العمود اللامركزي، وهو مكون أساسي في كسارات الفك، يُحوّل الحركة الدورانية إلى حركة ترددية للفك المتأرجح عبر بنيته اللامركزية، التي تتألف من أعناق العمود الرئيسي/اللامركزي، وجسم العمود، وشرائح انتقالية. مصنوع من سبائك عالية القوة (مثل 40CrNiMo)، ويخضع للتشكيل بالطرق (أو الصب للنماذج الصغيرة)، والتشغيل الآلي الدقيق (الطحن وفقًا لتسامح تكنولوجيا المعلومات 6)، والمعالجة الحرارية (التبريد/التطبيع) للحصول على قوة (قوة شد ≥ 800 ميجا باسكال).
تشمل مراقبة الجودة فحص تركيب المواد، واختبار جامعة تكساس/إم تي للكشف عن العيوب الداخلية/السطحية، واختبار التوازن الديناميكي (عدم التوازن المتبقي ≤10 جم/سم³). بفضل عمر الخدمة الذي يتراوح بين 5 و8 سنوات، يضمن هذا المنتج تشغيلًا مستقرًا للكسارة تحت أحمال عالية.
مقدمة تفصيلية لمكون العمود اللامركزي في كسارات الفك
العمود اللامركزي هو المكون الرئيسي لكسارة الفك، ويُركّب في هيكل المحمل للهيكل. يتصل أحد طرفيه بعجلة الموازنة، بينما يستقبل الطرف الآخر الطاقة من المحرك عبر بكرة. يدفع هيكله اللامركزي الفك المتأرجح لأداء حركة ترددية دورية أثناء الدوران، ليكون بمثابة المكون الأساسي لنقل الطاقة لسحق المواد. يجب أن يتحمل العمود اللامركزي إجهاد الانحناء الهائل، وعزم الدوران، وأحمال الصدمات، مما يتطلب قوة مادية عالية للغاية، ودقة تشغيل، واستقرارًا هيكليًا.
أولا: تركيب وبنية العمود اللامركزي
يُوازن التصميم الهيكلي للعمود اللامركزي بين كفاءة نقل القوة ومقاومة التعب. وتشمل مكوناته وخصائصه الهيكلية الرئيسية ما يلي:
أعناق العمود:يُقسّم إلى عنق العمود الرئيسي وعنق العمود اللامركزي. عنق العمود الرئيسي هو جزء أسطواني يطابق غلاف محمل الإطار، ويعمل كمركز دوران، ويتطلب أسطوانية عالية ودقة سطح عالية. يتصل عنق العمود اللامركزي بمحمل الفك المتأرجح، مع إزاحة محوره عن محور عنق العمود الرئيسي بواسطة لامركزية (عادةً ما تكون 1/4-1/3 قطر العمود). تُحوّل هذه اللامركزية الحركة الدورانية إلى حركة تأرجح الفك المتحرك.
جسم العمودالجزء الوسيط الذي يربط عنق العمود الرئيسي بعنق العمود اللامركزي، ويكون غالبًا متدرجًا أو أسطوانيًا. قد تحتوي الأعمدة اللامركزية الكبيرة على أخاديد لتخفيف الوزن على جسم العمود (مما يُقلل الوزن دون المساس بالقوة). تتميز بعض أجسام الأعمدة بفتحات مفاتيح لتثبيت مفاتيح عجلات الموازنة أو البكرات.
شرائح انتقالية:تستخدم الوصلات بين عنق العمود الرئيسي وعنق العمود اللامركزي وجسم العمود شرائح انتقالية ذات نصف قطر كبير (عادةً R ≥ 5 مم) لتقليل تركيز الإجهاد ومنع كسر التعب (هذه مناطق ضعيفة هيكليًا).
وجوه النهايةكلا وجهي العمود مُشَكَّلان بشكل مسطح ليكونا مرجعًا لتحديد موضع العجلات والبكرات. بعض الوجوه تحتوي على ثقوب مركزية (لتحديد موضع الإصبع أثناء التشغيل).
يُصنع العمود اللامركزي عادةً من فولاذ هيكلي عالي القوة من سبائك الفولاذ. تستخدم الكسارات الصغيرة والمتوسطة فولاذًا بوزن 45# (بعد الإخماد والتصلب)، بينما تستخدم الآلات المتوسطة والكبيرة فولاذًا من نوع 40CrNiMo أو 35CrMo أو أنواعًا أخرى من سبائك الفولاذ (مطروقة ومُعالجة)، مما يضمن قوة شد ≥ 800 ميجا باسكال، ومقاومة خضوع ≥ 600 ميجا باسكال، وطاقة تأثير (-20 درجة مئوية) ≥ 40 جول.
الثاني. عملية صب العمود اللامركزي
تُصنع الأعمدة اللامركزية غالبًا بالطرق (يصعب تحقيق متطلبات المتانة العالية عن طريق الصب)، ولكن يُستخدم الصب في بعض المعدات الصغيرة والبسيطة. فيما يلي تفاصيل عملية الصب:
تحضير القالب
يُستخدم الصب الرملي (رمل الراتنج). تُصنع أنماط خشبية أو معدنية بناءً على هيكل العمود، مع ترك مسافة تتراوح بين 8 و12 مم للتشكيل/التشغيل الآلي (مع مراعاة انكماش الصب واحتياجات المعالجة اللاحقة).
