كسارة مخروطية قديمة من الربيع

الإطار هو المكون الهيكلي الرئيسي، وعادةً ما يكون مصنوعًا من فولاذ مصبوب عالي القوة (مثل زد جي 270-500). يوفر قاعدة ثابتة ودعمًا لجميع المكونات الأخرى. يحتضن الجزء العلوي من الإطار الجزء المقعر، بينما يدعم الجزء السفلي غلاف العمود اللامركزي والعمود الرئيسي والأجزاء المتحركة الأخرى. غالبًا ما تُضاف أضلاع تقوية إلى الإطار لتعزيز صلابته وتحمل قوى الصدم العالية الناتجة عن السحق. صُمم الإطار ليكون متينًا، بسمك يتراوح بين 30 و50 مم في المناطق الحساسة.

الوشاح عبارة عن مكون مخروطي الشكل مصنوع من فولاذ عالي المنغنيز (مثل ZGMn13) أو حديد زهر عالي الكروم. يُركّب على العمود الرئيسي ويدور بشكل لامركزي داخل التجويف. صُمّم سطح الوشاح بمواصفات خاصة لسحق المواد بفعالية. يتراوح سمك الوشاح بين 30 و80 مم، حسب الطراز والاستخدام. يتصل قاع الوشاح بالعمود الرئيسي عبر محمل كروي، مما يسمح بحركة دورانية سلسة ومستقرة.

الجزء المقعر هو الجزء الخارجي الثابت من حجرة التكسير. وهو مصنوع أيضًا من مواد مقاومة للتآكل، مثل الفولاذ عالي المنغنيز أو الحديد الزهر عالي الكروم. يُثبت الجزء المقعر في الجزء العلوي من الإطار، وله شكل مخروطي يتناسب مع الغطاء. السطح الداخلي للجزء المقعر مبطن ببطانات مقاومة للتآكل قابلة للاستبدال. صُمم هيكل الجزء المقعر ليتحمل صدمات وتآكل المواد المسحوقة، بسمك يتراوح بين 25 و60 مم.

يُعدّ غلاف العمود اللامركزي مكونًا أساسيًا لنقل الحركة. وهو مصنوع من سبائك الفولاذ المصبوب (مثل ZG35CrMo). يدور غلاف العمود اللامركزي حول العمود الرئيسي، مما يُسبب دوران الوشاح بشكل لامركزي. وهو مُجهّز بترس مخروطي كبير القطر يتشابك مع ترس مخروطي صغير على عمود النقل. صُمّم غلاف العمود اللامركزي بعناية للتحكم في سعة حركة الوشاح الدورانية، والتي تتراوح عادةً بين 10 و30 مم.

يتكون نظام نقل الحركة من محرك، وسيور على شكل حرف V، وبكرة، وعمود نقل حركة، وتروس مخروطية. يوفر المحرك (عادةً ما تتراوح قدرته بين 55 و315 كيلوواط) قوة الدفع. تنقل السيور على شكل حرف V الطاقة من المحرك إلى البكرة على عمود نقل الحركة. ثم يقوم عمود نقل الحركة بتدوير الترس المخروطي الصغير، الذي يتشابك مع الترس المخروطي الكبير على غلاف العمود اللامركزي، مما يُحرك دورانه. تتراوح نسبة نقل التروس المخروطي عادةً بين 1:4 و1:6.

تُعد النوابض ميزةً مهمةً للسلامة والضبط في الكسارات المخروطية الزنبركية القديمة. تُركّب مجموعةٌ من النوابض عالية القوة (عادةً ما تكون مصنوعةً من فولاذ زنبركي سبائكي، مثل 60Si2Mn) حول الجزء السفلي من الهيكل. في حالة وجود مواد غير قابلة للكسر (مثل الحديد المتشرد) في حجرة التكسير، تنضغط النوابض، مما يسمح للغطاء بالتحرك للأسفل ويزيد من فجوة التفريغ، مما يمنع تلف الكسارة. يمكن تعديل قوة النوابض للتحكم في قوة التكسير وحجم التفريغ. يتراوح نطاق ضغط النوابض عادةً بين 20 و50 مم.

