صفيحة الفك المتأرجحة مُكوّن رئيسي مقاوم للتآكل في كسارات الفك، حيث تعمل مع صفيحة الفك الثابتة لسحق المواد عبر حركة متبادلة. هيكليًا، تتضمن سطح عمل مُسنّن، وثقوب تثبيت، وحواف مُقوّاة، مصنوعة عادةً من فولاذ عالي المنغنيز (ZGMn13) لضمان المتانة ومقاومة التآكل.
يتضمن تصنيعها صبًا رمليًا (صبًا بدرجة حرارة تتراوح بين ١٤٠٠ و١٤٥٠ درجة مئوية)، يليه تبريد بالماء لتشكيل هيكل أوستنيتي، مع تشغيل آلي لضمان دقة الأسنان ودقة التركيب. تشمل مراقبة الجودة التركيب الكيميائي، ومتانة الصب، وعيوب الصب، ودقة الأبعاد.
مع عمر خدمة يتراوح بين 3 إلى 6 أشهر، فإنه يضمن عملية سحق فعالة من خلال تصميمه وخصائص المواد الخاصة به.
صفيحة الفك المتأرجح هي مكون أساسي مقاوم للتآكل في كسارات الفك، يلامس المواد مباشرةً ويسحقها. تُركّب على السطح الأمامي للفك المتأرجح (هيكل الفك المتحرك)، وتُشكّل حجرة السحق بالتزامن مع صفيحة الفك الثابتة (المثبتة على الهيكل). أثناء التشغيل، ومع حركة الفك المتأرجح المترددة، تنغلق صفيحة الفك المتأرجح وصفيحة الفك الثابتة وتنفصلان دوريًا، مما يؤدي إلى تكسير المواد من خلال عمليات البثق والتقسيم والثني. يؤثر أداؤها بشكل مباشر على كفاءة الكسارة، وحبيبات المنتج، وعمر الخدمة.
أولا: تركيب وبنية صفيحة الفك المتأرجح
يُوازن تصميم صفيحة الفك المتأرجح بين مقاومة التآكل، ومتانة الصدمات، وسهولة التركيب. وتشمل مكوناتها الرئيسية وخصائصها الهيكلية ما يلي:
جسمالهيكل الرئيسي عبارة عن صفيحة سميكة، مصنوعة عادةً من فولاذ عالي المنغنيز (مثل ZGMn13) (قد تستخدم الكسارات الصغيرة والمتوسطة حديدًا مصبوبًا عالي الكروم). يتراوح سمك الصفيحة بين 50 و300 مم حسب حجم الكسارة، ويتناسب طولها مع فك التأرجح (عادةً بين متر وثلاثة أمتار).
سطح عمل مسنن:يُشَكَّل سطح التلامس مع المادة بأسنان منتظمة الترتيب (مثلثة أو شبه منحرفة)، بارتفاع يتراوح بين 8 و20 مم، وتباعد يتراوح بين 20 و50 مم. تُحسِّن هذه الأسنان تماسك المادة وتضمن سحقًا متساويًا. معظم ألواح الفك المتأرجح مصممة بشكل متماثل، مما يسمح بانعكاس الوضع بعد تآكل أحد الطرفين، مما يُطيل عمر الخدمة بأكثر من 50%.
فتحات التركيب/فتحات البراغي:يتميز السطح الخلفي بفتحات على شكل حرف T أو فتحات براغي غاطسة للتوصيل بجسم الفك المتأرجح، ويتم تأمينها بواسطة كتل إسفينية أو براغي عالية القوة لمنع التراخي أثناء التشغيل (تجنب الانفصال الناجم عن الاهتزاز).
تعزيز الحواف:غالبًا ما تحتوي ألواح الفك المتأرجحة الكبيرة على حواف مرتفعة لتعزيز الصلابة الشاملة ومنع التشوه الناتج عن تأثير المواد.
فتحات تخفيف الوزن (اختياري):قد تتضمن ألواح الفك المتأرجحة كبيرة الحجم ثقوبًا محفورة على الأسطح غير العاملة لتقليل الوزن دون المساس بالقوة.
