بوشینگ خارج از مرکز سنگ شکن مخروطی

تولید حرکت خارج از مرکزتبدیل حرکت چرخشی چرخ‌دنده محرک به حرکت خارج از مرکز (مداری) شفت اصلی و مخروط متحرک، ایجاد عمل خردایش با بستن و باز کردن دوره‌ای فاصله بین مخروط‌های متحرک و ثابت.

انتقال گشتاورانتقال گشتاور از چرخ‌دنده پینیون (از طریق درگیری با چرخ‌دنده خارج از مرکز) به شفت اصلی، تضمین نیروی کافی برای خرد کردن مواد سخت مانند سنگ‌های معدنی و صخره‌ها.

باربری: تحمل بارهای شعاعی و محوری ایجاد شده در حین خردایش (تا هزاران کیلونیوتن) و توزیع یکنواخت آنها در شاسی و یاتاقان‌ها.

کانال روانکاری: شامل مجاری روغن داخلی که روانکار را به شفت اصلی و یاتاقان‌ها می‌رسانند و اصطکاک و افزایش گرما را در حین چرخش با سرعت بالا (معمولاً ۱۵۰ تا ۳۰۰ دور در دقیقه) کاهش می‌دهند.

بدنه بوشینگ: یک سازه استوانه‌ای با دیواره ضخیم ساخته شده از فولاد آلیاژی با استحکام بالا (مثلاً 42CrMo یا 35CrMo) یا فولاد ریخته‌گری با کیفیت بالا (ZG42CrMo). سطح بیرونی اغلب مجهز به یک چرخ‌دنده بزرگ (چرخ‌دنده خارج از مرکز) است که با چرخ‌دنده پینیون درگیر می‌شود، با محدوده مدول 10-25 و تعداد دندانه 30-80.

سوراخ خارج از مرکز: یک سوراخ مرکزی با انحراف (خروج از مرکز) نسبت به قطر خارجی، معمولاً ۵ تا ۲۰ میلی‌متر بسته به مدل سنگ‌شکن. این انحراف، حرکت مخروط متحرک را تعیین می‌کند و مستقیماً بر راندمان و توان عملیاتی خردایش تأثیر می‌گذارد.

دندانه‌های چرخ‌دندهبه صورت یکپارچه روی سطح بیرونی بوش تشکیل یا جوش داده شده است، با پروفیل اینولوت (زاویه فشار 20 درجه) برای اطمینان از درگیری روان با چرخ دنده پینیون. این چرخ دنده برای انتقال گشتاور بالا طراحی شده است و عرض سطح آن 150 تا 400 میلی متر است.

مجاری روغن کاریسوراخ‌ها یا شیارهای داخلی حفر شده که به سیستم روانکاری اصلی متصل می‌شوند و روغن را به رابط بین بوش و شفت اصلی و همچنین به یاتاقان‌های بالایی و پایینی می‌رسانند.

فلنج یا شانه: یک برآمدگی شعاعی در یک انتهای بوش، که به عنوان سطح یاتاقان محوری عمل می‌کند تا بارهای محوری را جذب کرده و حرکت محوری را نسبت به قاب محدود کند.

آستر مقاوم در برابر سایش: یک غلاف داخلی قابل تعویض ساخته شده از برنز یاتاقان (مثلاً ZCuSn10Pb1) یا فلز بابیت، که به داخل سوراخ داخلی فشرده شده تا اصطکاک بین بوش و شفت اصلی را کاهش دهد.

فولاد ریخته‌گری با استحکام بالا (ZG42CrMo) به دلیل خواص مکانیکی عالی آن انتخاب شده است: استحکام کششی ≥800 مگاپاسکال، استحکام تسلیم ≥600 مگاپاسکال و چقرمگی ضربه ≥45 ژول بر سانتی‌متر مربع. این فولاد پس از عملیات حرارتی، سختی‌پذیری و مقاومت سایشی خوبی ارائه می‌دهد.

یک الگوی در مقیاس کامل با استفاده از چوب، فوم یا رزین چاپ سه‌بعدی ایجاد می‌شود که قطر بیرونی بوش، سوراخ خارج از مرکز، دندانه‌های چرخ‌دنده (ساده‌شده)، فلنج و موقعیت‌های مسیر روانکاری را شبیه‌سازی می‌کند. مقادیر انقباض مجاز (۲ تا ۲.۵ درصد) اضافه می‌شوند و مقادیر انقباض مجاز برای دندانه‌های چرخ‌دنده و بخش‌های دیواره ضخیم بیشتر است.