يتم صهر الحديد الزهر عالي الجودة وخردة الفولاذ ذات المحتوى المنخفض من الفوسفور والكبريت في فرن متوسط التردد، لإنتاج الفولاذ المصبوب بالسبائك (على سبيل المثال، ZG35CrMo) مع تركيبة كيميائية محكومة (C: 0.32-0.40٪، كر: 0.8-1.1٪، شهر: 0.15-0.25٪).
يتم التحكم في درجة حرارة الصب عند 1520-1560 درجة مئوية، باستخدام الصب السفلي لضمان التعبئة المستقرة ومنع انحشار الغاز أو الشوائب.
الهز والمعالجة الحرارية
يُهزّ الصب بعد تبريده إلى أقل من 300 درجة مئوية. تُزال الرافعات، وتُجرى عملية التلدين (تسخينه إلى 650-700 درجة مئوية، وتركه لمدة 4-6 ساعات، ثم تبريده ببطء) لإزالة إجهاد الصب.
بعد التشغيل الخشن، يتم إجراء التبريد والتطبيع: التسخين إلى 850-880 درجة مئوية للتبريد بالزيت، يليه التبريد عند 550-580 درجة مئوية للحصول على بنية سوربيت مخففة مع صلابة 220-260 HBW وقوة شد ≥ 700 ميجا باسكال.
ثالثًا: عملية تصنيع العمود اللامركزي (الأجزاء المطروقة)
عملية التشكيل
يتم تسخين سبائك الفولاذ الهيكلي عالية الجودة (على سبيل المثال، 40CrNiMo) إلى 1100-1200 درجة مئوية وتعريضها للطرق الحر، باستخدام عمليات السحب والانزعاج لتشكيل الشكل، مما يضمن الكثافة الداخلية والخلو من شقوق الطرق.
يتم إجراء عملية التلدين الكروي (يتم الاحتفاظ بها عند درجة حرارة 780-800 درجة مئوية، وتبريدها ببطء) بعد التشكيل بالطرق لتقليل الصلابة وتحسين قابلية التصنيع.
التشغيل الخشن
يتم تشكيل عنق العمود الرئيسي وعنق العمود اللامركزي وجسم العمود بشكل خشن على مخرطة أو مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مع ترك بدل تشطيب يتراوح بين 3 إلى 5 مم، مع التحكم في تسامح القطر عند ±1 مم.
يتم حفر ثقوب مركزية في أطراف العمود لتكون بمثابة مراجع لتحديد المواقع للمعالجة اللاحقة.
نصف التشطيب
باستخدام فتحات مركزية للتحديد، يتم تشغيل أعناق العمود الرئيسي والمحور المركزي إلى أبعاد قريبة من التصميم (يبقى بدل الطحن 0.5-1 مم)، مما يضمن أسطوانية ≤ 0.1 مم وانحراف محوري ≤ 0.05 مم.
يتم طحن المفاتيح: يتم تصنيعها على جسم العمود أو الأطراف مع تفاوت في العرض ±0.05 مم، وتفاوت في العمق ±0.1 مم، وخشونة قاع الأخدود را ≤ 6.3 ميكرومتر.
التشطيب
طحن أعناق العمود الرئيسي والمحور اللامركزي: يتم استخدام آلات الطحن الأسطوانية الخارجية لتحقيق التسامح الأبعادي تكنولوجيا المعلومات 6، وخشونة السطح را ≤ 0.8 ميكرومتر، والاستدارة ≤ 0.005 مم، واستقامة المحور ≤ 0.01 مم/م.
يُجرى تحليل طيفي للمواد الخام قبل التشكيل/الصب للتحقق من توافق تركيبها الكيميائي. تُجرى اختبارات الشد والصدمات على العينات لضمان مطابقة خصائصها الميكانيكية للمعايير (على سبيل المثال، يتطلب كر نيمو 40 بعد المعالجة الحرارية طاقة صدمات ≥ 60 جول).
اختبار الجودة الداخلية
يُجرى اختبار بالموجات فوق الصوتية (جامعة تكساس) بنسبة ١٠٠٪ على المسبوكات، مما يمنع وجود عيوب داخلية ≥ φ2 مم. يُطبق اختبار الجسيمات المغناطيسية (إم تي) على مناطق تركيز الإجهاد، مثل شرائح انتقال عنق العمود، لضمان عدم وجود شقوق سطحية.
فحص دقة التصنيع
تُقاس أقطار رقبة العمود بالميكرومتر، وتُقاس الاستدارة/الأسطوانية بمؤشرات قرصية. يُفحص الانحراف باستخدام مقياس الانحراف، مع مراعاة أن يكون الانحراف في حدود ±0.03 مم من القيمة التصميمية.
تقوم آلة القياس الإحداثية بالتحقق من دقة موضع المفتاح، مما يضمن خطأ التناظر مع المحور ≤ 0.05 مم.
التحقق قبل التجميع
تم إجراء اختبار التوازن الديناميكي (سرعة دوران ≥ 1500 دورة/دقيقة) مع وجود اختلال توازن متبقٍ ≤ 10 غ/سم. يضمن التجميع التجريبي مع المحامل وعجلات الموازنة خلوصًا مناسبًا (H7/js6 لعنق العمود الرئيسي والمحمل).
من خلال التحكم الصارم في العملية، يحافظ العمود اللامركزي على أداء مستقر في ظل التشغيل طويل الأمد عالي الحمل، مع عمر خدمة يتراوح بين 5 إلى 8 سنوات (اعتمادًا على صلابة المادة وتكرار الصيانة)، مما يجعله مكونًا أساسيًا يضمن التشغيل المستمر لكسارات الفك
