ألواح الفك الثابتة لكسارة الفك

مقدمة تفصيلية لمكونات لوحة الفك الثابتة في كسارات الفك

أولا: تركيب وبنية صفيحة الفك الثابتة

1. الجسم الرئيسي
   هيكل صفائحي سميك، يتراوح سمكه عادةً بين 50 و150 مم للكسارات الصغيرة والمتوسطة، و200 و300 مم للآلات الكبيرة. يُصنع هذا الهيكل بشكل أساسي من الفولاذ عالي المنغنيز (ZGMn13) لظروف التأثير العالي، بينما يُستخدم الحديد الزهر عالي الكروم (Cr26-30) لظروف التأثير المنخفض. يعمل السطح الأمامي كحجرة تكسير، بينما يُشكل السطح الخلفي سطح التثبيت الذي يُناسب الإطار. الشكل العام إما مستقيم أو منحني (التصاميم المنحنية تُحسّن شكل حجرة التكسير لتقليل انسداد المواد).
2. سطح عمل مسنن
   يتميز سطح التلامس بالمواد بأسنان مرتبة بانتظام، عادةً ما تكون مثلثة أو شبه منحرفة، بارتفاعات تتراوح بين 8 و30 مم (مُعدَّلة حسب صلابة المادة) وتباعد بين 20 و60 مم، وزوايا رؤوس الأسنان تتراوح بين 60 و90 درجة. غالبًا ما تكون الأسنان مرتبة بشكل متماثل أو متدرجة رأسيًا. تسمح التصميمات المتماثلة بانعكاس موضعها بعد تآكل أحد الأطراف، مما يطيل عمر الخدمة بأكثر من 50%. يُعزز النمط المسنن تماسك المادة لمنع الانزلاق وتحسين كفاءة السحق.
3. هيكل التركيب
   يتم تثبيت لوحة الفك الثابتة على الإطار عن طريق البراغي أو الكتل الإسفينية، بحيث يتضمن السطح الخلفي:

• ثقوب البراغي/الثقوب المخروطية:يتم توزيعها بشكل موحد على طول اللوحة، مع أقطار أكبر بمقدار 1-2 مم من البراغي للسماح بالتعديل الدقيق للموضع أثناء التثبيت.

• تحديد موقع الصنابير/الرؤوس:تتوافق مع الأخاديد الموجودة على الإطار للحد من الإزاحة الجانبية، مما يضمن دقة الموضع بالنسبة للوحة الفك المتأرجح.

• فتحات تخفيض الوزن (الألواح الكبيرة):تعمل الفتحات المستطيلة أو الدائرية في المناطق غير الحاملة للأحمال على تقليل الوزن دون المساس بالقوة الهيكلية.

4. تعزيزات الحافة
   عادةً ما تكون الحواف العلوية والسفلية أكثر سُمكًا (أسمك من القسم الأوسط بمقدار 5-10 مم) لتعزيز مقاومة الصدمات، ومنع تشقق الحواف نتيجةً لصدمات المواد الجانبية. تتميز بعض ألواح الفك الثابت بواقي منفذ تفريغ دي دي اتش في الأسفل لتوجيه المواد المسحوقة لضمان تفريغ سلس.

الثاني. عملية صب صفيحة الفك الثابتة

1. تحضير القالب

• يُستخدم صبّ رمل الراتنج (صفائح صغيرة إلى متوسطة الحجم) أو صبّ رمل سيليكات الصوديوم (صفائح كبيرة). تُصنع أنماط خشبية أو إسفنجية بناءً على رسومات ثلاثية الأبعاد، تُحاكي بدقة الأسنان، وفتحات البراغي، وأسطح التركيب، مع وجود بدل تشغيل يتراوح بين 5 و8 مم (يبلغ معدل انكماش الفولاذ عالي المنغنيز حوالي 2%).

• تُستخدم قوالب رملية مقسمة أو قوالب متكاملة في المناطق المسننة لضمان دقة أطراف وجذور الأسنان (انحراف ارتفاع السن ≤ 0.5 مم). تُجهّز قوالب سطح التركيب لضمان خطأ استواء الصب ≤ 2 مم/م.

2. الذوبان والصب

• صهر الفولاذ عالي المنغنيز: يُصهر الحديد الزهر منخفض الفوسفور (P ≤ 0.07%) والكبريت منخفض (S ≤ 0.05%) والفولاذ الخردة في فرن تردد متوسط عند درجة حرارة تتراوح بين 1500 و1550 درجة مئوية. يُضبط 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 (0.5-1.0%) وكتل الألومنيوم (0.1-0.2%) لإزالة الأكسدة النهائية، مما يقلل محتوى الأكسجين إلى ≤ 0.005% لمنع المسامية.

