Bola kepala Cone Crusher

Dukungan Beban Aksial: Menahan beban vertikal yang dihasilkan selama penghancuran (hingga puluhan ribu kilonewton) dan mentransfernya ke rangka atas atau cincin penyetel, memastikan kerucut yang bergerak mempertahankan posisi vertikalnya.

Panduan Rotasi: Bertindak sebagai titik poros untuk rotasi eksentrik kerucut yang bergerak, memungkinkan osilasi halus (amplitudo 5–20 mm) sambil meminimalkan perpindahan lateral.

Pengurangan Keausan: Menyediakan permukaan yang diperkeras dan rendah gesekan yang berinteraksi dengan bantalan atas atau soket, mengurangi abrasi yang disebabkan oleh gerakan berkelanjutan.

Pemeliharaan Penyelarasan: Memastikan kerucut yang bergerak tetap konsentris dengan kerucut cekung (kerucut tetap), menjaga akurasi celah penghancuran dan mencegah keausan yang tidak merata pada kedua komponen.

Kepala Bola: Ujung hemispherical atau spherical dengan radius berkisar antara 50 mm hingga 300 mm, tergantung pada ukuran crusher. Ujung ini terbuat dari baja berlapis kromium karbon tinggi (misalnya, GCr15) atau baja paduan (42CrMo) dengan permukaan yang diperkeras (HRC 58–62).

Leher Poros: Bagian silinder atau meruncing yang menghubungkan kepala bola ke badan kerucut yang bergerak, dengan diameter 1,5–2 kali radius kepala bola. Bagian ini sering ditempa sebagai satu kesatuan dengan kepala bola untuk memastikan integritas struktural.

Fillet Transisi: Sudut membulat (radius 10–30 mm) antara kepala bola dan leher poros, dirancang untuk mengurangi konsentrasi tegangan dan mencegah retak lelah di bawah beban siklik.

Alur Pelumasan: Alur melingkar di dekat pangkal kepala bola yang menahan pelumas (gemuk atau oli), memastikan terbentuknya lapisan film yang kontinu antara bola kepala dan bantalan atas. Alur ini memiliki kedalaman 2–5 mm dan lebar 5–10 mm.

Pemasangan Ulir/Alur Pasak: Fitur opsional pada leher poros untuk mengamankan bola kepala ke kerucut yang bergerak, dengan ulir (kelas 6g) atau alur pasak (ISO 4156) yang memfasilitasi transmisi torsi.

Lapisan Keras: Lapisan pengerasan casing sedalam 2–5 mm pada permukaan kepala bola, dicapai melalui karburisasi atau pengerasan induksi, untuk menyeimbangkan ketahanan aus (HRC permukaan 58–62) dengan ketangguhan inti (HRC 25–35).

Pemilihan MaterialBaja bantalan kromium karbon tinggi (GCr15) dipilih karena ketahanan aus dan masa lelahnya yang sangat baik. Komposisi kimia: C 0,95–1,05%, Cr 1,3–1,65%, Mn ≤0,4%, Si ≤0,35%.

Persiapan Billet:Bilet baja dipotong sesuai berat (10–50 kg) dan dipanaskan hingga 1100–1200°C dalam tungku kontinyu, memastikan distribusi suhu yang seragam.

Mengganggu dan MembentukBillet yang dipanaskan diaduk untuk mengurangi tinggi dan meningkatkan diameter, kemudian ditempa menjadi preform dengan bentuk bulat kasar menggunakan penempaan cetakan tertutup. Proses ini menyempurnakan struktur butiran dan menyelaraskan aliran logam dengan arah tegangan komponen.

Penempaan Akhir: Preform dipanaskan ulang hingga 1050–1100°C dan ditempa hingga bentuk akhir, dengan kepala bola dan leher poros dibentuk dalam satu operasi untuk memastikan akurasi dimensi (±1 mm).

