حماية من الحمل الزائد:امتصاص طاقة التأثير عندما تدخل الأجسام الغريبة (مثل الخردة المعدنية) إلى حجرة التكسير، والضغط للسماح بالفصل المؤقت بين المخاريط المتحركة والثابتة، ومنع تلف العمود الرئيسي والتروس والبطانات.
تخميد الاهتزازات:تقليل الاهتزازات عالية التردد الناتجة أثناء عملية التكسير، وتقليل الضوضاء وإطالة عمر خدمة المحامل والمكونات الدقيقة الأخرى.
إعادة تعيين القوة:بعد التحميل الزائد، توفير قوة الاستعادة لإرجاع حلقة التعديل أو المخروط المتحرك إلى موضعه الأصلي، مما يضمن الحفاظ على فجوة السحق.
تطبيق التحميل المسبق:الحفاظ على الضغط الثابت على حلقة الضبط لمنع التراخي، وضمان التشغيل المستقر تحت أحمال المواد المتنوعة.
ملف زنبركي:الجسم الرئيسي مصنوع من سلك فولاذي زنبركي عالي الكربون (مثل 60Si2MnA أو 50CrVA) بقطر يتراوح بين 20 و80 مم. يتميز الملف بهيكل حلزوني موحد مع عدد محدد من الملفات النشطة (عادةً من 5 إلى 15) وملفات طرفية (1-2) لضمان ثباته.
وجوه النهاية:نهايات الملف العلوية والسفلية، والتي يمكن أن تكون أرضية بشكل مسطح (بالنسبة لنوابض النهاية الموازية) أو مربعة (بالنسبة للنهايات غير الأرضية)، مما يضمن العمودية على محور الزنبرك وتوزيع الحمل بشكل موحد.
قطر الزنبرك:بما في ذلك القطر الخارجي (تطوير، 150-500 مم) والقطر الداخلي (بطاقة تعريف)، مع خطوة (المسافة بين الملفات المتجاورة) تتراوح بين 20-100 مم للسماح بضربة ضغط كافية (عادة 10-30٪ من الطول الحر).
ميزات الخطاف أو الاتصال (اختياري):بالنسبة للينابيع الأصغر حجمًا، يمكن تشكيل خطافات نهائية لربطها بحلقة التعديل أو القاعدة، على الرغم من أن معظم نوابض التكسير الكبيرة تستخدم أطرافًا مسطحة للاتصال المباشر.
طلاء السطح:طبقة واقية مثل طلاء الزنك أو طلاء الإيبوكسي أو غمر الزيت لمقاومة التآكل، وخاصة في بيئات التعدين الرطبة أو المتربة.
اختيار المواد وإعدادها:
يُختار سلك الفولاذ الزنبركي عالي الكربون (60Si2MnA) لمرونته الممتازة (≥1200 ميجا باسكال) ومقاومته للتعب. يُفحص السلك بحثًا عن أي عيوب سطحية (خدوش، شقوق)، ويُقوّم لضمان اتساق قطره (تفاوت ±0.1 مم).
اللف:
يُغذّى السلك في آلة لفّ زنبركية التحكم الرقمي بالكمبيوتر، والتي تُثنيه إلى شكل حلزوني باستخدام محاور وبكرات دقيقة. تتحكم الآلة بما يلي:
يقذف:ضمان التباعد الموحد بين الملفات (التسامح ±0.5 مم).
القطر:الحفاظ على القطر الخارجي ضمن ±1 مم من القيمة التصميمية.
عدد الملفات:حساب دقيق للملفات النشطة والنهائية لتلبية مواصفات الطول الحر (التسامح ± 2 مم).
المعالجة الحرارية:
التبريد والتهدئةيُسخّن الزنبرك الملفوف إلى 850-880 درجة مئوية في فرن، ويُحفظ لمدة 30-60 دقيقة، ثم يُخمد في الزيت للحصول على بنية مارتنسيتية. ثم يُعالج عند 420-480 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين لتقليل الهشاشة، مما ينتج عنه صلابة تتراوح بين 45-50 حقوق الإنسان وقوة شد تتراوح بين 1600-1900 ميجا باسكال.
