Mantel penghancur kon, juga dikenali sebagai pelapik kon bergerak, adalah komponen tahan haus kritikal yang dipasang pada permukaan luar kon bergerak, membentuk bahagian berputar ruang penghancuran. Fungsi utamanya termasuk penghancuran aktif (berputar secara eksentrik dengan pelapik mangkuk untuk mengurangkan bahan), perlindungan haus (melindungi kon yang bergerak), kawalan aliran bahan (memandu bahan melalui ruang penghancuran melalui profil tirusnya), dan pengagihan daya (memastikan pengagihan daya sekata untuk meminimumkan haus setempat). Ia memerlukan rintangan haus yang luar biasa (kekerasan ≥HRC 60), keliatan hentaman (≥12 J/cm²), dan kestabilan dimensi.
Dari segi struktur, ia adalah komponen kon atau frustokonik yang terdiri daripada badan mantel (besi tuang kromium tinggi seperti Cr20–Cr26 atau besi tuang keras nikel), profil haus luar (dengan sudut tirus 15°–30°, permukaan berusuk/beralur, dan zon kucing peralihan licin), ciri pelekap (bahagian dalam locking nultt, permukaan locking), tulang rusuk tetulang, dan tepi chamfer/bulat.
Proses penuangan melibatkan pemilihan bahan (besi tuang kromium tinggi Cr20Mo3), pembuatan corak (dengan elaun pengecutan), pengacuan (acuan pasir terikat resin), pencairan dan penuangan (suhu terkawal dan kadar alir), dan rawatan haba (penyepuhlindapan larutan dan austempering). Proses pemesinan termasuk pemesinan kasar, pemesinan ketepatan permukaan dalam, pemesinan ciri pelekap, kemasan profil luar dan rawatan permukaan.
Kawalan kualiti meliputi ujian bahan (komposisi kimia dan analisis metalografi), ujian sifat mekanikal (ujian kekerasan dan hentaman), semakan ketepatan dimensi (menggunakan CMM dan pengimbas laser), ujian tidak merosakkan (ujian zarah ultrasonik dan magnet), dan pengesahan prestasi haus (ujian dipercepatkan dan ujian lapangan). Ini memastikan mantel mencapai rintangan haus, ketepatan dan ketahanan yang diperlukan untuk operasi penghancur kon yang cekap dalam perlombongan, kuari dan pemprosesan agregat
Pengenalan Terperinci kepada Komponen Mantel Penghancur Kon
1. Fungsi dan Peranan Mantel
Mantel penghancur kon (juga dipanggil pelapik kon bergerak) ialah komponen tahan haus kritikal yang dipasang pada permukaan luar kon bergerak, membentuk bahagian berputar ruang penghancuran. Fungsi utamanya termasuk:
Penghancuran Aktif: Memusing secara eksentrik untuk menggunakan daya mampatan dan ricih pada bahan (bijih, batu) bersama dengan pelapik mangkuk, mengurangkannya kepada saiz zarah sasaran.
Perlindungan Pakai: Melindungi struktur logam kon yang bergerak daripada lelasan dan hentaman langsung, memanjangkan hayat perkhidmatan badan kon.
Kawalan Aliran Bahan: Membimbing bahan hancur melalui ruang penghancur yang menyempit melalui profil tirusnya, memastikan pengurangan saiz yang progresif.
Pengagihan Daya: Mengagihkan daya penghancuran secara sama rata pada permukaannya untuk meminimumkan haus setempat dan mengekalkan operasi yang stabil di bawah kekerasan bahan yang berbeza-beza.
Memandangkan peranannya dalam persekitaran berimpak tinggi, geseran tinggi, mantel mesti 具备 rintangan haus yang luar biasa (kekerasan ≥HRC 60), keliatan hentaman (≥12 J/cm²), dan kestabilan dimensi untuk menahan kitaran pemuatan berulang.
2. Komposisi dan Struktur Mantel
Mantel ialah komponen kon atau frustokonik dengan struktur dalaman berongga, menampilkan bahagian utama dan butiran struktur berikut:
Badan Mantel: Bahagian tahan haus utama, biasanya diperbuat daripada besi tuang kromium tinggi (Cr20–Cr26) atau besi tuangan keras nikel (Ni-Hard 4), dengan ketebalan 50–150 mm. Permukaan dalamannya dimesin agar sesuai dengan kon yang bergerak, manakala permukaan luar mempunyai profil haus yang direkabentuk dengan ketepatan.
