آهنگرهای سنگ شکن چیست؟

آهنگرهای سنگ شکن هستند قطعات فلزی با استحکام بالا و مقاوم در برابر سایش که از طریق فرآیندهای آهنگری به طور خاص برای استفاده در ماشین آلات خرد کردن، حفاری و کاهش اندازه تولید می شوند. در معادن، استخراج معادن، متالورژی و تولید سنگدانه. آنها شامل بخش های ساختاری و ضربه پذیر سنگ شکن های فکی، سنگ شکن های مخروطی، سنگ شکن های ضربه ای، سنگ شکن های چکشی و سنگ شکن های چرخشی - اجزایی مانند شفت های خارج از مرکز، شفت های اصلی، صفحات ضامن، بازوهای پیتمن، فک های سنگ شکن و محفظه های یاتاقان هستند. از آنجایی که این قطعات تحت بارگذاری ضربه ای سنگین مداوم، نیروهای فشاری شدید و سایش ساینده کار می کنند، فرآیند آهنگری - که جریان دانه را با هندسه قطعه هماهنگ می کند و تخلخل داخلی ریخته گری را حذف می کند - روش ساختی است که دوام و قابلیت اطمینان مورد نیاز این کاربردها را ارائه می دهد.

اجزای کلیدی تولید شده به عنوان فورج سنگ شکن

چندین بخش مهم در تجهیزات سنگ شکن به طور معمول به عنوان آهنگری برای دستیابی به ترکیب مورد نیاز از استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش تولید می شوند:

شفت های غیر عادی و شفت های اصلی

شفت خارج از مرکز قلب یک سنگ شکن فکی یا مخروطی است - حرکت چرخشی را به عمل خرد کردن رفت و برگشتی تبدیل می کند. این جزء تجربه می کند بارهای خمشی، پیچشی و ضربه ای ترکیبی با هر چرخه خرد کردن، میلیون ها بار در طول عمر دستگاه تکرار می شود. یک شفت خارج از مرکز فولاد آلیاژی آهنگری مقاومت در برابر خستگی و چقرمگی ضربه را فراهم می کند که شفت ریخته گری نمی تواند به طور قابل اعتماد تحت این بارهای چرخه ای پایدار ارائه کند. شفت های اصلی در سنگ شکن های مخروطی، نیروی خرد کننده کاملی را تحمل می کنند که از گوشته از طریق شفت به قاب منتقل می شود - که نیاز به آهنگری بدون عیب داخلی دارد که می تواند باعث ایجاد ترک های خستگی در تغییرات مقطع پر تنش شود.

بازوهای پیتمن و صفحات ضامن

بازوی پیتمن در یک سنگ شکن فکی، حرکت شفت خارج از مرکز را به فک متحرک منتقل می کند. این آهنگری بزرگ با هندسه پیچیده است که باید بارهای دینامیکی چند صد تنی را در سنگ شکن های اولیه بزرگ تحمل کند. بازوهای پیتمن آهنگری به طور قابل توجهی قوی تر از تولیدات جوش داده شده با اندازه معادل هستند، زیرا آهنگری نواحی متاثر از حرارت جوش را حذف می کند و جریان دانه پیوسته را در اطراف نقاط تمرکز تنش مانند سوراخ های یاتاقان ژورنال و انتقال مقطع تضمین می کند. صفحات ضامن به عنوان عنصر ایمنی قربانی عمل می کنند - طراحی شده برای تسلیم شدن قبل از قاب - و باید با مشخصات مکانیکی دقیق ساخته شوند تا در بار درست بشکنند نه خیلی زود یا خیلی دیر.

محفظه های بلبرینگ و اجزای قاب

محفظه های بلبرینگ در سنگ شکن های اولیه، شفت خارج از مرکز را از طریق بارگذاری ضربه ای مداوم پشتیبانی می کنند. محفظه های آهنگری در مقایسه با قطعات ریخته گری پایداری ابعادی بالاتری را ارائه می دهند - آنها هندسه سوراخ خود را تحت بار پایدار با اطمینان بیشتری حفظ می کنند، که برای حفظ تناسب یاتاقان صحیح و جلوگیری از شکست زودرس یاتاقان از اعوجاج سوراخ بسیار مهم است.