يتضمن نظام التغذية عادةً قادوس تغذية أعلى الكسارة. صُمم قادوس التغذية لتوزيع المواد بالتساوي داخل حجرة التكسير. يختلف حجم قادوس التغذية حسب سعة الكسارة، ويتراوح حجمه بين 0.5 و3 أمتار مكعبة. يقع نظام التفريغ أسفل الكسارة. تسقط المواد المفرغة عبر فجوة التفريغ القابلة للتعديل، والتي يمكن تعديلها بتغيير موضع التجويف أو باستخدام آلية الضبط الزنبركية. يمكن تعديل فجوة التفريغ في نطاق يتراوح بين 3 و50 مم للتحكم في حجم جسيمات المنتج النهائي.

صنع الأنماطيُصنع نموذج بالحجم الكامل، عادةً من الخشب أو الراتنج المطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، مع مراعاة الانكماش (1.5-2.0%) والتشغيل الآلي. صُمم النموذج ليُمثل بدقة الشكل المعقد للإطار، بما في ذلك جميع التجاويف الداخلية ونقاط التثبيت.

صبتُستخدم قوالب رملية مُلصقة بالراتنج لصب الإطار. يُخلط الرمل مع مواد رابطة من الراتنج لتشكيل قالب صلب. تُدخل نوى في القالب لإنشاء تجاويف داخلية، مثل تلك الخاصة بغطاء العمود اللامركزي والعمود الرئيسي. ثم يُطلى القالب بطبقة مقاومة للحرارة لتحسين تشطيب سطح الصب.

صبيُصهر الفولاذ المصبوب عالي القوة (ZG270 - 500) في فرن حثي عند درجة حرارة تتراوح بين 1520 و1560 درجة مئوية. يُسكب المعدن المنصهر بعناية في القالب بمعدل مُتحكم فيه لضمان ملء القالب بشكل صحيح وتقليل ظهور العيوب. بعد الصب، يُترك الإطار ليبرد ببطء في القالب لتقليل الإجهاد الداخلي.

المعالجة الحراريةيخضع الإطار المصبوب لعملية معالجة حرارية. أولاً، يُعَيَّن عند درجة حرارة تتراوح بين 880 و920 درجة مئوية، ثم يُبَرَّد بالهواء. يلي ذلك عملية تلطيف عند درجة حرارة تتراوح بين 550 و600 درجة مئوية لتحسين الخواص الميكانيكية، مثل الصلابة (هـ ب 180-220) والمتانة.

التشغيل الآلي:يُشَغَّل الإطار المُعالَج حراريًا بعد ذلك. تُستخدم ماكينات الطحن التحكم الرقمي بالكمبيوتر لتصنيع أسطح التركيب لأغلفة العمود المقعر واللامركزي والمكونات الأخرى. يتم التحكم في دقة التصنيع في حدود ±0.1 مم للأبعاد الرئيسية. تُجرى عمليات الحفر واللولبة لإنشاء ثقوب للمسامير وأدوات التثبيت الأخرى.

التشكيلتُسخَّن قضبان الفولاذ عالي المنغنيز (ZGMn13) أو الحديد الزهر عالي الكروم إلى درجة حرارة تتراوح بين 1100 و1150 درجة مئوية، ثم تُشكَّل على شكل مخروطي للغطاء. يُساعد التشكيل على محاذاة بنية حبيبات المادة، مما يُحسِّن متانتها ومقاومتها للتآكل. قد تتضمن عملية التشكيل عدة خطوات لتحقيق الشكل المطلوب ودقة الأبعاد.

المعالجة الحراريةبعد التشكيل، يُعالَج الغلاف حراريًا. بالنسبة للفولاذ عالي المنغنيز، يُلَدَّن في محلول عند درجة حرارة تتراوح بين ١٠٥٠ و١١٠٠ درجة مئوية، ثم يُخَمَّد بالماء للحصول على بنية مارتنسيتية عالية الصلابة. عادةً ما تتراوح صلابة الغلاف بعد المعالجة الحرارية بين ٤٥ و٥٥ درجة مئوية.

التشغيل الآلييُشَكَّل الوشاح المُعالَج حراريًا لتحقيق الأبعاد النهائية. تُستخدم مخارط التحكم الرقمي بالكمبيوتر وآلات الطحن لتصنيع السطح المخروطي الخارجي، والسطح السفلي للمحمل الكروي، وأي خصائص ضرورية أخرى. يُتحكَّم بدقة في تشطيب سطح العمل للوشاح لضمان سلاسة عملية التكسير، مع خشونة تتراوح بين 3.2 و6.3 ميكرومتر من را.