Profil Pakaian Luar: Direka untuk mengoptimumkan kecekapan penghancuran dan pengedaran haus:
Geometri Tirus: Sudut kon 15°–30° (padanan dengan tirus pelapik mangkuk) untuk mencipta ruang penghancuran yang mengecil secara beransur-ansur, memudahkan pengurangan bahan yang progresif.
Permukaan Berusuk atau Beralur: Meningkatkan cengkaman bahan untuk mengelakkan gelinciran, terutamanya untuk bijih kasar, dan menggalakkan pemakaian seragam.
Zon Peralihan Lancar: Mengurangkan kepekatan tegasan di tepi atas dan bawah untuk mengelakkan serpihan atau keretakan.
Ciri-ciri Pemasangan:
Permukaan Dalaman Kon: Gerbang tirus yang mengawan dengan tirus luar kon yang bergerak, memastikan kesesuaian ketat melalui gangguan (0.1–0.3 mm) untuk mengelakkan putaran relatif.
Sistem Pengekalan:
Bebibir Bolt: Bebibir jejari di bahagian atas dengan lubang bolt untuk mengikat mantel pada kon bergerak, menghalang anjakan paksi semasa putaran.
Antara Muka Nat Mengunci: Bahagian berulir di bahagian atas yang bersambung dengan nat pengunci, memampatkan mantel pada kon bergerak untuk kestabilan tambahan.
Mengesan Kunci: Tonjolan atau alur pada permukaan dalam yang sejajar dengan slot pada kon bergerak, memastikan kedudukan jejari yang tepat.
Tulang Rusuk Pengukuhan: Rusuk jejari dalaman (tebal 10–20 mm) berhampiran bebibir atas untuk mengukuhkan mantel, mengurangkan ubah bentuk di bawah beban paksi yang tinggi.
Tepi Atas dan Bawah: Tepi bercabang atau bulat untuk meminimumkan kepekatan tegasan dan mengelakkan pengumpulan atau kesesakan bahan.
3. Proses Tuangan untuk Mantel
Besi tuang kromium tinggi, bahan utama untuk mantel, dihasilkan melalui tuangan pasir untuk mencapai profil haus yang kompleks:
Pemilihan Bahan:
Besi tuang kromium tinggi (Cr20Mo3) lebih disukai untuk fasa kromium karbida (M7C3) kerasnya, yang memberikan rintangan haus yang luar biasa. Komposisi kimia dikawal kepada C 2.5–3.5%, Cr 20–26%, Mo 0.5–1.0% untuk mengimbangi kekerasan dan keliatan.
Membuat Corak:
Corak berskala penuh (buih, kayu atau resin bercetak 3D) dicipta, mereplikasi profil luar mantel, lubang dalam, bebibir dan rusuk. Elaun pengecutan (1.5–2.5%) ditambah, dengan elaun yang lebih besar untuk bahagian berdinding tebal untuk mengambil kira pengecutan penyejukan.
pengacuan:
Acuan pasir berikat resin terbentuk di sekeliling corak, dengan teras pasir digunakan untuk mencipta lubang dalam berongga. Rongga acuan disalut dengan pencuci tahan api (alumina-silika) untuk memperbaiki kemasan permukaan dan mengelakkan kemasukan pasir dalam tuangan.
Mencair dan Menuang:
Besi tuang dicairkan dalam relau aruhan pada 1450–1500°C, dengan kawalan ketat setara karbon (CE ≤4.2%) untuk mengelakkan kecacatan pengecutan.
Penuangan dilakukan pada 1380–1420°C menggunakan senduk, dengan kadar aliran yang stabil untuk mengisi rongga acuan tanpa pergolakan, memastikan struktur yang padat.
Rawatan Haba:
Penyepuhlindapan Penyelesaian: Pemanasan hingga 950–1050°C selama 2–4 jam untuk melarutkan karbida, diikuti dengan penyejukan udara untuk menyeragamkan struktur.
Penjimatan: Pelindapkejutan dalam minyak kepada 250–350°C, kemudian pembajaan pada 200–250°C untuk mengubah matriks menjadi martensit, mencapai kekerasan HRC 60–65 sambil mengekalkan keliatan hentaman.