این الگو شامل هسته‌هایی برای تشکیل سوراخ داخلی خارج از مرکز و مجاری روغن است که دقت ابعادی آفست را تضمین می‌کند.

یک قالب ماسه‌ای با پیوند رزینی تهیه می‌شود که دارای هسته‌های جداگانه برای سوراخ داخلی و دندانه‌های چرخ‌دنده است. قالب و هسته‌ها با یک ماده شوینده نسوز (بر پایه آلومینا) پوشش داده می‌شوند تا از نفوذ فلز جلوگیری شده و سطح نهایی بهبود یابد.

قالب با ترازبندی دقیق هسته داخلی مونتاژ می‌شود تا اطمینان حاصل شود که خروج از مرکز (جابجایی) با مشخصات طراحی (تلرانس ±0.1 میلی‌متر) مطابقت دارد.

فولاد ریخته‌گری شده در کوره قوس الکتریکی در دمای ۱۵۳۰ تا ۱۵۷۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و ترکیب شیمیایی آن برای ایجاد تعادل بین استحکام و چقرمگی، بین ۰.۳۸ تا ۰.۴۵ درصد کربن، ۰.۹ تا ۱.۲ درصد کروم و ۰.۱۵ تا ۰.۲۵ درصد مولیبدن کنترل می‌شود.

ریختن با استفاده از یک ملاقه از پایین و با سرعت جریان کنترل‌شده (100 تا 200 کیلوگرم بر ثانیه) انجام می‌شود تا از تلاطم جلوگیری شود و پر شدن کامل قالب، به‌ویژه جزئیات دندانه‌های چرخ‌دنده، تضمین شود. دمای ریختن در دمای 1490 تا 1530 درجه سانتی‌گراد حفظ می‌شود.

قطعه ریخته‌گری شده به مدت ۷۲ تا ۱۲۰ ساعت در قالب خنک می‌شود تا تنش حرارتی به حداقل برسد، سپس از طریق ویبره برداشته می‌شود. بقایای ماسه با استفاده از شات بلاست (شن فولادی G18) تمیز می‌شوند و زبری سطحی Ra50 تا ۱۰۰ میکرومتر حاصل می‌شود.

نرمال‌سازی (۸۶۰-۹۰۰ درجه سانتی‌گراد، خنک‌شده با هوا) ساختار دانه را اصلاح می‌کند و پس از آن عملیات تمپر (۶۰۰-۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) برای کاهش سختی به ۲۲۰-۲۶۰ اچ بی دبلیو انجام می‌شود که قابلیت ماشینکاری را بهبود می‌بخشد.

قطعه خام ریخته‌گری شده بر روی یک دستگاه تراش سی ان سی با یک فیکسچر خارج از مرکز نصب می‌شود تا قطر خارجی، سطح فلنج و سطح مرجع دنده خارجی ماشینکاری شود و 5 تا 8 میلی‌متر جای خالی برای پرداخت باقی بماند. سوراخ داخلی برای ایجاد خروج از مرکز، با تلرانس ±0.2 میلی‌متر، خشن‌کاری می‌شود.

دندانه‌های چرخ‌دنده بیرونی با استفاده از دستگاه فرزکاری چرخ‌دنده سی ان سی، با در نظر گرفتن 0.5 تا 1 میلی‌متر فضای خالی برای پرداخت نهایی، به صورت خشن‌کاری برش داده می‌شوند. پارامترهای چرخ‌دنده (مدول، زاویه فشار، تعداد دندانه) به طور دقیق کنترل می‌شوند تا با چرخ‌دنده پینیون مطابقت داشته باشند.

دندانه‌های چرخ‌دنده و سطح بیرونی تا عمق ۲ تا ۵ میلی‌متر به روش القایی سخت‌کاری می‌شوند و سختی سطحی آنها به اچ آر سی 50-55 می‌رسد تا مقاومت در برابر سایش افزایش یابد. سطوح داخلی سوراخ و یاتاقان برای افزایش چقرمگی در سختی پایین‌تری (اچ آر سی 25-35) نگه داشته می‌شوند.

