پینیون سنگ شکن مخروطی

انتقال قدرتتبدیل چرخش پرسرعت موتور (معمولاً ۱۴۵۰ دور در دقیقه برای موتورهای الکتریکی) به حرکت کم سرعت و گشتاور بالای مورد نیاز چرخ دنده‌ی گاوی، که حرکت نوسانی مخروط متحرک را به حرکت در می‌آورد.

تقویت گشتاور: به عنوان کاهنده سرعت (نسبت دنده ۵:۱ تا ۸:۱) عمل می‌کند تا گشتاور را چند برابر کند و سنگ شکن را قادر سازد تا مواد سختی مانند گرانیت یا بازالت را خرد کند.

مش بندی دقیق: حفظ درگیری پایدار با چرخ دنده بول برای اطمینان از عملکرد روان، کاهش لرزش و سر و صدا در حین خرد کردن.

دندانه‌های چرخ‌دندهدندانه‌های گسترنده خارجی (مدول ۶ تا ۱۶، بسته به اندازه سنگ‌شکن) با زاویه فشار ۲۰ درجه، طراحی شده برای درگیری با چرخ‌دنده گاوی. پروفیل دندانه شامل یک شعاع فیله در ریشه برای کاهش تمرکز تنش است.

بدنه شفت: یک شفت استوانه‌ای یکپارچه با چرخ‌دنده، که یک سر آن از طریق یک کوپلینگ (مثلاً کوپلینگ انعطاف‌پذیر یا سیال) به موتور متصل است و سر دیگر آن توسط یاتاقان‌ها (رولبرینگ یا بلبرینگ) پشتیبانی می‌شود. قطر شفت از ۵۰ میلی‌متر تا ۳۰۰ میلی‌متر متغیر است و دارای شیارهای خار یا خار برای انتقال گشتاور می‌باشد.

ژورنال‌های بلبرینگمقاطع استوانه‌ای ماشینکاری‌شده با دقت بالا روی شفت، جایی که یاتاقان‌ها نصب می‌شوند، با تلرانس‌های دقیق (آی تی۵-آی تی۶) برای اطمینان از چرخش روان و حداقل انحراف.

شانه‌ها یا یقه‌ها: برآمدگی‌های محوری روی شفت که یاتاقان‌ها را در موقعیت مناسب قرار می‌دهند و از حرکت محوری در حین کار جلوگیری می‌کنند.

سوراخ‌های روانکاریسوراخ‌های کوچک ایجاد شده در دندانه‌های چرخ‌دنده و یاتاقان‌ها، که روغن یا گریس را برای کاهش اصطکاک و سایش منتقل می‌کنند.

شیار کلید یا اسپلاینشیار یا مجموعه‌ای از برآمدگی‌ها در انتهای شفت که با کوپلینگ موتور جفت می‌شود و انتقال گشتاور بدون لغزش را تضمین می‌کند.

فولاد ریخته‌گری آلیاژی با استحکام بالا (ZG40CrNiMo) ترجیح داده می‌شود که استحکام کششی ≥800 مگاپاسکال و چقرمگی ضربه ≥60 ژول بر سانتی‌متر مربع را برای تحمل بارهای چرخه‌ای ارائه می‌دهد.

یک الگوی فوم یا چوب در مقیاس کامل ایجاد می‌شود که دندانه‌های چرخ‌دنده، شفت و یاتاقان‌ها را شبیه‌سازی می‌کند. مقادیر انقباض مجاز (۲ تا ۲.۵ درصد) برای در نظر گرفتن انقباض ناشی از خنک شدن اضافه می‌شوند.

قالب‌های ماسه‌ای رزینی در اطراف الگو ساخته می‌شوند و در صورت لزوم، یک هسته ماسه‌ای برای شفت توخالی در نظر گرفته می‌شود. حفره قالب با یک ماده شوینده نسوز پوشانده می‌شود تا سطح صافی ایجاد شود.

این آلیاژ در کوره قوس الکتریکی در دمای ۱۵۵۰ تا ۱۶۰۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و ترکیب شیمیایی آن روی کربن ۰.۳۸ تا ۰.۴۵٪، کروم ۰.۸ تا ۱.۱٪، نیکل ۱.۲ تا ۱.۵٪ و مولیبدن ۰.۲ تا ۰.۳٪ کنترل می‌شود.

ریختن در دمای ۱۵۰۰ تا ۱۵۳۰ درجه سانتیگراد با استفاده از یک ملاقه از پایین انجام می‌شود تا تلاطم به حداقل برسد و پر شدن کامل قالب تضمین شود.

قطعه ریخته‌گری شده به مدت ۴۸ تا ۷۲ 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 (۸۸۰-۹۲۰ درجه سانتی‌گراد، خنک‌شده با هوا) ساختار دانه را اصلاح می‌کند و به دنبال آن عملیات تمپر (۶۰۰-۶۵۰ درجه سانتی‌گراد) برای رسیدن به سختی ۲۲۰-۲۵۰ اچ بی دبلیو انجام می‌شود که قابلیت ماشینکاری را بهبود می‌بخشد.

بازرسی چشمی و آزمایش مایع نافذ رنگی (دی پی تی) ترک‌های سطحی یا سوراخ‌های هوا را بررسی می‌کنند.