صبكما هو الحال مع الإطار، يُصبّ المقعر باستخدام قوالب رملية مُركّبة بالراتنج. يُصهر الفولاذ عالي المنغنيز أو الحديد الزهر عالي الكروم في فرن حثّي عند درجة حرارة تتراوح بين 1450 و1500 درجة مئوية، ثم يُسكب في القالب. تُدار عملية الصب بعناية لضمان اتساق السُمك وتقليل المسامية.

المعالجة الحراريةيُعالَج السطح المقعر المصبوب حراريًا لتحسين خواصه الميكانيكية. وعادةً ما يُعَيَّر ويُقَسَّم. بالنسبة للفولاذ عالي المنغنيز، تتراوح درجة حرارة التطبيع بين 950 و1000 درجة مئوية، تليها عملية تطبيع عند 200 و300 درجة مئوية لتحقيق الصلابة والمتانة المطلوبة.

التشغيل الآليبعد المعالجة الحرارية، يُشَكَّل الجزء المقعر. يُشَكَّل السطح الداخلي بتشكيل محدد ليتناسب مع الوشاح، ويُشَكَّل السطح الخارجي للتركيب على الإطار. تتراوح دقة التشكيل لشكل السطح الداخلي في حدود ±0.5 مم، وتتراوح خشونة السطح بين 6.3 و12.5 ميكرومتر (را).

صبيُستخدم فولاذ مصبوب من سبائك (ZG35CrMo) في صب غلاف العمود اللامركزي. تشبه عملية الصب عملية صب الإطار، مع التحكم الدقيق في درجة حرارة الصب (1500-1540 درجة مئوية) وتصميم القالب لضمان التشكيل الأمثل للشكل اللامركزي.

المعالجة الحراريةيُبرَّد غلاف العمود اللامركزي المصبوب عند درجة حرارة تتراوح بين 850 و880 درجة مئوية، ثم يُعالِج عند درجة حرارة تتراوح بين 580 و620 درجة مئوية لتحقيق الخواص الميكانيكية المطلوبة، كالقوة العالية ومقاومة التآكل الجيدة. تتراوح صلابته عادةً بعد المعالجة الحرارية بين 220 و260 درجة مئوية.

التشغيل الآليتُستخدم مخارط التحكم الرقمي بالكمبيوتر وآلات التجليخ لتصنيع الأقطار الخارجية والداخلية لغلاف العمود اللامركزي، بالإضافة إلى أسطح الترس المخروطي والمحامل. تتراوح دقة التصنيع للقطر اللامركزي في حدود ±0.05 مم، وتتراوح خشونة سطح المحمل - الأسطح الملامسة للسطحين را بين 0.8 و1.6 ميكرومتر.

سحب الأسلاك: يُسحب سلك فولاذي زنبركي من سبائك (مثل 60Si2Mn) إلى القطر المطلوب، مع تفاوت قطر ±0.05 مم. ثم يُلف السلك على شكل زنبرك باستخدام آلة لفّ الزنبركات.

المعالجة الحرارية:الزنبركات الحلزونية مُعالَجة حرارياً. تُسخَّن أولاً إلى ٨٦٠-٨٨٠ درجة مئوية، ثم تُخمَّد بالزيت. بعد التخميد، تُعَدَّل درجة حرارتها إلى ٤٢٠-٤٥٠ درجة مئوية لتحقيق صلابة الزنبرك ومقاومة التعب المطلوبة.

الاختباريتم اختبار كل زنبرك من حيث معدل زنبركه وقدرته على تحمل الأحمال. تُرفض الزنبركات التي لا تستوفي المتطلبات المحددة.

معالجة السطح:

تلوينجميع الأسطح المعدنية المكشوفة للكسارة، مثل الإطار، مطلية بطلاء مضاد للتآكل. يُطبّق الطلاء عادةً على عدة طبقات. أولًا، تُطبّق طبقة أساس لتحسين الالتصاق، تليها طبقة أو أكثر من الطبقة العلوية. عادةً ما يكون الطلاء المستخدم طلاءً إيبوكسيًا عالي الجودة، يوفر حماية ممتازة من الصدأ والتآكل في بيئات العمل القاسية.

