چرخ دنده سنگ شکن مخروطی

انتقال قدرتتبدیل انرژی چرخشی موتور به حرکت مکانیکی از طریق درگیر شدن با چرخ‌دنده خارج از مرکز یا چرخ‌دنده گاوی، که چرخه خردایش را امکان‌پذیر می‌سازد.

تنظیم سرعتتنظیم سرعت چرخش شفت خارج از مرکز (معمولاً ۱۵۰ تا ۳۰۰ دور در دقیقه) برای مطابقت با توان عملیاتی طراحی شده سنگ شکن و سختی مواد.

تقویت گشتاورافزایش گشتاور برای غلبه بر مقاومت بالای ایجاد شده در حین خرد کردن مواد، و تضمین عملکرد پایدار تحت بارهای سنگین.

بدنه دندهچرخ‌دنده: ساختاری استوانه‌ای یا مخروطی شکل ساخته شده از فولاد آلیاژی با استحکام بالا (مثلاً 40CrNiMoA یا 20CrMnTi)، با دندانه‌های خارجی که با ابعاد دقیق ماشینکاری شده‌اند. بدنه ممکن است توپر (برای چرخ‌دنده‌های کوچک) یا توخالی (برای چرخ‌دنده‌های بزرگ) باشد تا ضمن حفظ استحکام، وزن کاهش یابد.

دندان‌ها: بحرانی‌ترین قطعه، با پروفیل اینولوت (زاویه فشار 20 درجه) برای اطمینان از درگیری روان. پارامترهای دندانه شامل مدول (8-20)، تعداد دندانه (15-40) و عرض سطح (100-300 میلی‌متر) است که متناسب با توان نامی سنگ‌شکن تنظیم می‌شوند.

اتصال سوراخ یا شفتسوراخ مرکزی (برای چرخ‌دنده‌های پینیون) یا شیار کلید (برای چرخ‌دنده‌های بول) که به شفت موتور یا مجموعه خارج از مرکز متصل می‌شود. سوراخ با دقت ماشینکاری شده است تا هم‌مرکزی با دندانه‌های چرخ‌دنده تضمین شود و ارتعاش به حداقل برسد.

هاب یا فلنج: یک بخش تقویت‌شده در انتهای چرخ‌دنده، دارای سوراخ‌های پیچ یا خار برای محکم کردن چرخ‌دنده به شفت یا کوپلینگ. توپی انتقال گشتاور را افزایش داده و از جابجایی محوری جلوگیری می‌کند.

شیارهای روانکاریشیارهای محیطی یا محوری روی دیواره‌های دندانه و سطح سوراخ برای توزیع روان‌کننده، کاهش اصطکاک و سایش در حین درگیری.

تار عنکبوت یا دنده‌هاساختارهای تقویت‌کننده داخلی در چرخ‌دنده‌های بزرگ (با قطر ههههه500 میلی‌متر) برای کاهش وزن و بهبود اتلاف گرما بدون به خطر انداختن یکپارچگی سازه.

فولاد ریخته‌گری با استحکام بالا (ZG42CrMo) به دلیل ترکیب عالی استحکام کششی (≥785 مگاپاسکال)، چقرمگی ضربه (≥45 ژول بر سانتی‌متر مربع) و سختی‌پذیری ترجیح داده می‌شود.

یک الگوی فوم یا چوب در مقیاس کامل ایجاد می‌شود که قطر بیرونی، دندانه‌ها، سوراخ و توپی چرخ‌دنده را تکرار می‌کند. مقادیر انقباض مجاز (۲ تا ۳ درصد) و زاویه‌های پیشروی (۳ درجه) برای در نظر گرفتن انقباض پس از ریخته‌گری اضافه می‌شوند.

قالب‌های ماسه‌ای رزینی در اطراف الگو شکل داده می‌شوند و از یک هسته ماسه‌ای برای ایجاد سوراخ مرکزی استفاده می‌شود. حفره قالب با یک ماده شوینده نسوز پوشانده می‌شود تا سطح صافی حاصل شود.

فولاد آلیاژی در کوره قوس الکتریکی در دمای ۱۵۵۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و ترکیب شیمیایی آن بر اساس کربن (۰.۴۰ تا ۰.۴۵٪)، کروم (۰.۹ تا ۱.۲٪) و مولیبدن (۰.۱۵ تا ۰.۲۵٪) کنترل می‌شود.

ریختن در دمای ۱۴۸۰ تا ۱۵۲۰ درجه سانتیگراد با استفاده از یک ملاقه از پایین انجام می‌شود تا تلاطم به حداقل برسد و پر شدن یکنواخت حفره قالب تضمین شود.

قطعه ریخته‌گری شده به مدت ۷۲ تا ۹۶ ساعت در قالب خنک می‌شود تا تنش حرارتی کاهش یابد، سپس با ویبره برداشته می‌شود. بقایای ماسه با استفاده از شات بلاست تمیز می‌شوند.

نرمال‌سازی (۸۶۰-۹۰۰ درجه سانتی‌گراد، خنک‌شده با هوا) ساختار دانه را اصلاح می‌کند و پس از آن عملیات تمپر (۶۰۰-۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) برای رسیدن به سختی ۲۲۰-۲۵۰ اچ بی دبلیو انجام می‌شود که قابلیت ماشینکاری را بهبود می‌بخشد.

