Kopling poros countershaft penghancur kerucut, komponen transmisi daya penting yang menghubungkan poros countershaft ke sistem penggerak utama, berperan penting dalam transmisi torsi (mentransfer daya putar untuk menggerakkan gerakan penghancuran), kompensasi misalignment (mengakomodasi misalignment aksial, radial, atau sudut minor), peredam getaran (menyerap guncangan akibat perubahan beban), dan perlindungan beban berlebih opsional (melalui pin geser atau cakram gesek). Kopling ini membutuhkan kekuatan torsional tinggi, ketahanan lelah, dan fleksibilitas untuk beroperasi pada 500–1500 rpm.
Secara struktural, ini merupakan rakitan tipe flensa atau selongsong yang terdiri dari hub kopling (baja cor atau tempa berkekuatan tinggi dengan alur pasak/splines), elemen fleksibel (cakram karet/elastomer, gigi roda gigi, atau pin dan bushing), pelat flensa, pengencang, dan lubang pin geser opsional.
Hub kopling diproduksi melalui proses pengecoran: pemilihan material (ZG35CrMo), pembuatan pola (dengan kelonggaran penyusutan), pencetakan (cetakan pasir berikat resin), peleburan dan penuangan (suhu dan laju alir terkontrol), pendinginan dan pengocokan, serta perlakuan panas (normalisasi dan tempering). Proses pemesinan dan manufaktur meliputi pemesinan hub (pemesinan kasar dan akhir), manufaktur elemen fleksibel (pencetakan untuk elemen karet, pemotongan roda gigi untuk elemen roda gigi), pemesinan pelat flensa, perakitan, dan perlakuan permukaan.
Kontrol kualitas meliputi pengujian material (komposisi kimia dan kekuatan tarik), pemeriksaan akurasi dimensi (CMM dan alat ukur fixture), pengujian sifat mekanik (pengujian kekerasan dan torsi), pengujian non-destruktif (MPT dan UT), dan pengujian fungsional (pengujian misalignment dan beban berlebih). Hal ini memastikan kopling countershaft memungkinkan transmisi daya yang andal dan pengoperasian cone crusher yang stabil dalam penambangan dan pemrosesan agregat.
Kopling poros countershaft cone crusher (juga dikenal sebagai kopling poros antara atau kopling poros pinion) merupakan komponen transmisi daya penting yang menghubungkan poros countershaft (poros antara) ke sistem penggerak utama (misalnya, motor atau kotak roda gigi). Fungsi utamanya meliputi:
Transmisi Torsi: Memindahkan daya putar dari motor penggerak ke poros penggerak, yang kemudian menggerakkan roda gigi pinion dan bushing eksentrik, yang pada akhirnya memberi tenaga pada gerakan penghancuran.
Kompensasi Ketidakselarasan: Mengakomodasi ketidaksejajaran aksial, radial, atau sudut yang minor (biasanya ≤0,5 mm aksial, ≤0,1 mm radial, ≤1° sudut) antara poros countershaft dan poros penggerak, mengurangi tekanan pada bantalan dan poros.
Peredam Getaran: Menyerap guncangan dan getaran yang dihasilkan selama perubahan beban mendadak (misalnya saat menghancurkan material keras), melindungi motor, roda gigi, dan komponen presisi lainnya dari kerusakan.
Perlindungan Beban Berlebih:Beberapa desain menyertakan pin geser atau cakram gesekan yang akan rusak jika mengalami kelebihan beban ekstrem, sehingga mencegah kerusakan parah pada sistem penggerak.
Mengingat perannya dalam operasi torsi tinggi dan kecepatan tinggi (biasanya 500–1500 rpm), kopling poros countershaft harus memiliki kekuatan torsi tinggi, ketahanan terhadap kelelahan, dan fleksibilitas.
2. Komposisi dan Struktur Kopling Countershaft
Kopling poros countershaft biasanya berupa rakitan tipe flensa atau tipe selongsong, dengan komponen utama dan detail struktural berikut:
Hub KoplingDua hub silinder (input dan output) dengan lubang internal yang terpasang pada poros countershaft dan poros penggerak. Hub seringkali terbuat dari baja cor berkekuatan tinggi (misalnya, ZG35CrMo) atau baja tempa, dengan alur pasak atau spline untuk transmisi torsi.
Elemen Fleksibel:Komponen yang menghubungkan dua hub sambil membiarkan ketidakselarasan, seperti:
Cakram Karet atau Elastomer: Cakram elastis yang diikat ke pelat logam, memberikan fleksibilitas dan peredaman getaran.
Gigi Roda Gigi: Gigi roda gigi eksternal atau internal pada satu hub yang bertautan dengan roda gigi terkait pada hub lainnya (kopling tipe roda gigi), yang memungkinkan ketidaksejajaran sudut.
Pin dan Bushing: Pin baja yang terpasang pada satu hub yang pas ke bushing di hub lainnya, dengan bushing terbuat dari perunggu atau polimer untuk gesekan rendah.
Pelat FlensaPelat logam dibaut ke hub untuk mengamankan elemen fleksibel. Flensa dibor dengan lubang baut yang berjarak sama untuk perakitan, memastikan distribusi beban yang merata.