Pemilihan Material: Baja cor paduan (ZG42CrMo) digunakan, dengan kekuatan tarik ≥600 MPa dan ketangguhan impak ≥30 J/cm².

Pengecoran InvestasiUntuk geometri yang kompleks, pola lilin digunakan untuk membuat cetakan keramik. Baja cair (1520–1560°C) dituangkan ke dalam cetakan, menghasilkan komponen dengan bentuk mendekati bentuk aslinya dengan pemesinan minimal.

Benda kerja yang ditempa atau dicor dipasang pada mesin bubut CNC untuk mengerjakan leher poros, fillet transisi, dan bentuk awal kepala bola, dengan menyisakan kelonggaran penyelesaian sebesar 1–2 mm.

Pendinginan dan Tempering: Untuk GCr15, benda kerja dipanaskan hingga 830–860°C, didinginkan dalam minyak, lalu ditempa pada suhu 150–200°C untuk mencapai kekerasan inti HRC 25–35.

Pengerasan Permukaan: Kepala bola dikeraskan secara induksi (frekuensi 10–50 kHz) untuk memanaskan permukaan hingga 850–900°C, diikuti dengan pendinginan air, menghasilkan lapisan yang dikeraskan (kedalaman 2–5 mm) dengan HRC 58–62.

Penggilingan Kepala Bola:Penggiling bulat CNC mengolah kepala bola untuk mencapai kekasaran permukaan Ra0,1–0,4 μm dan toleransi bulat (≤0,01 mm), memastikan kesesuaian yang tepat dengan bantalan atas.

Penyelesaian Leher Poros: Leher poros digiling dengan toleransi silinder IT6, dengan kekasaran permukaan Ra0,8 μm, sehingga memudahkan pemasangan yang aman pada kerucut yang bergerak.

Pemesinan Alur: Alur pelumasan digiling atau diputar ke leher poros, dengan kedalaman dan lebar yang tepat untuk mengoptimalkan retensi pelumas.

Permukaan kepala bola dipoles untuk mengurangi gesekan, dan area yang tidak mengeras dilapisi dengan minyak atau cat anti karat untuk mencegah korosi.

Pengujian Material:

Analisis komposisi kimia (spektrometri) memverifikasi kepatuhan dengan standar GCr15 atau ZG42CrMo.

Pemeriksaan metalografi memeriksa ukuran butiran (≤6 ASTM) dan distribusi karbida pada lapisan yang dikeraskan.

Pemeriksaan Akurasi Dimensi:

Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa radius bola, diameter leher poros, dan fillet transisi, memastikan toleransi berada dalam ±0,01 mm untuk fitur-fitur penting.

Penguji kebulatan memverifikasi silindrisitas leher poros (≤0,005 mm) dan kebulatan kepala bola (≤0,01 mm).

Pengujian Sifat Mekanik:

Pengujian kekerasan (Rockwell) mengonfirmasi kekerasan permukaan (HRC 58–62) dan kekerasan inti (HRC 25–35).

Pengujian kompresi pada sampel memastikan kekuatan kompresi ≥2000 MPa, tanpa deformasi plastik di bawah 150% dari beban terukur.

Pengujian Non-Destruktif (NDT):

Pengujian ultrasonik (UT) mendeteksi cacat internal pada tempaan, dengan retakan atau inklusi >φ1 mm ditolak.

Pengujian partikel magnetik (MPT) memeriksa fillet transisi dan permukaan kepala bola untuk mencari retakan mikro, dengan cacat linier >0,2 mm yang mengakibatkan penolakan.

Validasi Kinerja:

Pengujian Keausan: Uji pin-pada-cakram mensimulasikan kontak dengan bantalan atas, yang memerlukan penurunan berat ≤0,1 mg setelah 10⁴ siklus.

Pengujian Kelelahan:Komponen mengalami pembebanan siklik (10⁶ siklus) pada 80% dari kekuatan luluh, tanpa retak atau deformasi yang terlihat.