قطعه چرخ‌دنده خام روی یک دستگاه تراش سی ان سی نصب می‌شود تا قطر بیرونی، سطح و سوراخ آن تراش داده شود و ۳ تا ۵ میلی‌متر فضای اضافی برای پرداخت باقی بماند. شیارها یا شیارهای دندانه‌دار با استفاده از دستگاه فرز، خشن‌کاری می‌شوند.

برای چرخ‌دنده‌های ساده: دندانه‌ها با استفاده از دستگاه فرزکاری چرخ‌دنده (با صفحه‌ای با مدول تطبیقی) بریده می‌شوند و به یک پروفیل ناهموار با خطای پرداخت ۰.۳ تا ۰.۵ میلی‌متر دست می‌یابند.

برای چرخ‌دنده‌های مخروطی: از یک شکل‌دهنده چرخ‌دنده یا مولد چرخ‌دنده مخروطی سی ان سی برای برش پروفیل دندانه مخروطی استفاده می‌شود و از درگیری دقیق با چرخ‌دنده جفت شونده اطمینان حاصل می‌شود.

چرخ‌دنده تحت عملیات کربوریزاسیون (900 تا 930 درجه سانتی‌گراد به مدت 8 تا 12 ساعت) قرار می‌گیرد تا یک لایه سطحی سخت (با ضخامت 0.8 تا 1.5 میلی‌متر) ایجاد شود، و پس از آن کوئنچ (با روغن تا دمای 850 تا 880 درجه سانتی‌گراد خنک می‌شود) و در دمای پایین (180 تا 200 درجه سانتی‌گراد) بازپخت می‌شود. این فرآیند منجر به سختی سطحی 58 تا 62 اچ آر سی (برای مقاومت در برابر سایش) و یک هسته سخت (اچ آر سی 30 تا 35) می‌شود.

دندانه‌ها با استفاده از یک چرخ‌دنده سنگ‌زنی می‌شوند تا به دقت آگما 6-8 برسند، با انحراف پروفیل دندانه ≤0.02 میلی‌متر و زبری سطح را0.8-1.6 میکرومتر.

سطوح سوراخ و نصب با دقت و مطابق با تلرانس آی تی۶ سنگ‌زنی شده‌اند و هم‌مرکزی با محور چرخ‌دنده (میزان انحراف ≤0.03 میلی‌متر) را تضمین می‌کنند.

لبه‌های دندانه‌ها با استفاده از برس یا چرخ ساینده، سابیده می‌شوند تا از تمرکز تنش جلوگیری شده و نویز در حین مشبک‌کاری کاهش یابد.

شیارهای روانکاری صیقل داده شده‌اند تا جریان روان روغن تضمین شود.

تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی (از طریق طیف‌سنجی) محتوای آلیاژ را تأیید می‌کند (به عنوان مثال، 40CrNiMoA: کربن 0.37-0.44٪، نیکل 1.25-1.65٪).

آزمایش کشش روی کوپن‌ها، استحکام تسلیم (≥۸۳۵ مگاپاسکال) و چقرمگی ضربه (≥۶۸ ژول بر سانتی‌متر مربع در دمای -۲۰ درجه سانتیگراد) را تأیید می‌کند.

یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات (سی ام ام) پارامترهای کلیدی را بررسی می‌کند: خطای گام دندانه (≤0.02 میلی‌متر)، ضخامت دندانه (±0.015 میلی‌متر) و هم‌مرکزی سوراخ.

یک مرکز اندازه‌گیری چرخ‌دنده، پروفیل اینولوت، زاویه مارپیچ و فاصله دندانه‌ها را ارزیابی می‌کند و از مطابقت با استانداردهای آگما اطمینان حاصل می‌کند.

سختی سطح با استفاده از دستگاه سختی‌سنج راکول (اچ آر سی 58-62 مورد نیاز برای سطح دندان) اندازه‌گیری می‌شود.

آنالیز متالوگرافی، عمق و ریزساختار لایه کربوریزه شده (عدم وجود آستنیت باقیمانده بیش از حد یا شبکه‌های کاربیدی) را بررسی می‌کند.

آزمایش شبکه چرخ‌دنده: چرخ‌دنده با چرخ‌دنده جفت‌شده روی یک دستگاه آزمایش جفت می‌شود تا نویز (≤۸۵ دسی‌بل در سرعت نامی) و ارتعاش (≤۰.۱ میلی‌متر بر ثانیه) اندازه‌گیری شود.

آزمایش بار: یک آزمایش گشتاور ۱۲۰٪ به مدت ۲ ساعت انجام می‌شود تا تغییر شکل یا ترک خوردگی دندانه بررسی شود.

آزمایش ذرات مغناطیسی (ام پی تی) ترک‌های سطحی در دندانه‌ها و نواحی توپی را تشخیص می‌دهد.

تست اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) بدنه چرخ دنده را از نظر عیوب داخلی بررسی می‌کند (مثلاً منافذ انقباضی >φ3 میلی‌متر رد می‌شوند).