Spring penghancur kon, komponen keselamatan dan penimbal yang penting dipasang di sekeliling bingkai atas atau di antara gelang pelarasan dan tapak, terutamanya berfungsi dalam perlindungan beban lampau (menyerap tenaga hentaman untuk mengelakkan kerosakan daripada objek asing), redaman getaran (mengurangkan bunyi bising dan memanjangkan hayat komponen), memberikan daya set semula (memulihkan kedudukan selepas beban lampau), dan menggunakan pramuat (mengekalkan kestabilan). Ia memerlukan rintangan keletihan yang tinggi, had keanjalan dan rintangan kakisan, beroperasi di bawah 50–80% daripada pramuat kekuatan mampatan muktamad.
Dari segi struktur, ia adalah spring mampatan heliks yang terdiri daripada gegelung spring (wayar keluli spring karbon tinggi seperti 60Si2MnA, diameter 20–80 mm), muka hujung (tanah rata untuk kestabilan), diameter spring (OD 150–500 mm, ID, dengan pic 20–100 mm), cangkuk/sambungan zink, dan lain-lain permukaan pilihan. Reka bentuknya mempunyai kadar spring 50–200 kN/mm untuk penghancur besar.
Proses pembuatan (membentuk wayar, tanpa tuangan) termasuk pemilihan dan penyediaan bahan (memeriksa dan meluruskan dawai keluli spring karbon tinggi), gegelung (menggunakan mesin CNC untuk mengawal pic, diameter dan nombor gegelung), rawatan haba (pelindapkejutan dan pembajaan untuk mencapai kekerasan HRC 45–50), dan pemprosesan akhir (pengisaran berakhir rata dan deburring). Untuk sistem berbilang spring, pemasangan melibatkan pemilihan/padanan, pemasangan plat pelekap dan tetapan pramuat.
Kawalan kualiti meliputi ujian bahan (komposisi kimia dan kekuatan tegangan), pemeriksaan dimensi (CMM untuk parameter gegelung dan ujian kadar spring), ujian sifat mekanikal (ujian kekerasan dan keletihan), ujian tidak merosakkan (MPT dan UT untuk kecacatan), dan ujian rintangan kakisan (ujian semburan garam). Ini memastikan pegas melindungi dengan pasti daripada beban lampau dan melembapkan getaran, mengekalkan operasi penghancur yang stabil dalam persekitaran yang keras
Pengenalan Terperinci kepada Komponen Spring Penghancur Kon
1. Fungsi dan Peranan Spring
Spring penghancur kon (juga dipanggil spring keselamatan atau spring mampatan) ialah komponen keselamatan dan penimbal kritikal yang dipasang di sekeliling bingkai atas atau di antara gelang pelarasan dan tapak. Fungsi utamanya termasuk:
Perlindungan Lebihan: Menyerap tenaga hentaman apabila objek asing (cth, sisa logam) memasuki ruang penghancur, memampatkan untuk membenarkan pengasingan sementara kon yang bergerak dan tetap, mengelakkan kerosakan pada aci utama, gear dan pelapik.
Redaman Getaran: Mengurangkan getaran frekuensi tinggi yang dijana semasa penghancuran, meminimumkan hingar dan memanjangkan hayat perkhidmatan galas dan komponen ketepatan lain.
Tetapkan Semula Force: Selepas beban lampau, berikan daya pemulihan untuk mengembalikan gelang pelarasan atau kon bergerak ke kedudukan asalnya, memastikan jurang penghancuran dikekalkan.
Aplikasi Pramuat: Mengekalkan tekanan berterusan pada gelang pelarasan untuk mengelakkan longgar, memastikan operasi yang stabil di bawah beban bahan yang berbeza-beza.
Memandangkan peranannya dalam penyerapan beban dinamik, spring mesti 具备 rintangan lesu yang tinggi, had keanjalan dan rintangan kakisan, biasanya beroperasi di bawah pramuat 50–80% daripada kekuatan mampatan muktamadnya.
2. Komposisi dan Struktur Spring
Mata air penghancur kon biasanya merupakan mata air mampatan heliks dengan reka bentuk yang teguh, yang terdiri daripada komponen utama berikut dan butiran struktur:
Gegelung Spring: Badan utama, diperbuat daripada dawai keluli spring karbon tinggi (cth, 60Si2MnA atau 50CrVA) dengan diameter antara 20 mm hingga 80 mm. Gegelung mempunyai struktur heliks seragam dengan bilangan gegelung aktif tertentu (biasanya 5–15) dan gegelung hujung (1–2) untuk tempat duduk yang stabil.
Muka Akhir: Hujung gegelung atas dan bawah, yang mungkin rata dikisar (untuk spring hujung selari) atau kuasa dua (untuk hujung bukan tanah), memastikan keserenjangan dengan paksi spring dan pengagihan beban seragam.
Diameter Spring: Termasuk diameter luar (OD, 150–500 mm) dan diameter dalam (ID), dengan pic (jarak antara gegelung bersebelahan) 20–100 mm untuk membenarkan lejang mampatan yang mencukupi (biasanya 10–30% daripada panjang bebas).
Ciri Cangkuk atau Sambungan (Pilihan): Untuk mata air yang lebih kecil, cangkuk hujung boleh dibentuk untuk dipasang pada gelang pelarasan atau tapak, walaupun kebanyakan mata air penghancur besar menggunakan hujung rata untuk sentuhan langsung.
Salutan Permukaan: Lapisan pelindung seperti penyaduran zink, salutan epoksi atau rendaman minyak untuk menahan kakisan, terutamanya dalam persekitaran perlombongan yang lembap atau berdebu.