• الصب: يُستخدم نظام صب سفلي بدرجة حرارة تتراوح بين ١٤٠٠ و١٤٥٠ درجة مئوية. تُسكب ألواح الفك الثابت الكبيرة على مرحلتين أو ثلاث مراحل (بفاصل ٣٠-٦٠ ثانية لتجنب الانسداد البارد)، وتتراوح مدة كل مرحلة بين ٣ و١٠ دقائق، حسب الوزن، لضمان اكتمال التعبئة.

3. الهز والتلدين بالمحلول

• يُهزّ الصب بعد تبريده إلى أقل من ٢٠٠ درجة مئوية. تُزال الرافعات بالقطع باللهب، وتُصقل علامات البوابة. يُنظّف رمل السطح واللمعان.

• التلدين بالمحلول (خطوة حرجة): يُسخّن المسبوك ببطء إلى 1050-1100 درجة مئوية (معدل التسخين ≤ 100 درجة مئوية/ساعة لمنع التشقق) ويُحفظ لمدة 2-4 ساعات (لضمان ذوبان الكربيد بالكامل في الأوستينيت). ثم يُبرّد بسرعة بالماء (درجة حرارة الماء ≤ 30 درجة مئوية، معدل التبريد ≥ 50 درجة مئوية/ثانية) لتشكيل بنية أوستينيتية واحدة ذات صلابة ≤ 230 HBW وطاقة صدم ≥ 180 جول (-40 درجة مئوية).

ثالثًا: عملية تصنيع صفيحة الفك الثابتة

1. التشغيل الخشن

• باستخدام سطح التركيب المصبوب كمرجع، يُفرّغ سطح العمل (باستثناء الأسنان) خشنًا على آلة طحن جسرية، مع ترك هامش تشطيب يتراوح بين 2 و3 مم. يُضبط خطأ الاستواء بحيث لا يتجاوز 1 مم/م، ويكون التوازي مع سطح التركيب ≤ 0.5 مم/م.

• يتم حفر ثقوب البراغي على آلة الحفر وفقًا لمواصفات الرسم، مع تفاوت القطر ± 0.5 مم وعمق 2-3 مم أكبر من طول البراغي لضمان التحام الخيط بالكامل.

2. تصنيع الأسنان

• تُستخدم قاطعة تشكيل مخصصة في مطحنة جسرية التحكم الرقمي بالكمبيوتر لتصنيع الأسنان، مما يضمن تفاوتًا في ارتفاع/ميل الأسنان ± 0.5 مم وخشونة سطحية را ≤ 6.3 ميكرومتر. بالنسبة للأسنان المتماثلة، يكون انحراف التماثل ≤ 0.3 مم (لتمكين الانعكاس).

• تقطيع جذور الأسنان: تقوم أداة القطع الشعاعي بتقطيع الجذور (R = 2–5 مم) لتجنب تركيز الإجهاد وكسر جذور الأسنان.

3. تشطيب سطح التركيب

• يتم طحن سطح التركيب إلى را ≤ 12.5 ميكرومتر، والتسطيح ≤ 0.5 مم/م، والعمودية على سطح العمل ≤ 0.1 مم/100 مم (يتم التحقق منها باستخدام مؤشر الاتصال).

• يتم طحن صنابير تحديد الموقع لتتناسب مع الإطار، مع تفاوت في العرض ± 0.2 مم وتفاوت في العمق ± 0.1 مم، مما يضمن ≥ 85% من الاتصال بالإطار (الفجوة ≤ 0.1 مم عبر مقياس القياس).

4. معالجة السطح

• تُزال نتوءات التشغيل. تُنفَّس الأسطح غير العاملة بالرمل (را = 25-50 ميكرومتر) لتعزيز الاحتكاك بالإطار. يُوضَع لاصق اختياري مقاوم للتآكل (مثل راتنج الإيبوكسي) على سطح التركيب لتحسين العزل.

رابعًا: عملية مراقبة جودة صفيحة الفك الثابتة

1. مراقبة أداء المواد

• فحص التركيب الكيميائي: يقوم مطياف القراءة المباشرة بتحليل C وMn وما إلى ذلك، مما يضمن الامتثال لمعايير ZGMn13 (من: 11-14٪، C: 1.0-1.4٪).