عملیات تمپر در دمای ۲۰۰ تا ۲۵۰ درجه سانتیگراد، تنش پسماند ناشی از سخت شدن را کاهش می‌دهد و از ترک خوردن در حین ماشینکاری بعدی جلوگیری می‌کند.

قطر بیرونی و دندانه‌های چرخ‌دندهسطح بیرونی و دندانه‌های چرخ‌دنده با استفاده از دستگاه سنگ‌زنی چرخ‌دنده سی ان سی سنگ‌زنی نهایی می‌شوند تا به دقت آگما 6-7، با انحراف پروفیل دندانه ≤0.02 میلی‌متر و زبری سطح را0.8 میکرومتر، دست یابند.

سوراخ داخلیسوراخ داخلی خارج از مرکز، سوراخ‌کاری نهایی شده و با تلرانس ابعادی آی تی۶، با زبری سطح را0.4 میکرومتر، صیقل داده شده است تا از تطابق مناسب با آستر مقاوم در برابر سایش اطمینان حاصل شود.

مجاری روغن کاریسوراخ‌ها و شیارهای روغن با دقت (±0.2 میلی‌متر) سوراخ‌کاری و سوراخ‌کاری می‌شوند تا با سیستم روغن‌کاری شفت اصلی هم‌تراز شوند.

بوش برنزی یا بابیت با استفاده از پرس هیدرولیک به داخل سوراخ داخلی فشرده می‌شود و برای اطمینان از اتصال محکم، با یک اتصال تداخلی (0.05-0.1 میلی‌متر) سوراخکاری می‌شود. سطح داخلی بوش برای مطابقت با قطر شفت اصلی، تراشکاری نهایی می‌شود.

بوش خارج از مرکز مونتاژ شده به صورت دینامیکی روی یک دستگاه بالانس بالانس می‌شود تا خروج از مرکز جرم اصلاح شود و سطح ارتعاش در سرعت عملیاتی ≤0.1 میلی‌متر بر ثانیه باشد تا از سایش بیش از حد یاتاقان‌ها جلوگیری شود.

تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی (از طریق طیف‌سنجی نشری نوری) تأیید می‌کند که محتوای آلیاژ مطابق با استانداردها است (به عنوان مثال، 42CrMo: C 0.38-0.45٪، کروم 0.9-1.2٪).

آزمایش کشش روی نمونه‌های ریخته‌گری شده، خواص مکانیکی را تأیید می‌کند: استحکام کششی ≥800 مگاپاسکال، ازدیاد طول ≥12٪.

یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات (سی ام ام) ابعاد کلیدی را بررسی می‌کند: خروج از مرکز (جابجایی بین محورهای داخلی و خارجی، تلرانس ±0.05 میلی‌متر)، پارامترهای چرخ‌دنده و تلرانس‌های قطر داخلی/خارجی.

یک ردیاب لیزری، هم‌مرکز بودن چرخ‌دنده بیرونی و سوراخ داخلی را تأیید می‌کند و از هم‌ترازی آن با شفت اصلی اطمینان حاصل می‌کند.

سختی سطح دندانه‌های چرخ‌دنده با استفاده از دستگاه سختی‌سنج راکول (اچ آر سی 50-55 مورد نیاز) اندازه‌گیری می‌شود.

آنالیز متالوگرافی عمق و یکنواختی لایه سخت شده را بررسی می‌کند و از عدم وجود مارتنزیت یا ترک بیش از حد اطمینان حاصل می‌کند.

تست اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) بدنه بوشینگ را از نظر عیوب داخلی (مثلاً منافذ انقباضی، ترک‌ها) با محدودیت اندازه φ2 میلی‌متر بررسی می‌کند.

آزمایش ذرات مغناطیسی (ام پی تی) ترک‌های سطحی در دندانه‌های چرخ‌دنده و نواحی متمرکز بر تنش (مثلاً ریشه فلنج) را تشخیص می‌دهد.

آزمایش چرخشی: بوشینگ بر روی یک دستگاه آزمایش نصب شده و به مدت ۲ ساعت با سرعت عملیاتی چرخانده می‌شود و ارتعاش و دما برای اطمینان از پایداری کنترل می‌شود.

آزمایش بار: یک بار محوری شبیه‌سازی شده (120٪ بار نامی) به مدت 1 ساعت اعمال می‌شود و بازرسی پس از آزمایش هیچ تغییر شکل یا خرابی یاتاقان را نشان نمی‌دهد.