Reka bentuk spring dicirikan oleh kadar springnya (kekerasan), dikira untuk memberikan tindak balas anjakan daya yang diperlukan—biasanya 50–200 kN/mm untuk penghancur kon besar.
3. Proses Pengilangan Spring (Membentuk Wayar, Tiada Tuangan)
Tidak seperti komponen logam, spring tidak dituang tetapi dihasilkan melalui pembentukan dawai dan rawatan haba. Langkah-langkah utama ialah:
Pemilihan dan Penyediaan Bahan:
Dawai keluli spring karbon tinggi (60Si2MnA) dipilih untuk had keanjalan yang sangat baik (≥1200 MPa) dan kekuatan keletihannya. Wayar diperiksa untuk kecacatan permukaan (calar, retak) dan diluruskan untuk memastikan diameter seragam (toleransi ±0.1 mm).
Melingkar:
Kawat dimasukkan ke dalam mesin gegelung spring CNC, yang membengkokkannya ke dalam bentuk heliks menggunakan mandrel dan penggelek ketepatan. Mesin mengawal:
Pitch: Memastikan jarak seragam antara gegelung (toleransi ±0.5 mm).
Diameter: Mengekalkan diameter luar dalam ±1 mm daripada nilai reka bentuk.
Bilangan Gegelung: Mengira gegelung aktif dan hujung dengan tepat untuk memenuhi spesifikasi panjang bebas (toleransi ±2 mm).
Rawatan Haba:
Pelindapkejutan dan Pembajaan: Spring bergelung dipanaskan hingga 850–880°C dalam relau, dipegang selama 30–60 minit, kemudian dipadamkan dalam minyak untuk mencapai struktur martensit. Ia kemudiannya dibaja pada 420–480°C selama 1–2 jam untuk mengurangkan kerapuhan, menghasilkan kekerasan HRC 45–50 dan kekuatan tegangan 1600–1900 MPa.
Proses ini menetapkan sifat anjal spring, memastikan ia boleh menahan mampatan berulang tanpa ubah bentuk kekal.
Tamat Pemprosesan:
Gegelung hujung dikisar rata menggunakan pengisar permukaan untuk mencapai keselarian (≤0.1 mm/m) dan keserenjangan dengan paksi spring (≤0.5°), memastikan tempat duduk yang stabil pada rangka atas dan tapak.
Deburring menghilangkan tepi tajam dari hujung tanah untuk mengelakkan kepekatan tegasan dan kerosakan pada permukaan mengawan.
4. Proses Pengilangan untuk Perhimpunan Spring (Sistem Berbilang Spring Besar)
Sesetengah penghancur menggunakan pelbagai mata air yang lebih kecil disusun dalam corak bulat; perhimpunan mereka melibatkan:
Pemilihan Spring dan Padanan:
Spring diisih mengikut panjang bebas dan kadar spring (kekakuan) untuk memastikan pengagihan beban seragam. Spring dengan variasi kadar >5% ditolak untuk mengelakkan pemuatan tidak sekata.
Pemasangan Plat Pemasangan:
Plat pelekap atas dan bawah (keluli atau besi tuang) dengan lubang yang sepadan dengan diameter luar spring digunakan untuk meletakkan spring. Setiap spring dimasukkan ke dalam lubangnya dan diikat dengan gelang penahan untuk mengelakkan pergerakan sisi.
Tetapan Pramuat:
Pemasangan dimampatkan kepada pramuat yang ditentukan (menggunakan penekan hidraulik) dan dikunci pada tempatnya dengan shim, memastikan setiap spring menanggung beban yang sama (diukur melalui sel beban dengan toleransi ±2%).
5. Proses Kawalan Kualiti
Pengujian Bahan:
Analisis komposisi kimia (spektrometri) mengesahkan keluli spring memenuhi piawaian (cth, 60Si2MnA: C 0.56–0.64%, Si 1.50–2.00%, Mn 0.60–0.90%).
Ujian tegangan pada sampel wayar mengukur kekuatan tegangan muktamad (≥1600 MPa) dan pemanjangan (≥6%).
Pemeriksaan Ketepatan Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa diameter gegelung, pic, panjang bebas dan kerataan hujung, memastikan pematuhan dengan toleransi reka bentuk.
Penguji spring mengukur kadar (daya per mm mampatan) untuk mengesahkan ia berada dalam julat yang ditentukan (±5%).
Pengujian Harta Mekanikal:
Ujian kekerasan (Rockwell) memastikan spring mempunyai kekerasan HRC 45–50; kekerasan teras diperiksa melalui pemprofilan kekerasan mikro untuk mengesahkan rawatan haba seragam.
Ujian keletihan tertakluk kepada kitaran mampatan spring kepada 10⁶ (dari 10% hingga 70% daripada pesongan maksimum) tanpa keretakan atau ubah bentuk kekal dibenarkan.
Ujian Tanpa Musnah (NDT):
Ujian zarah magnetik (MPT) mengesan keretakan permukaan dalam gegelung, terutamanya pada selekoh gegelung (titik kepekatan tekanan), dengan sebarang retakan >0.2 mm panjang mengakibatkan penolakan.
Ujian ultrasonik (UT) memeriksa wayar untuk mengesan kecacatan dalaman (cth, kemasukan) yang boleh mengurangkan hayat keletihan.
Ujian Ketahanan Kakisan:
Ujian semburan garam (ASTM B117) selama 48 jam menilai mata air bersalut zink atau dicat, tanpa karat merah dibenarkan pada permukaan kritikal.
Melalui proses ini, spring penghancur kon mencapai perlindungan beban lampau yang boleh dipercayai dan redaman getaran, memastikan penghancur dapat mengendalikan objek asing yang tidak dijangka dan mengekalkan operasi yang stabil dalam persekitaran perlombongan yang keras