• اختبار الخواص الميكانيكية: تخضع العينات لاختبار التأثير (طاقة التأثير في درجة حرارة منخفضة -40 درجة مئوية ≥ 120 جول) وقياس الصلابة (≤ 230 HBW بعد التلدين بالمحلول).

• التفتيش المعدني: يؤكد تحليل البنية الدقيقة وجود مرحلة أوستنيتية واحدة (لا توجد كربيدات شبكية، مما يقلل من الصلابة).

2. مراقبة جودة الصب

• فحص العيوب البصرية: فحوصات بصرية شاملة تستبعد الشقوق، أو تجاويف الانكماش، أو الأعطال. يضمن اختبار الجسيمات المغناطيسية (إم تي) على الأسنان عدم وجود شقوق سطحية أو انسدادات باردة.

• فحص الجودة الداخلي: يمنع الاختبار بالموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس) على ألواح كبيرة المسام أو الشوائب التي يبلغ حجمها ≥ φ3 مم في المناطق الحرجة (جذور الأسنان، فتحات البراغي).

3. التحكم في دقة التصنيع

• فحص التفاوتات البعدية: يتم التحقق من توافق شكل السن باستخدام قوالب. يتم التحقق من تفاوت موضع ثقب البراغي (± 0.2 مم) بواسطة آلة قياس إحداثيات.

• فحص التفاوت الهندسي: يتحقق ميزان الليزر من استواء سطح العمل. ويتحقق المربع من عمودية سطح التركيب وسطح العمل.

4. التحقق من التجميع

• التجهيز التجريبي: يتم تثبيت لوحة الفك الثابتة على الإطار للتحقق من الإحكام (يتوافق تحميل البراغي المسبق مع المواصفات) دون أي ارتخاء عند الاهتزاز يدويًا.

• اختبار السحق: سحق المواد القياسية (على سبيل المثال، الجرانيت) تحت الحمل المقدر لمدة 8 ساعات للتحقق من تآكل الأسنان (≤ 0.5 مم)، وغياب الشقوق/التشوهات، وانحراف حجم المنتج ≤ 5%.

بفضل هذه العمليات، تحافظ صفيحة الفك الثابتة على مقاومتها للتآكل في ظروف الصدمات الشديدة، مع عمر خدمة يتراوح بين 4 و8 أشهر (مع تعديلها وفقًا لصلابة المادة). تضمن الفحوصات الدورية لتآكل الأسنان وعكسها/استبدالها في الوقت المناسب كفاءة سحق ثابتة.

1. نوع صفيحة الأسنان

يتكون المقطع العرضي للوحة أسنان كسارة الفك من نوعين: سطح أملس وسطح شبكي. ينقسم السطح الشبكي إلى سطح مثلث وسطح شبه منحرف. ولضمان حجم وشكل المنتج، تُستخدم عادةً ألواح أسنان مثلثة أو شبه منحرفة.

2. مادة صفيحة الأسنان

عادةً ما تستخدم ألواح الأسنان في كسارات الفك الحالية مادة المنغنيز 13ZGMn13، التي تتميز بصلابة سطحية تحت تأثير الصدمات. يُشكل المنغنيز 13ZGMn13 سطحًا صلبًا ومقاومًا للتآكل مع الحفاظ على المعدن الأصلي لطبقته الداخلية. ونظرًا لمتانته، يُعدّ مادة مقاومة للتآكل شائعة الاستخدام في الكسارات.

3. خطة تعديل صفيحة الأسنان

في عملية التحويل، تتكون أجزاء الكسارة العاملة من صفيحة أسنان ثابتة وصفيحة أسنان متحركة. تُثبّت صفيحة الأسنان المتحركة على الفك المتحرك، وتتركز أجزاء التآكل الرئيسية فيها بشكل رئيسي في المنتصف. في عملية التحويل، لم تُعدّل صفيحة الأسنان المتحركة، بل صفيحة الأسنان الثابتة بشكل رئيسي. بعد تعديل صفيحة الأسنان الثابتة، نظرًا لارتباطها بجسم الإطار، يزداد وزن صفيحة الأسنان الثابتة، دون أي تأثير سلبي على عمل الكسارة بأكملها.

4. عمر صفيحة السن

تتحمل صفيحة الأسنان قوة ضغط وصدمة كبيرة، مما يؤدي إلى تآكلها بشكل كبير. ولإطالة عمرها الافتراضي، يمكن دراستها من جانبين: الأول هو إيجاد مواد عالية المقاومة للتآكل من هذه المادة؛ والثاني هو تحديد التصميم الهيكلي والأبعاد الهندسية للصفيحة بشكل منطقي.