الثاني. عملية صب صفيحة الفك المتأرجح
تتحمل صفيحة الفك المتأرجح الصدمات والاحتكاك الشديدين، لذا يجب أن تضمن عملية صبها متانة عالية (طاقة الصدمة ≥ 150 جول) ومقاومة عالية للتآكل السطحي (صلابة ≥ 200 HBW، وتصل إلى 450 HBW بعد التصلب). تتم العملية المحددة على النحو التالي:
تحضير القالب
يُستخدم الصب الرملي (رمل سيليكات الصوديوم أو رمل الراتنج). تُصنع الأنماط الخشبية أو الراتنجية بناءً على الرسومات (بما في ذلك الأسنان، وثقوب البراغي، إلخ)، مع بدل تشغيل يتراوح بين 5 و8 مم (معدل انكماش خطي لفولاذ المنغنيز العالي ≈2%).
يجب أن يكون سطح تجويف القالب أملسًا، مع تحديد دقيق للمناطق المسننة لتجنب الانحرافات المفرطة بعد الصب. يضمن نظام البوابات والرافعات المخصص ملءً كاملًا للهياكل المعقدة، مثل الأسنان.
الذوبان والصب
صهر الفولاذ عالي المنغنيز: يتم توزيع الحديد الزهر عالي النقاء (P ≤ 0.07%، S ≤ 0.05%)، والفولاذ الخردة منخفض الكربون، والحديد المنغنيز (من ≥ 95%) بشكل متناسب. يحدث الصهر في فرن قوس كهربائي أو فرن متوسط التردد عند درجة حرارة تتراوح بين 1500 و1550 درجة مئوية، مع التحكم في التركيب الكيميائي (C: 1.0-1.4%، من: 11-14%، سي: 0.3-0.8%) لضمان نسبة من/C ≥ 10 (وهي نسبة حرجة للبنية الأوستنيتية).
إزالة الأكسدة: يتم إضافة الفيروسيليكون والألمنيوم لإزالة الأكسدة النهائية، مما يقلل محتوى الأكسجين إلى ≤0.005% لمنع المسامية.
الصب: يُستخدم نظام صب سفلي، مع ضبط درجة حرارة الصب بين ١٤٠٠ و١٤٥٠ درجة مئوية. تتطلب ألواح الفك المتحرك الكبيرة صبًا مجزأً (لتجنب الانسدادات الباردة)، وتتراوح مدته بين ٣ و٨ دقائق حسب الوزن.
الهز والتنظيف
يُهزّ الصب بعد تبريده إلى أقل من ٢٠٠ درجة مئوية. تُزال الرافعات بالقطع باللهب، وتُصقل علامات البوابة بحيث تكون متساوية مع الجسم.
يتم تنظيف رمل السطح والفلاش. يتم فحص المناطق المسننة للتأكد من سلامتها، ويتم فحص فتحات البراغي بحثًا عن أي انسدادات.
معالجة إخماد المياه (خطوة حاسمة)
يتم تسخين الصب ببطء إلى 1050-1100 درجة مئوية (معدل التسخين ≤100 درجة مئوية / ساعة لمنع التشقق) ويتم الاحتفاظ به لمدة 2-4 ساعات (ضمان الذوبان الكامل للكربيدات في الأوستينيت).
التبريد السريع بالماء (درجة حرارة الماء ≤ 30 درجة مئوية، معدل التبريد ≥ 50 درجة مئوية/ثانية) يمنع ترسب الكربيد، ويشكل بنية أوستنيتية واحدة (تضمن صلابة عالية). تبلغ الصلابة بعد المعالجة ≈ 200 HBW، مع طاقة تأثير ≥ 180 جول.
ثالثًا. عملية تصنيع صفيحة الفك المتأرجح
يجب أن تضمن عملية تشغيل صفيحة الفك المتأرجح دقة الأسنان وأبعاد التركيب دون المساس بأداء ما بعد الإخماد. تتم العملية المحددة على النحو التالي:
التشغيل الخشن
باستخدام السطح الخلفي كمرجع، تقوم مطحنة الجسر بطحن سطح العمل بشكل خشن، مع ترك بدل تشطيب يتراوح بين 2 إلى 3 مم لضمان خطأ التسطيح ≤1 مم/م.
يتم حفر ثقوب البراغي باستخدام مثقاب شعاعي، مع تفاوت في القطر ±0.5 مم وعمق أكبر بمقدار 2-3 مم من طول البراغي.