دیسک های روتور سنگ شکن چکشی و میله های دمنده

در سنگ شکن های چکشی و ضربه ای، دیسک های روتوری که پین های چکش و بدنه های چکش را حمل می کنند به صورت آهنگری تولید می شوند که در آن بیشترین مقاومت ضربه ای مورد نیاز است. فرآیند آهنگری یک ساختار دانه ای تصفیه شده ایجاد می کند که انرژی ضربه ای را بدون شکست شکننده جذب می کند - در کاربردهایی که ضربات چکش فردی ممکن است انرژی چندین هزار ژول را تولید کند بسیار مهم است.

چرا آهنگرها در کاربردهای سنگ شکن عملکرد بهتری از ریخته گری دارند؟

انتخاب بین آهنگری و ریخته گری برای اجزای سنگ شکن به دلیل شرایط بارگذاری خاصی است که این قطعات باید زنده بمانند. سنگ شکن ها پروفیل های بارگیری را اعمال می کنند که ضعف های اساسی ریخته گری را آشکار می کند:

مواد مورد استفاده در آهنگرهای سنگ شکن

آهنگرهای سنگ شکن هستند produced from wear-resistant alloy steels specifically selected to provide the correct balance of hardness, toughness, and thermal stability for each application:

• فولادهای آلیاژی با کربن متوسط (به عنوان مثال، 42CrMo4، 4140): مواد اسب کار برای محورهای سنگ شکن، بازوهای پیتمن، و صفحات ضامن - پس از عملیات حرارتی خاموش کردن و تمپر کردن، استحکام کششی 900-1100 مگاپاسکال با مقادیر ضربه Charpy بالاتر از 60 J قابل دستیابی هستند و ترکیبی از استحکام و چقرمگی مورد نیاز برای بارگذاری دینامیکی را فراهم می کنند.
• فولادهای کروم پر کربن: برای کاربردهایی که سختی سطح و مقاومت در برابر سایش الزامات اولیه هستند، فولادهای کروم پر کربن که با حرارت 55-62 HRC عملیات حرارتی شده اند، مقاومت سایشی لازم را در سطوح تماس ژورنال های بلبرینگ و سطوح بادامک فراهم می کنند.
• فولادهای آلیاژی نیکل-کروم-مولیبدن: برای بزرگترین و پر بارترین قطعات در سنگ شکن های اولیه - شفت های غیرعادی بسیار بزرگ و شفت های اصلی که ضخامت بخش عمق نفوذ عملیات حرارتی را محدود می کند - نمرات Ni-Cr-Mo سختی پذیری را در سراسر بخش های ضخیم فراهم می کند و از خواص مکانیکی ثابت از طریق سطح مقطع کامل آهنگری اطمینان حاصل می کند.
• فولادهای آلیاژی مقاوم در برابر سایش با محتوای Mn-Si بالا: برای بدنه های چکشی و میله های دمنده سنگ شکن ضربه ای که در آن سختی اولیه و ظرفیت سخت کاری تحت ضربه مورد نیاز است.

فرآیند تولید: از بیلت تا آهنگری تمام شده

تولید آهنگرهای سنگ شکن از یک توالی کنترل شده پیروی می کند که ساختار دانه داخلی و خواص مکانیکی را بهینه می کند:

1. انتخاب فولاد و آماده سازی شمش: نمرات فولاد آلیاژی بر اساس مشخصات جزء انتخاب می شوند. برای آهنگری های بزرگ حیاتی، شمش های ذوب مجدد قوس خلاء (VAR) یا ذوب مجدد با سرباره الکتریکی (ESR) اجزاء غیرفلزی و جداسازی را به حداقل می رساند که باعث ایجاد ترک های خستگی می شود.
2. گرمایش بیلت: شمش فولادی تا محدوده دمای آهنگری (معمولاً 1100-1250 درجه سانتیگراد برای فولاد آلیاژی) در یک کوره با جو کنترل شده گرم می شود تا از تشکیل رسوب بیش از حد جلوگیری شود و از انعطاف پذیری یکنواخت در سراسر بخش اطمینان حاصل شود.
3. آهنگری داغ: شمش تحت یک پرس یا چکش هیدرولیک با کاهش های کنترل شده در هر مرحله شکل می گیرد - هر کاهش اندازه دانه را اصلاح می کند و جریان دانه را با هندسه قطعه هماهنگ می کند و هر گونه تخلخل باقی مانده از شمش اصلی را می بندد.
4. خنک کننده و نرمال سازی کنترل شده: آهنگری تحت شرایط کنترل شده خنک می شود تا تنش های آهنگری کاهش یابد و یک ریزساختار یکنواخت قبل از عملیات حرارتی نهایی ایجاد شود.
5. عملیات حرارتی خاموش و تمپر: آهنگری آستنیته می شود، خاموش می شود (در روغن، آب یا پلیمر بسته به اندازه مقطع و آلیاژ)، سپس در دمای مورد نیاز برای دستیابی به تعادل سختی و چقرمگی مشخص می شود - این مرحله بسیار مهم است و تحت کنترل دقیق زمان و دما انجام می شود.
6. تست غیر مخرب (NDT): تست اولتراسونیک (UT) عدم وجود نقص داخلی را تأیید می کند. بازرسی ذرات مغناطیسی (MPI) یکپارچگی سطح و نزدیک به سطح را تأیید می کند. تست سختی در چندین نقطه یکنواختی عملیات حرارتی را تأیید می کند
7. ماشینکاری خشن و نهایی: ماشینکاری CNC تا تلورانس‌های ابعادی نهایی، با پرداخت سطح به‌صورت مشخص - ژورنال‌های بلبرینگ معمولاً به Ra 0.8 میکرومتر یا بهتر نیاز دارند.

مزایای عملکرد در سرویس سنگ شکن

مزایای خاصی که آهنگرهای سنگ شکن در خدمات ارائه می کنند مستقیماً به هزینه کل مالکیت کمتر برای اپراتور تجهیزات تبدیل می شود:

• فواصل خدمات طولانی تر: شفت های آهنگری و اجزای ساختاری در سنگ شکن های اولیه به طور معمول به عمر مفید می رسند 5 تا 15 سال قبل از تعویض - در مقایسه با 1 تا 3 سال برای قطعات ریخته گری معادل در یک برنامه
• کاهش زمان توقف برنامه ریزی نشده: عدم وجود عیوب داخلی در آهنگری های با کیفیت به این معنی است که شکست تدریجی و قابل پیش بینی است تا ناگهانی - انتشار ترک در ریزساختارهای تصفیه شده کندتر است و به برنامه های تعمیر و نگهداری زمان می دهد تا خستگی در حال توسعه را قبل از شکست فاجعه بار تشخیص دهند.
• پایداری عملکرد در دمای بالا: آهنگرها خواص مکانیکی خود را در دماهای بالا تولید شده در خرد کردن و پردازش متالورژیکی با توان بالا حفظ می کنند - ترکیبات آلیاژ و پارامترهای عملیات حرارتی به طور خاص برای حفظ سختی و استحکام در دمای عملیاتی که مواد درجه پایین را نرم می کند انتخاب می شوند.
• دقت ابعادی ثابت: اجزای آهنگری شکل خود را تحت بار پایدار با اطمینان بیشتری نسبت به قطعات ریخته گری حفظ می کنند، و در طول عمر مفید، فاصله ها و تراز یاتاقان های صحیح را حفظ می کنند - حفظ کارایی کلی دستگاه و کاهش سایش اجزای ثانویه