تشحيميتم تشحيم جميع الأجزاء المتحركة، مثل المحامل والأعمدة والتروس، بمواد تشحيم مناسبة. يُستخدم عادةً شحم (مثل شحم الليثيوم) للمحامل، بينما تُستخدم زيوت تشحيم زيتية للتروس. صُممت نقاط التشحيم لتكون سهلة الوصول لإجراء الصيانة الدورية.

حَشد:

يتم تجميع الكسارة بتسلسل محدد. أولًا، يُوضع الهيكل على طاولة عمل ثابتة. ثم يُركّب غلاف العمود اللامركزي في الهيكل، يليه العمود الرئيسي والغطاء. ثم يُركّب الجزء المقعر على الجزء العلوي من الهيكل. تُركّب مجموعة الزنبرك حول الجزء السفلي منه، ويُركّب نظام النقل ويُوصل.

أثناء التجميع، تُحاذى جميع المكونات وتُثبّت بعناية باستخدام البراغي والصواميل. تُستخدم مفاتيح عزم الدوران لضمان إحكام ربط البراغي وفقًا لعزم الدوران المحدد، والذي يتراوح عادةً بين ١٠٠ و٥٠٠ نيوتن متر، حسب حجم ونوع البرغي.

تعديل:

بعد التجميع، تُضبط الكسارة. تُضبط فجوة التفريغ بين الغطاء والتجويف باستخدام آلية الضبط الزنبركي أو أي جهاز ضبط آخر. يُجرى الضبط لتحقيق حجم الجسيمات المطلوب للمنتج المسحوق. دقة ضبط فجوة التفريغ في حدود ±1 مم.

يُضبط نظام ناقل الحركة أيضًا لضمان محاذاة التروس والأحزمة بشكل صحيح. يُضبط شد الحزام وفقًا للقيمة الموصى بها، والتي تُقاس عادةً باستخدام مقياس شد الحزام. يُفحص تشابك التروس لضمان سلاسة التشغيل وتقليل الضوضاء إلى أدنى حد.

اختبار المواد:

تحليل التركيب الكيميائييتم تحليل عينات من المواد الخام المستخدمة في الصب والتشكيل، مثل الفولاذ المصبوب، والفولاذ عالي المنغنيز، والفولاذ السبائكي، باستخدام أجهزة التحليل الطيفي للتحقق من تركيبها الكيميائي. على سبيل المثال، يجب أن يتراوح محتوى الكربون في ZGMn13 بين 1.0% و1.4%، وأن يتراوح محتوى المنغنيز بين 11% و14%.

اختبار الخواص الميكانيكيةتُجرى اختبارات الشد والصدمات والصلابة على عينات من المواد. بالنسبة للفولاذ المصبوب عالي القوة (زد جي 270 - 500)، يجب ألا تقل قوة الشد عن 500 ميجا باسكال، وأن لا تقل نسبة الاستطالة عن 18%.

التفتيش الأبعادي:

فحص آلة القياس الإحداثية (آلة قياس الإحداثيات)تُستخدم آلة قياس الإحداثيات (آلة قياس الإحداثيات) لقياس الأبعاد الرئيسية لجميع المكونات، مثل قطر غلاف العمود اللامركزي، وارتفاع وقطر الغطاء والتقعر، والمسافة بين فتحات التركيب على الإطار. دقة قياس آلة قياس الإحداثيات (آلة قياس الإحداثيات) في حدود ±0.02 مم.

فحص المقاييستُستخدم مقاييس خاصة للتحقق من حجم بعض الميزات، مثل ميل سنّ البراغي، وملاءمة الأجزاء المتزاوجة. على سبيل المثال، يتم التحقق من ملاءمة العمود الرئيسي والمحمل باستخدام مقياس قطر ومقياس عمود لضمان أن الخلوص ضمن النطاق المحدد.

الاختبار غير المدمر (الفحص غير المدمر):

الاختبار بالموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس)يُستخدم فحص الموجات فوق الصوتية للكشف عن العيوب الداخلية في المصبوبات، مثل المسامية والشقوق والشوائب. تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر المادة، ويُكتشف أي عيوب بتحليل الموجات المنعكسة. تُعتبر العيوب التي يزيد حجمها عن حد معين (عادةً من 3 إلى 5 مم) غير مقبولة.