التشطيب
تشكيل الأسنان: تقوم قاطعة طحن مُخصصة مُثبتة على مطحنة جسرية بتشكيل الأسنان، مع ضمان تفاوت في ارتفاع/ميل الأسنان بمقدار ±0.5 مم وخشونة سطحية مقدارها را ≤6.3 ميكرومتر. خطأ في تناسق الأسنان ≤0.3 مم (وهو أمر بالغ الأهمية لدقة الانعكاس).
تشغيل سطح التركيب: يتم الانتهاء من عملية طحن سطح التركيب الخلفي ورأس التثبيت لضمان اتصال ≥80% مع جسم الفك المتأرجح (الفجوة ≤0.1 مم عبر مقياس القياس) والتسطيح ≤0.5 مم/م.
تخفيف الإجهاد: تعمل عملية التلدين في درجات حرارة منخفضة بعد التصنيع (200-250 درجة مئوية، 1-2 ساعة) على التخلص من إجهاد التصنيع لمنع التشوه أثناء الخدمة.
معالجة السطح
تُزال نتوءات التشغيل. تُنفَّس الأسطح غير العاملة بالرمل (خشونة را = ٢٥-٥٠ ميكرومتر) لتعزيز الاحتكاك بجسم الفك المتأرجح.
يتم تثبيت فتحات التثبيت الداخلية (إذا لزم الأمر) بدقة خيط 6H لضمان اتصال البراغي بشكل آمن.
رابعًا: عملية مراقبة جودة صفيحة الفك المتأرجح
إن جودة لوحة الفك المتأرجح تحدد بشكل مباشر كفاءة التكسير وعمر الخدمة، الأمر الذي يتطلب إجراء اختبارات متعددة الأبعاد:
مراقبة أداء المواد
فحص التركيب الكيميائي: يقوم جهاز قياس الطيف بتحليل C وMn وما إلى ذلك، مما يضمن الامتثال لمعايير ZGMn13 (من: 11-14٪، C: 1.0-1.4٪).
اختبار الخواص الميكانيكية: خضعت العينات لاختبارات صدم (طاقة صدم منخفضة عند درجة حرارة -40 درجة مئوية ≥ 120 جول) وقياسات صلابة (≤ 230 HBW بعد التبريد بالماء). أكد الفحص المعدني عدم وجود كربيدات شبكية (مما يقلل من المتانة).
مراقبة جودة الصب
فحص العيوب البصرية: فحوصات بصرية شاملة تستبعد الشقوق، أو تجاويف الانكماش، أو الأعطال. يضمن اختبار الجسيمات المغناطيسية (إم تي) على المناطق المسننة عدم وجود أي شقوق سطحية.
فحص الجودة الداخلي: يؤكد الاختبار بالموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس) على ألواح كبيرة عدم وجود مسام أو شوائب ≥φ3 مم في المناطق الحرجة (جذور الأسنان، فتحات البراغي).
التحكم في دقة التصنيع
فحص تفاوت الأبعاد: يتم فحص ارتفاع/ميل الأسنان باستخدام الفرجار وقوالب الأسنان. يتم التحقق من تفاوت موضع فتحة التركيب (≤ 0.3 مم) بواسطة آلة قياس إحداثيات.
فحص التفاوت الهندسي: يتحقق ميزان الليزر من استواء سطح العمل (خطأ ≤ 0.5 مم/م). ويتحقق مؤشر القرص من عمودية سطح التركيب وسطح العمل (≤ 0.1 مم/100 مم).
التحقق من التجميع
التجهيز التجريبي: يتم تثبيت لوحة الفك المتأرجح على جسم الفك المتأرجح للتحقق من التلامس والإحكام، مع عدم وجود ضوضاء فضفاضة عند النقر يدويًا.
اختبار محاكاة التآكل: تخضع الألواح المأخوذة من العينات لاختبارات على مقاعد البدلاء (8 ساعات عند الحمل المقدر) لقياس تآكل الأسنان (≤0.5 مم) والتأكد من عدم وجود شقوق أو تشوه.
بفضل هذه العمليات، تحافظ صفيحة الفك المتأرجح على متانة عالية ومقاومة عالية للتآكل تحت تأثير قوي، مع عمر خدمة يتراوح بين 3 و6 أشهر (مع تعديل حسب صلابة المادة). تضمن عمليات فحص التآكل الدورية والاستبدال/العكس في الوقت المناسب كفاءة سحق ثابتة وحبيبات المنتج.
