قضيب الشد هو مكون مساعد رئيسي في كسارات الفك، يربط الجزء السفلي من الفك المتأرجح بالهيكل، ويعمل على شد لوحة التثبيت وامتصاص الصدمات بواسطة زنبرك. يتكون من جسم قضيب عالي القوة، وزنبرك شد (60Si2Mn)، وصامولة ضبط، ودبابيس توصيل، ومصنوع من مواد مثل 40Cr (قوة شد ≥800 ميجا باسكال) للقضيب.
تتضمن عملية التصنيع التشكيل والتشغيل الدقيق للقضيب (مع المعالجة الحرارية حتى 240-280 HBW)، ولف الزنبرك/المعالجة الحرارية (38-42 حقوق الإنسان)، وفحوصات الجودة الصارمة (إم تي/جامعة تكساس للعيوب، والتحقق من الأبعاد، واختبار الشد).
تضمن مراقبة الجودة أداءً مستقرًا تحت الحمل، مع عمر خدمة يتراوح من عام إلى عامين، وهو أمر بالغ الأهمية لسلامة الكسارة واستقرار التشغيل.
قضيب الشد عنصرٌ أساسيٌّ في تحمل الأحمال في كسارات الفك، يُركّب بين الجزء السفلي من الفك المتأرجح والجدار الخلفي للإطار. يحافظ قضيب الشد على شدٍّ ثابت لضمان ثبات صفيحة التثبيت بإحكام في مقاعد التثبيت للفك المتأرجح والإطار، مع التعاون مع زنبرك لامتصاص اهتزازات الصدمات أثناء التكسير. وهو ضروريٌّ لاستقرار عمل الكسارة وتوفير الحماية من الحمل الزائد، مما يؤثر بشكلٍ مباشر على استقرار فجوة التكسير وسلامة المعدات.
أولا: تركيب وبنية قضيب الشد
يحقق تصميم قضيب الشد التوازن بين كفاءة نقل الشد وأداء التخزين المؤقت، مع المكونات الرئيسية والميزات الهيكلية على النحو التالي:
جسم قضيب الشد قضيب طويل مصنوع من فولاذ دائري عالي القوة أو فولاذ مطروق، يتراوح قطره عادةً بين 30 و80 مم للكسارات الصغيرة والمتوسطة، و100 و150 مم للآلات الكبيرة. أحد طرفيه مُشَكَّل بخيوط خارجية (لتوصيل صمولة الضبط)، بينما يتميز الطرف الآخر بطرف حلقي أو شوكة الشكل (متصل بفك التأرجح السفلي بواسطة دبوس). يجب أن يتطابق قطر فتحة الطرف بدقة مع قطر الدبوس لضمان دوران سلس.
زنبرك التوتر زنبرك حلزوني أسطواني مُغلّف بجسم القضيب، مصنوع من فولاذ زنبركي عالي القوة (مثل 60Si2Mn). يتراوح قطر سلك الزنبرك بين 8 و30 مم، ويحتوي على 5 إلى 15 ملفًا نشطًا. يلتصق كلا طرفيه بقواعد الزنبرك، مما يُولّد شدًا من خلال الضغط المسبق. أثناء التشغيل، يمتص طاقة الصدمة عن طريق التشوه، مما يُخفف الاهتزازات الناتجة عن اهتزاز فك التأرجح.
ضبط الصواميل والغسالات صامولة سداسية (فولاذ 45# أو 35CrMo) مطابقة للطرف الملولب للقضيب، تُستخدم لضبط الحمل المسبق للزنبرك (عن طريق الشد/الفك لتغيير الضغط). عادةً ما تُوضع غسالات مقاومة للتآكل (مثل الفولاذ المُخمّد) بين الصامولة وقاعدة الزنبرك لتقليل الاحتكاك.
مقاعد زنبركية وحلقات تثبيت أجزاء دائرية أو حلقية (مقاعد زنبركية) عند طرفي الزنبرك تُثبّته وتنقل القوة. يمنع وجود حلقة تثبيت أو كتف قرب طرف العروة انفصال الزنبرك أثناء الشد.
دبوس ودبوس كوتر دبوس أسطواني (40Cr) يربط العروة بالفك المتأرجح، مطفأ السطح (50–55 حقوق الإنسان)، ومثبت بدبوس أو حلقة تثبيت لضمان اتصال موثوق به.
الثاني. عملية تصنيع جسم قضيب الشد
يتحمل جسم القضيب التوتر المستمر والأحمال المتناوبة، باستخدام فولاذ 45# (مُقسّى) أو 40Cr (مُقسّى)، مع التركيز على التصنيع بالطرق والتشغيل الآلي:
تحضير المواد الخام والتشكيل
يتم فحص الكتل الفولاذية المستديرة عالية الجودة (أكبر بمقدار 10-15 ملم من القطر النهائي) بحثًا عن الشقوق الداخلية من خلال الاختبارات غير المدمرة.
سُخِّنَ إلى ٨٥٠-١٠٠٠ درجة مئوية للتشكيل الحر، مع السحب والتكسير لتشكيل العروة (تتطلب العروات الشوكية قطعًا بعد التشكيل). يضمن التشكيل تدفقًا مستمرًا للحبوب، دون طيات أو ارتفاع في درجة الحرارة.