تست اولتراسونیک (دانشگاه یو تی) عیوب داخلی را با محدودیت‌های دقیق (بدون نقص >φ2 میلی‌متر در دندانه‌های چرخ‌دنده یا هسته شفت) تشخیص می‌دهد.

یک شمش فولادی (40CrNiMoA) تا دمای 1100 تا 1200 درجه سانتیگراد گرم می‌شود و با استفاده از پرس هیدرولیک به شکل چرخ‌دنده-محوری خشن آهنگری می‌شود و جریان دانه و خواص مکانیکی آن بهبود می‌یابد.

قطعه خام آهنگری شده روی دستگاه تراش سی ان سی چرخانده می‌شود تا قطر بیرونی شفت، شانه‌ها و یاتاقان‌ها تراشیده شود و 2 تا 3 میلی‌متر فضای اضافی برای پرداخت نهایی باقی بماند.

دندانه‌های چرخ‌دنده با استفاده از دستگاه فرزکاری چرخ‌دنده، با در نظر گرفتن 0.5 میلی‌متر اضافی برای پرداخت نهایی، خشن‌کاری می‌شوند.

کربن‌دهی: دندانه‌های چرخ‌دنده و سطح شفت در دمای ۹۰۰ تا ۹۳۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۶ تا ۱۰ ساعت کربن‌دهی می‌شوند تا یک لایه سخت (با ضخامت ۰.۸ تا ۱.۲ میلی‌متر) ایجاد شود که مقاومت در برابر سایش را افزایش می‌دهد.

کوئنچ و تمپرینگ: تا دمای ۸۵۰ تا ۸۸۰ درجه سانتیگراد در روغن کوئنچ شده، سپس در دمای ۱۸۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد تمپر می‌شود تا سختی سطحی (دندانه‌ها) اچ آر سی ۵۸-۶۲ و سختی مغزی (شفت) اچ آر سی ۳۰-۳۵ حاصل شود.

دندانه‌های چرخ‌دنده با استفاده از دستگاه سنگ‌زنی چرخ‌دنده تا دقت آگما 7-8، با انحراف پروفیل دندانه ≤0.015 میلی‌متر و زبری سطح را0.8 میکرومتر، سنگ‌زنی می‌شوند.

یاتاقان‌ها با دقت و تلرانس آی تی۵ سنگ‌زنی شده‌اند، با گردی کمتر یا مساوی 0.005 میلی‌متر و زبری سطح را0.4 میکرومتر تا عملکرد روان یاتاقان تضمین شود.

برای اتصال ایمن کوپلینگ، شیارها یا اسپیلاین‌ها با تلرانس‌های بسیار کم (عرض ±0.01 میلی‌متر) سوراخ‌کاری می‌شوند.

لبه‌های دندانه با استفاده از برس یا چرخ ساینده صیقل داده می‌شوند تا از تمرکز تنش جلوگیری شود.

سوراخ‌های روغن‌کاری به صورت تخت و صیقلی ساخته شده‌اند تا از انسداد جریان روغن جلوگیری شود.

آنالیز شیمیایی (طیف‌سنجی) ترکیب آلیاژ را تأیید می‌کند (مثلاً، 40CrNiMoA: کربن 0.37-0.44%، نیکل 1.25-1.65%، مولیبدن 0.15-0.25%).

آزمایش کشش روی نمونه‌های آهنگری شده، استحکام تسلیم (≥۸۳۵ مگاپاسکال) و ازدیاد طول (≥۱۲٪) را تأیید می‌کند.

یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات (سی ام ام) پارامترهای چرخ‌دنده را بررسی می‌کند: خطای گام (≤0.02 میلی‌متر)، ضخامت دندانه (±0.01 میلی‌متر) و میزان انحراف محور (≤0.02 میلی‌متر).

یاتاقان‌ها با استفاده از یک شاخص عقربه‌ای، از نظر هم‌مرکزی با محور چرخ‌دنده (≤0.01 میلی‌متر) بررسی می‌شوند.

سختی سطحی دندان‌ها با استفاده از دستگاه راکول (اچ آر سی 58-62 مورد نیاز) اندازه‌گیری می‌شود.

آنالیز متالوگرافی، عمق یکنواخت لایه کربوریزه شده و عدم وجود آستنیت باقیمانده بیش از حد را تضمین می‌کند.

تست درگیری: پینیون با یک چرخ‌دنده بول در یک دستگاه تست جفت می‌شود تا نویز (≤80 دسی‌بل در سرعت نامی) و ارتعاش (≤0.05 میلی‌متر بر ثانیه) اندازه‌گیری شود.

تست اضافه بار: به مدت ۲ ساعت با ۱۲۰٪ گشتاور نامی کار می‌کند تا تغییر شکل دندانه یا گرم شدن بیش از حد یاتاقان بررسی شود.

آزمایش ذرات مغناطیسی (ام پی تی) ترک‌های سطحی در دندانه‌ها، شانه‌های شفت و شیارهای کلید را تشخیص می‌دهد.

آزمایش فراصوت (دانشگاه یو تی) هسته شفت را از نظر عیوب داخلی بررسی می‌کند (بدون عیوب >φ2 میلی‌متر).

قبل از تأیید، ممیزی کاملی از گزارش‌های آزمایش، شامل گواهی‌های مواد و سوابق ابعادی، انجام می‌شود.

برای ردیابی، پینیون با شماره قطعه، سختی و تاریخ بازرسی مشخص شده است.