنوان یک محفظه محصور عمل می‌کند که مجموعه شفت متقابل (شامل شفت متقابل، چرخ‌دنده‌های مخروطی و یاتاقان‌ها) را پشتیبانی و در جای خود قرار می‌دهد، در حالی که اجزای گیربکس را از گرد و غبار، زباله و رطوبت خارجی جدا می‌کند. عملکردهای اصلی آن عبارتند از:
فراهم کردن تکیه‌گاه ساختاری صلب برای حفظ ترازبندی شفت مخالف و چرخ‌دنده‌ها در حین چرخش با سرعت بالا و بارهای سنگین.
محافظت از اجزای داخلی در برابر آلودگی، که می‌تواند باعث فرسودگی یا خرابی زودرس شود.
به عنوان مانعی برای مهار روان‌کننده‌ها عمل می‌کند و تضمین می‌کند که آنها در سیستم انتقال قدرت باقی می‌مانند تا اصطکاک را کاهش دهند.
کاهش ارتعاشات ایجاد شده توسط شفت مخالف چرخان، در نتیجه کاهش نویز و افزایش پایداری کلی تجهیزات.
جعبه شفت متقابل، محفظه‌ای مستحکم و معمولاً چدنی با طراحی مدولار است که شامل اجزای کلیدی و ویژگی‌های ساختاری زیر می‌باشد:
بدنه جعبه‌ای (محفظه): سازه اصلی محصور، معمولاً یک قطعه ریخته‌گری شده یک تکه یا دو تکه با فضای داخلی توخالی برای قرار دادن مجموعه شفت متقابل. این سازه با فلنج‌های نصب یا سوراخ‌های پیچ طراحی شده است تا آن را به قاب سنگ‌شکن محکم کند و پایداری موقعیت را تضمین کند. دیواره‌های داخلی با تلرانس‌های دقیق ماشینکاری می‌شوند تا در نشیمنگاه‌های یاتاقان و اجزای آب‌بندی قرار گیرند.
صندلی‌های بلبرینگفرورفتگی‌های یکپارچه ریخته‌گری شده یا ماشینکاری شده درون بدنه جعبه که یاتاقان‌های نگهدارنده شفت معکوس را در خود جای می‌دهند. این نشیمنگاه‌ها استوانه‌ای یا مخروطی هستند (مطابق با حلقه‌های بیرونی یاتاقان) و باید هم‌محوری دقیقی را حفظ کنند تا از ناهم‌ترازی شفت جلوگیری شود.
پورت‌های روانکاریسوراخ‌های سوراخ‌کاری شده یا اتصالات رزوه‌دار روی بدنه جعبه برای اتصال خطوط روانکاری، که به روغن یا گریس اجازه می‌دهد تا به یاتاقان‌ها و نواحی درگیر چرخ‌دنده‌ها جریان یابد. برخی از پورت‌ها شامل شیرهای یک‌طرفه برای جلوگیری از جریان برگشتی هستند.
آب بندی فلنج ها و واشرهااگر جعبه دو تکه (دو تکه) باشد، فلنج‌های سطوح تماس با واشرهای لاستیکی یا فلزی مجهز شده‌اند تا از نشت روان‌کننده جلوگیری کرده و آلاینده‌های خارجی را مسدود کنند.
پوشش‌های بازرسیپنل‌های قابل جدا شدن (اغلب پیچ و مهره شده) روی بدنه جعبه برای دسترسی به تعمیرات، مانند تعویض یاتاقان یا بررسی روانکار. این پوشش‌ها با حلقه‌های O آب‌بندی شده‌اند تا یکپارچگی محفظه حفظ شود.
سوراخ‌های تهویهدهانه‌های کوچک (مجهز به فیلتر) برای متعادل کردن فشار داخلی و خارجی، و جلوگیری از ایجاد گرما یا رطوبت که می‌تواند روان‌کننده‌ها را تخریب کند.