تم تطبيعها (860-880 درجة مئوية، تبريد الهواء) لتخفيف الضغط، مع صلابة 180-220 HBW لتحسين القدرة على التصنيع.
التشغيل الخشن
تُخرط الدائرة الخارجية للقضيب بشكل خشن على مخرطة أو مخرطة التحكم الرقمي بالكمبيوتر، مع ترك مسافة تشطيب تتراوح بين 1 و2 مم. تُدار خطوة تثبيت الطرف الملولب لضمان عمودية طرف القضيب على المحور ≤ 0.1 مم/100 مم.
يتم طحن أو حفر فتحة العروة: يتم طحن العروات على شكل شوكة من أجل التناظر، مع بدل تشغيل 0.5-1 مم؛ عمودية محور الثقب على محور القضيب ≤ 0.1 مم/100 مم.
المعالجة الحرارية
التبريد والتطبيع: يتم تسخينه إلى 840-860 درجة مئوية للتبريد بالزيت، ثم يتم تلطيفه عند 550-580 درجة مئوية لتشكيل سوربيت مخفف، مع تحقيق قوة شد ≥ 800 ميجا باسكال، وقوة خضوع ≥ 600 ميجا باسكال، وصلابة 240-280 HBW.
التصلب الحثي لثقب العروة والنهاية الملولبة: صلابة السطح 45–50 حقوق الإنسان، مع طبقة مقواة بسمك 2–5 مم لمقاومة التآكل.
التشطيب
الدائرة الخارجية للقضيب مُدارة بدقة وفقًا لأبعاد التصميم (تفاوت تكنولوجيا المعلومات 7، را ≤ 1.6 ميكرومتر). تُلف الخيوط أو تُدار بدقة 6 جرام، مع الحفاظ على مقاطعها سليمة وخالية من النتوءات.
يتم لف سلك زنبركي 60Si2Mn (تسامح القطر ± 0.05 مم) على آلة لف الزنبرك، مما يضمن تسامح القطر الخارجي ± 0.5 مم، والمسافة المنتظمة (الانحراف ≤ 0.3 مم)، والطول الحر الصحيح.
المعالجة الحرارية
التبريد: يُسخَّن إلى ٨٦٠-٨٨٠ درجة مئوية للتبريد بالزيت (صلابة ٤٥-٥٠ حقوق الإنسان). التطبيع: ٣٨٠-٤٢٠ درجة مئوية لمدة ساعتين لتشكيل تروستيت مُعالج، بصلابة ٣٨-٤٢ حقوق الإنسان، مع توازن حد المرونة والمتانة.
معالجة السطح
التكسير بالرصاص: معالجة السطح بطلقات فولاذية مقاس 0.3–0.8 مم لتحسين عمر التعب (زيادة ≥30%).
معالجة مضادة للتآكل: طلاء الزنك أو الفوسفات + الطلاء (طلاء 8-12 ميكرومتر)، مع مقاومة رذاذ الملح ≥48 ساعة.
الاختبارات غير المدمرة: اختبار الجسيمات المغناطيسية (إم تي) للشقوق السطحية على القضيب والطرف؛ الاختبار الفلوري للشقوق الدقيقة في جذور الخيط.
دقة الأبعاد: تتحقق الميكرومترات من قطر القضيب، وتتحقق مقاييس الخيط من الدقة. تتحقق آلات القياس الإحداثية من عمودية فتحة العروة (الانحراف ≤ 0.05 مم/100 مم).
مراقبة جودة زنبرك الشد
الأداء الميكانيكي: أخذ العينات لاختبار الضغط (انحراف القوة ≤ 5% عند الضغط المقدر)؛ اختبار التعب (مليون دورة) بدون كسر أو تشوه دائم 2%.
فحوصات الأبعاد: تقيس الفرجار القطر الخارجي والطول الحر؛ وتوحيد الملعب (الانحراف ≤ 0.3 مم).
مراقبة جودة التجميع
التجميع التجريبي: بعد تجميع المكونات، تحقق من ضغط الزنبرك (١٥-٢٥٪ من الطول الحر). تأكد من ملاءمة دبوس العروة (بتفاوت H٨/f٧) لضمان دوران سلس.
اختبار الشد: قم بتطبيق شد مقدر بمقدار 1.2× لمدة ساعة واحدة، للتحقق من التشوه البلاستيكي (الاستطالة ≤ 0.1%) أو تجريد الخيط.
التحقق من الأداء الشامل
التشغيل: يتم فحص درجة الحرارة (≤60 درجة مئوية) والاهتزاز (السعة ≤ 0.1 مم) وعدم وجود ضوضاء غير طبيعية من خلال التشغيل المقدر لمدة 4 ساعات.
اختبار التحميل الزائد: يؤكد الحمل المقدر بـ 1.5 × فعالية تخزين الزنبرك، دون حدوث أي ضرر للقضيب أو الوصلات.
بفضل التحكم الصارم في العملية، تضمن قضبان الشد ثباتًا ثابتًا للوحة التبديل وامتصاصًا للصدمات، مع عمر خدمة يتراوح بين عام وعامين (تتطلب الينابيع استبدالًا منتظمًا). تشمل الصيانة الدورية فحص الحمل المسبق للزنبرك وإحكام الخيط لمنع انفصال لوحة التبديل أو عدم انتظام الفجوات.