4. Proses Pemesinan dan Pembuatan
Pemesinan Kasar:
Mantel tuangan dipasang pada pelarik menegak CNC untuk memesin permukaan kon dalam, bebibir atas, dan lokasi lubang bolt, meninggalkan elaun kemasan 1–2 mm. Dimensi utama (sudut tirus dalam, ketebalan bebibir) dikawal kepada ±0.1 mm.
Pemesinan Ketepatan Permukaan Dalam:
Lubang kon dalam dipusing dan dikisar untuk mencapai kekasaran permukaan Ra0.8 μm, memastikan gangguan yang ketat sesuai dengan kon yang bergerak. Sudut tirus dipadankan dengan kon yang bergerak (toleransi ±0.05°) untuk mengelakkan pemuatan tidak sekata.
Pemesinan Ciri Pemasangan:
Lubang bolt di bebibir atas digerudi dan diketuk pada toleransi kelas 6H, dengan ketepatan kedudukan (±0.2 mm) berbanding paksi mantel untuk memastikan daya pengapit yang seragam.
Mengesan alur kekunci (jika berkenaan) digiling ke dalam permukaan dalam, dengan toleransi kedalaman dan lebar (±0.05 mm) untuk diselaraskan dengan kekunci kon yang bergerak.
Kemasan Profil Luar:
Permukaan haus luar diperiksa untuk kecacatan tuangan, kemudian dikisar ringan untuk menghilangkan penyelewengan permukaan sambil mengekalkan profil haus yang direka bentuk. Tiada bahan berlebihan dikeluarkan untuk mengekalkan jurang penghancuran optimum dengan pelapik mangkuk.
Rawatan Permukaan:
Permukaan dalam (berkawin dengan kon bergerak) disalut dengan sebatian anti rampasan (molibdenum disulfida) untuk memudahkan pemasangan melalui pengecutan haba.
Permukaan luar mungkin mengalami pukulan peening untuk mendorong tegasan mampatan, meningkatkan rintangan keletihan dan mengurangkan perambatan retak.
5. Proses Kawalan Kualiti
Pengujian Bahan:
Analisis komposisi kimia (melalui spektrometri pelepasan optik) mengesahkan aloi memenuhi spesifikasi (cth, Cr20Mo3: Cr 20–23%, C 2.8–3.2%).
Analisis metalografi mengesahkan taburan karbida keras (pecahan isipadu ≥30%) dalam matriks martensit, memastikan rintangan haus.
Pengujian Harta Mekanikal:
Ujian kekerasan (Rockwell C) memastikan permukaan luar mempunyai kekerasan HRC 60–65; kekerasan teras diperiksa untuk mengesahkan rawatan haba seragam (≤HRC 55 untuk keliatan).
Ujian kesan (Charpy V-notch) mengukur keliatan pada suhu bilik, memerlukan ≥12 J/cm² untuk menahan patah akibat hentaman berat.
Pemeriksaan Ketepatan Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa dimensi utama: sudut tirus dalam, diameter luar pada berbilang ketinggian, dan kerataan bebibir, dengan toleransi ±0.1 mm.
Pengimbas laser mengesahkan profil haus luar sepadan dengan model CAD, memastikan penjajaran yang betul dengan pelapik mangkuk untuk mengekalkan jurang penghancuran yang direka bentuk.
Ujian Tanpa Musnah (NDT):
Ujian ultrasonik (UT) mengesan kecacatan dalaman (cth, liang pengecutan, retak) pada badan mantel, dengan sebarang kecacatan >φ3 mm mengakibatkan penolakan.
Ujian zarah magnetik (MPT) memeriksa keretakan permukaan pada bebibir, lubang bolt dan tepi, dengan kecacatan linear >0.2 mm ditolak.
Pengesahan Prestasi Pakai:
Ujian haus dipercepat (ASTM G65) menggunakan radas pasir/getah roda kering untuk mengukur penurunan berat badan, dengan mantel kromium tinggi memerlukan ≤0.5 g/1000 kitaran.
Percubaan lapangan melibatkan pemasangan mantel dalam penghancur ujian dan memantau kadar haus melebihi 500 jam operasi, memastikan haus seragam dan tiada kegagalan pramatang.
Melalui proses pembuatan dan kawalan kualiti ini, mantel mencapai rintangan haus, ketepatan dan ketahanan yang diperlukan untuk memastikan prestasi penghancuran yang cekap dan jangka panjang dalam penghancur kon, menjadikannya sesuai untuk aplikasi perlombongan, kuari dan pemprosesan agregat