ویژگی‌های تنظیم فاصله دندهبرخی از طرح‌ها شامل شیارهای شیم یا صفحات قابل تنظیم در نزدیکی نشیمنگاه یاتاقان‌ها هستند تا لقی محوری یا شعاعی چرخ‌دنده‌های شفت مخالف را به دقت تنظیم کنند و درگیری بهینه را تضمین کنند.
بدنه جعبه شفت معکوس در درجه اول با استفاده از ریخته‌گری ماسه‌ای و با مراحل زیر ساخته می‌شود:
انتخاب موادچدن خاکستری (HT250 یا HT300) به دلیل قابلیت ریخته‌گری عالی، استحکام بالا، خواص میرایی ارتعاش و مقرون به صرفه بودن ترجیح داده می‌شود. برای سنگ‌شکن‌های سنگین، چدن داکتیل (کیوتی۵۰۰-7) ممکن است برای افزایش مقاومت در برابر ضربه استفاده شود.
الگوسازییک الگوی چوبی، فلزی یا چاپ سه‌بعدی برای تکرار هندسه بدنه جعبه، شامل فلنج‌ها، نشیمنگاه‌های یاتاقان و حفره‌های داخلی ایجاد می‌شود. این الگو شامل مقادیر انقباض (۱-۲٪ برای چدن) و زوایای پیش‌آمدگی (۲-۵ درجه) برای تسهیل حذف قالب است.
قالب‌گیریماسه‌ی پیوند یافته با رزین برای تشکیل حفره‌ی قالب در اطراف الگو استفاده می‌شود و دقت ابعادی بالایی را تضمین می‌کند. هسته‌ها (ساخته شده از ماسه یا فلز) برای ایجاد ویژگی‌های داخلی مانند نشیمنگاه‌های یاتاقان و محفظه‌های توخالی وارد می‌شوند. قالب برای سفت شدن ماسه، عمل‌آوری می‌شود و پایداری را در حین ریختن تضمین می‌کند.
ذوب و ریختنچدن در کوره القایی در دمای ۱۴۰۰ تا ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و ترکیب شیمیایی آن برای دستیابی به محتوای کربن ۳.۲ تا ۳.۶ درصد و محتوای سیلیکون ۱.۸ تا ۲.۲ درصد برای سیالیت بهینه تنظیم می‌شود. فلز مذاب از طریق یک سیستم راهگاهی با سرعت ریختن کنترل‌شده (۵ تا ۱۰ کیلوگرم بر ثانیه) به داخل قالب ریخته می‌شود تا از تلاطم جلوگیری شود و پر شدن کامل بخش‌های دیواره نازک تضمین شود.
خنک‌سازی و تخلیهقالب به مدت ۸ تا ۱۲ ساعت (بسته به اندازه) خنک می‌شود تا از ترک خوردگی حرارتی جلوگیری شود. پس از خنک شدن تا دمای اتاق، قطعه ریخته‌گری شده با استفاده از ویبره (لرزش) از قالب خارج می‌شود و ماسه اضافی با استفاده از هوای فشرده یا شات بلاست تمیز می‌شود.
عملیات حرارتیقطعه ریخته‌گری شده برای از بین بردن تنش‌های باقیمانده ناشی از خنک شدن، تحت عملیات حرارتی آنیل تنش‌زدایی قرار می‌گیرد. قطعه تا دمای ۵۵۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود، به مدت ۲ تا ۳ ساعت در این دما نگه داشته می‌شود، سپس به آرامی تا دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد سرد می‌شود و سپس در هوا خنک می‌شود. این مرحله از تاب برداشتن در حین ماشینکاری بعدی جلوگیری می‌کند.
بازرسی ریخته گریبازرسی چشمی، عیوب سطحی (مانند ترک‌ها، سوراخ‌های شنی یا پر شدن ناقص) را بررسی می‌کند. آزمایش اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) روی نواحی بحرانی (مانند نشیمنگاه یاتاقان‌ها و سطوح نصب فلنج) انجام می‌شود تا عیوب داخلی مانند تخلخل یا انقباض که می‌توانند یکپارچگی سازه را به خطر بیندازند، شناسایی شوند.