اختبار الجسيمات المغناطيسية (إم بي تي)يُستخدم اختبار إم بي تي للكشف عن الشقوق السطحية والقريبة من السطح في المواد المغناطيسية الحديدية، مثل مكونات الفولاذ. يُطبّق مجال مغناطيسي على المكون، ثم تُرشّ جسيمات مغناطيسية على سطحه. تجذب الشقوق الجسيمات المغناطيسية، مما يجعلها مرئية.

اختبار الأداء:

فارغ - اختبار التحميليتم تشغيل الكسارة المُجمّعة بدون أي مواد لمدة تتراوح بين ساعتين وأربع ساعات. خلال هذا الاختبار، يتم فحص دوران العمود، وعمل نظام النقل، وثبات الآلة. يُقاس مستوى اهتزاز الآلة باستخدام مستشعرات اهتزاز، ويجب أن يكون ضمن الحد المُحدد (عادةً أقل من ١٠ مم/ثانية).

اختبار التحميلتُخضع الكسارة بعد ذلك لاختبار حمل. تُغذّى عينة تمثيلية من المادة المراد تكسيرها (مثل الجرانيت أو الحجر الجيري) في الكسارة بمعدل مُتحكم فيه. تُقاس الطاقة الإنتاجية، وتوزيع حجم الجسيمات للمنتج المُكسور، ومعدل تآكل الوشاح والتقعر. يجب أن تُطابق الطاقة الإنتاجية القيمة المُصنّفة للكسارة، وأن يكون توزيع حجم الجسيمات ضمن النطاق المُحدد.

إعداد الأساس:

يُصب أساس خرساني للكسارة. يُصمم الأساس وفقًا لوزن وحجم الكسارة، بالإضافة إلى القوى الديناميكية الناتجة أثناء التشغيل. عادةً ما تكون الخرسانة المستخدمة من نوع عالي القوة، مثل C30 وC40.

يتم تسوية الأساس بدقة ±0.1 مم/م باستخدام ميزان الماء أو جهاز تسوية بالليزر. تُثبَّت مسامير التثبيت في الأساس أثناء عملية الصب. تُستخدم هذه المسامير لتثبيت الكسارة على الأساس، ويجب أن يكون قطرها وطولها كافيين لتحمل القوى المؤثرة عليها.

تركيب الكسارة:

تُرفع الكسارة بعناية وتُوضع على الأساس باستخدام رافعة أو أي معدات رفع أخرى. تُحاذى الكسارة مع مسامير التثبيت، وتُوضع دعامات أسفل الإطار لضبط مستوى الكسارة ومحاذاتها. تُصنع الدعامات من الفولاذ، ويتراوح سمكها بين 0.5 و5 مم.

ثم تُشد مسامير التثبيت باستخدام مفتاح عزم الدوران حتى تصل إلى قيمة عزم الدوران المحددة، والتي تتراوح عادةً بين 300 و800 نيوتن متر، حسب حجم المسمار. وتُجرى عملية الشد بنمط عرضي لضمان توزيع الحمل بالتساوي.

تركيب نظام النقل:

يُركَّب المحرك على قاعدة محرك منفصلة، مُثبَّتة أيضًا على القاعدة. تُعَدَّل قاعدة المحرك لضمان محاذاة مثالية مع عمود نقل الحركة في الكسارة.

تُركَّب أحزمة V بين بكرة المحرك وبكرة التكسير. يُضبط شد الحزام وفقًا للقيمة الموصى بها باستخدام مقياس شد الحزام. يُعدّ شد الحزام الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لضمان كفاءة نقل الطاقة ومنع انزلاقه.

يتم تركيب وضبط تروس المخروطية في نظام ناقل الحركة لضمان تناسقها. يُقاس الارتداد بين التروس باستخدام مقياس تحسس، ويُضبط وفقًا للقيمة المحددة، والتي تتراوح عادةً بين 0.1 و0.3 مم.

تركيب نظام التشحيم والهيدروليك (إن وجد):

تم تركيب نظام التزييت، الذي يشمل مضخات الزيت والفلاتر وأنابيب الزيت. تُوصل أنابيب الزيت بجميع نقاط التزييت في الكسارة، مثل المحامل والتروس. يُملأ نظام التزييت بالزيت المناسب، ويُفحص مستوى الزيت.