تعمل هذه العملية على ضبط الخصائص المرنة للزنبرك، مما يضمن قدرته على تحمل الضغط المتكرر دون تشوه دائم.
إنهاء المعالجة:
يتم طحن الملفات النهائية بشكل مسطح باستخدام آلة طحن السطح لتحقيق التوازي (≤0.1 مم/م) والعمودية على محور الزنبرك (≤0.5 درجة)، مما يضمن الجلوس المستقر على الإطار العلوي والقاعدة.
تعمل عملية إزالة النتوءات على إزالة الحواف الحادة من أطراف الأرض لمنع تركيز الضغط وإلحاق الضرر بالأسطح المتزاوجة.
اختيار الربيع والمطابقة:
تُصنّف النوابض حسب طولها الحرّ ومعدلها (صلابتها) لضمان توزيع الحمل بشكل متساوٍ. تُرفض النوابض التي يختلف معدلها بنسبة 5% لمنع التحميل غير المتساوي.
تركيب لوحة التركيب:
تُستخدم ألواح تثبيت علوية وسفلية (فولاذية أو حديدية مصبوبة) مزودة بثقوب تتناسب مع القطر الخارجي للزنبرك لتثبيت الزنبركات. يُدخل كل زنبرك في ثقبه ويُثبّت بحلقات تثبيت لمنع الحركة الجانبية.
إعداد التحميل المسبق:
يتم ضغط التجميع إلى الحمل المسبق المحدد (باستخدام مكبس هيدروليكي) وتثبيته في مكانه باستخدام الشرائح، مما يضمن أن يتحمل كل زنبرك حملًا متساويًا (يتم قياسه عبر خلايا الحمل بتسامح ± 2%).
اختبار المواد:
يؤكد تحليل التركيب الكيميائي (مطيافية) أن الفولاذ الزنبركي يلبي المعايير (على سبيل المثال، 60Si2MnA: C 0.56-0.64%، سي 1.50-2.00%، من 0.60-0.90%).
يقيس اختبار الشد على عينات الأسلاك قوة الشد القصوى (≥1600 ميجا باسكال) والاستطالة (≥6%).
فحوصات دقة الأبعاد:
تقوم آلة القياس الإحداثية (آلة قياس الإحداثيات) بفحص قطر الملف، والملعب، والطول الحر، وتسطيح النهاية، لضمان الامتثال لتفاوتات التصميم.
يقوم جهاز اختبار الزنبرك بقياس المعدل (القوة لكل ملم من الضغط) للتحقق من أنه يقع ضمن النطاق المحدد (±5%).
اختبار الخواص الميكانيكية:
يضمن اختبار الصلابة (روكويل) أن الزنبرك له صلابة تتراوح بين 45-50 حقوق الإنسان؛ ويتم التحقق من صلابة القلب من خلال تحديد مستوى الصلابة الدقيقة لتأكيد المعالجة الحرارية الموحدة.
يخضع الزنبرك لاختبارات التعب لدورات ضغط مقدارها 10⁶ (من 10% إلى 70% من أقصى انحراف) دون السماح بأي شقوق أو تشوه دائم.
الاختبار غير المدمر (الفحص غير المدمر):
يكتشف اختبار الجسيمات المغناطيسية (إم بي تي) الشقوق السطحية في الملفات، وخاصة عند انحناءات الملف (نقاط تركيز الإجهاد)، مع أي شق يبلغ طوله 0.2 مم مما يؤدي إلى الرفض.
يقوم الاختبار بالموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس) بفحص السلك بحثًا عن العيوب الداخلية (على سبيل المثال، الشوائب) التي يمكن أن تقلل من عمر التعب.
اختبار مقاومة التآكل:
يقوم اختبار رش الملح (ASTM B117) لمدة 48 ساعة بتقييم الينابيع المطلية أو المطلية بالزنك، مع عدم السماح بالصدأ الأحمر على الأسطح الحرجة.