پس از ریخته‌گری، بدنه جعبه تحت ماشینکاری دقیق قرار می‌گیرد تا الزامات عملکردی زیر را برآورده کند:
ماشینکاری خشن:
سطوح بیرونی، فلنج‌ها و سوراخ‌های نصب، فرزکاری یا تراشکاری می‌شوند تا مواد اضافی از بین بروند و ابعاد اولیه با خطای ماشینکاری ۱ تا ۲ میلی‌متر ایجاد شود.
نشیمنگاه‌های یاتاقان با مته‌های زبر و به اندازه تقریبی ساخته می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که با محور مرکزی جعبه هم‌مرکز هستند.
ماشینکاری نهایی:
نشیمنگاه‌های یاتاقان با دقت سوراخ‌کاری و صیقل داده می‌شوند تا به تلرانس آی تی۷ برسند، و زبری سطح را1.6-3.2 میکرومتر برای اطمینان از قرارگیری مناسب یاتاقان در جای خود است. هم‌محوری بین نشیمنگاه‌های یاتاقان روبروی هم تا ≤0.02 میلی‌متر بر متر کنترل می‌شود.
فلنج‌های جفت‌کننده (برای جعبه‌های تقسیم) برای دستیابی به مسطح بودن ≤0.05 میلی‌متر بر متر، به صورت سطحی سنگ‌زنی می‌شوند و آب‌بندی محکم با واشرها را تضمین می‌کنند.
دریچه‌های روانکاری و سوراخ‌های رزوه‌دار طبق مشخصات (مثلاً رزوه‌های M10 یا G1/4) سوراخ‌کاری و قلاویزکاری می‌شوند و لبه‌های آنها پلیسه‌گیری می‌شود تا از آسیب به آب‌بند جلوگیری شود.
درمان سطحی:
سطح بیرونی با پرایمر و روکش ضد خوردگی رنگ شده است تا در برابر آسیب های محیطی مقاوم باشد.
سطوح داخلی (به استثنای نشیمنگاه یاتاقان) را می‌توان با یک ماده ضد زنگ پوشاند تا در صورت عدم استفاده در برابر رطوبت محافظت شود.
مونتاژ با قطعات:
بلبرینگ‌ها به داخل نشیمنگاه‌های ماشینکاری شده فشرده می‌شوند و برای جلوگیری از لغزش، اتصالات تداخلی دارند.
واشرها به فلنج‌های جداکننده متصل می‌شوند و دو نیمه با گشتاور یکنواخت (معمولاً 30 تا 50 نیوتن متر) به هم پیچ می‌شوند تا فشار یکنواختی تضمین شود.
پوشش‌های بازرسی، آب‌بندها و فیلترهای تهویه نصب می‌شوند و پس از آن آزمایش فشار برای تأیید عدم وجود نشتی انجام می‌شود.
اعتبارسنجی موادنمونه‌های چدن از نظر ترکیب شیمیایی (از طریق طیف‌سنجی نشر نوری) آزمایش می‌شوند تا از مطابقت با استانداردهای HT250/HT300 اطمینان حاصل شود. استحکام کششی و سختی (180-240 اچ بی دبلیو) از طریق آزمایش مکانیکی تأیید می‌شوند.
بررسی دقت ابعادی:
ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات (سی ام ام) برای بررسی ابعاد بحرانی، از جمله قطر نشیمنگاه یاتاقان، صافی فلنج و موقعیت سوراخ‌ها استفاده می‌شوند.
از یک نشانگر عقربه‌ای برای تأیید هم‌محوری نشیمنگاه‌های یاتاقان و عمود بودن فلنج‌های نصب نسبت به محور مرکزی جعبه استفاده می‌شود.
تست یکپارچگی سازه:
آزمایش فشار: جعبه مونتاژ شده (با پوشش‌های آب‌بندی شده) با روغن پر شده و به مدت 30 دقیقه تحت فشار 0.3 تا 0.5 مگاپاسکال قرار می‌گیرد، بدون اینکه نشتی مجاز باشد.
آزمایش ذرات اولتراسونیک یا مغناطیسی (ام پی تی) روی نواحی پر تنش (مثلاً گوشه‌های فلنج) برای تشخیص ترک یا خستگی انجام می‌شود.
تست عملکردی:
پس از مونتاژ با شفت مخالف، آزمایش‌های چرخشی انجام می‌شود تا از چرخش آزادانه شفت بدون گیر کردن اطمینان حاصل شود و تراز صحیح نشیمنگاه یاتاقان مشخص گردد.
آزمایش‌های جریان روانکاری تأیید می‌کنند که روغن از طریق پورت‌ها به تمام نقاط بحرانی می‌رسد و کنتورهای جریان، حجم کافی را تأیید می‌کنند.
بازرسی نهاییهر جعبه شفت متقابل از نظر عیوب سطحی به صورت بصری بررسی می‌شود و گواهی انطباق صادر می‌شود که شامل بررسی‌های ابعادی، نتایج آزمایش مواد و نتایج آزمایش فشار است.
به طور خلاصه، جعبه شفت معکوس یک جزء حیاتی است که عملکرد کارآمد و بادوام مجموعه شفت معکوس را تضمین می‌کند. ریخته‌گری قوی، ماشینکاری دقیق و کنترل کیفیت دقیق آن، در مجموع به عملکرد قابل اعتماد سنگ شکن مخروطی در شرایط کار سنگین کمک می‌کند.
نحوه جدا کردن قاب شفت انتقال سنگ شکن مخروطی
۱. تمام لوله‌های روغنی که بر جداسازی قاب شفت گیربکس تأثیر می‌گذارند را جدا کنید.
۲. طبق مراحل جداسازی قرقره، قرقره را بردارید. این کار برای جلوگیری از آسیب به قرقره در حین جداسازی قاب شفت گیربکس است.
۳. پیچ‌هایی که قاب شفت گیربکس و قاب را به هم متصل می‌کنند، باز کنید و سپس پیچ‌های مخصوص جک زدن ارائه شده را در سه سوراخ رزوه‌دار که به طور مساوی روی فلنج بیرونی قاب شفت گیربکس توزیع شده‌اند، پیچ کنید.
۴. برای جلوگیری از مقاومت قاب شفت انتقال قدرت در قاب، پیچ‌های جک باید یکی‌یکی بسته شوند. دمای سوراخ قفسه و دمای محیط حدود ۵۵ درجه سانتیگراد بالاتر است. این روش می‌تواند به جداسازی کمک کند. تا زمانی که قاب شفت محرک از بدنه قاب جدا شود.
۵. یک لوله بلند را روی انتهای پولی شفت گیربکس قرار دهید تا تعادل کل قطعه حفظ شود. آن را با کمک جرثقیل یا سایر تجهیزات بالابری مناسب بردارید.
۶. جمع‌کننده روغن را بردارید و سپس اسلینگر روغن را تا حدود ۳۰ درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط گرم کنید.
۷. یک اهرم بین قاب شفت گیربکس و گلنگدن روغن قرار دهید و فشار مناسب اعمال کنید. پس از شل شدن حلقه گلنگدن روغن، دو طرف حلقه گلنگدن روغن را بگیرید و آن را از شفت جدا کنید. سوراخ داخلی گلنگدن روغن مجهز به حلقه‌های O یا گرافیت آغشته به درزگیر است تا از نشت روغن روان‌کننده در امتداد شفت محرک جلوگیری شود. مراقب باشید که در حین جداسازی حلقه گلنگدن به آب‌بند آسیبی نرسد. در صورت آسیب دیدن آب‌بند، قبل از نصب مجدد، باید آن را تعویض کنید.
۸. شفت گیربکس را از قاب شفت گیربکس جدا کنید.