Pengencang: Baut berkekuatan tinggi (misalnya, mutu 8,8 atau 10,9) dan mur yang menjepit hub dan elemen fleksibel bersama-sama, dengan ring pengunci atau perekat pengunci ulir untuk mencegah kendor.
Lubang Pin Geser (Opsional): Lubang radial untuk pin geser yang patah jika terjadi torsi berlebih, berfungsi sebagai mekanisme pengaman untuk melindungi sistem penggerak.
3. Proses Pengecoran untuk Hub Kopling
Hub kopling, yang seringkali berukuran besar dan bentuknya rumit, biasanya diproduksi melalui pengecoran:
Pemilihan Material:
Baja cor berkekuatan tinggi (ZG35CrMo) dipilih karena sifat mekaniknya yang unggul: kuat tarik ≥700 MPa, kuat luluh ≥500 MPa, dan ketangguhan impak ≥35 J/cm². Baja ini menawarkan kemampuan cor dan kemampuan mesin yang baik, cocok untuk transmisi torsi.
Pembuatan Pola:
Pola presisi dibuat menggunakan kayu, busa, atau resin cetak 3D, yang mereplikasi diameter luar hub, lubang internal, alur pasak, flensa, dan lubang baut. Kelonggaran penyusutan (1,5–2%) ditambahkan, dengan kelonggaran yang lebih besar untuk bagian berdinding tebal (misalnya, akar flensa).
Pola tersebut mencakup inti untuk membentuk lubang internal dan alur pasak, memastikan keakuratan dimensi.
Cetakan:
Cetakan pasir berikat resin disiapkan, dengan pola dan inti diposisikan untuk membentuk hub. Rongga cetakan dilapisi dengan cairan tahan api (berbasis alumina) untuk meningkatkan permukaan akhir dan mencegah masuknya pasir.
Mencair dan Menuang:
Baja cor dilelehkan dalam tungku busur listrik pada suhu 1520–1560°C, dengan komposisi kimia dikontrol menjadi C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%, Mo 0,15–0,25% untuk menyeimbangkan kekuatan dan ketangguhan.
Penuangan dilakukan pada suhu 1480–1520°C menggunakan sendok sayur, dengan laju aliran yang stabil untuk menghindari turbulensi dan memastikan pengisian cetakan secara menyeluruh, terutama pada fitur rumit seperti alur pasak.
Pendinginan dan Pengocokan:
Pengecoran didinginkan dalam cetakan selama 48–72 jam untuk meminimalkan tekanan termal, kemudian dihilangkan dengan getaran. Residu pasir dibersihkan menggunakan shot blasting (pasir baja G25), sehingga mencapai kekasaran permukaan Ra25–50 μm.
Perlakuan Panas:
Normalisasi (850–900°C, didinginkan udara) menyempurnakan struktur butiran, diikuti oleh tempering (600–650°C) untuk mengurangi kekerasan hingga 180–230 HBW, meningkatkan kemampuan mesin.
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur
Pemesinan Hub:
Pemesinan KasarHub cor dipasang pada mesin bubut CNC untuk memproses diameter luar, permukaan flensa, dan lubang internal, dengan sisa kelonggaran finishing 2–3 mm. Alur pasak digiling kasar menggunakan mesin frais CNC.
Pemesinan AkhirLubang internal diasah untuk mencapai toleransi dimensi H7 (agar pas dengan poros) dan kekasaran permukaan Ra0,8 μm. Alur pasak atau spline diproses dengan mesin akhir sesuai standar DIN 6885, memastikan kesesuaian yang presisi dengan pasak poros.
Pembuatan Elemen Fleksibel:
Untuk elemen karet/elastomer: Senyawa elastomer (misalnya, karet nitril atau poliuretana) dicetak menjadi cakram dengan sisipan logam, diawetkan pada suhu 150–180°C selama 10–20 menit untuk mencapai kekerasan pantai 60–80 A.
Untuk elemen tipe roda gigi: Gigi roda gigi dipotong menjadi satu hub menggunakan mesin hobbing roda gigi CNC, dengan modulus 3–8 dan sudut tekanan 20°, memastikan kompatibilitas dengan hub pasangannya.
Pemesinan Pelat Flensa:
Pelat flensa dipotong dari pelat baja (misalnya, Q355B) menggunakan pemotongan laser, kemudian dibor dengan lubang baut (toleransi posisi ±0,1 mm) menggunakan mesin bor CNC. Permukaan sambungan digerinda hingga rata (≤0,05 mm/m) agar rapat dengan hub.
Perakitan:
Elemen fleksibel diapit di antara dua hub, dengan pelat flensa dibaut bersama menggunakan baut berkekuatan tinggi (kelas 8.8) yang dikencangkan sesuai torsi tertentu (biasanya 200–500 N·m).
Untuk desain pin geser, pin (terbuat dari baja 45#, diberi perlakuan panas hingga HRC 30–35) dimasukkan ke dalam lubang yang sudah dibor, memastikan pin tersebut merupakan mata rantai terlemah di jalur torsi.
Perawatan Permukaan:
Pelat hub dan flensa dilapisi dengan cat epoksi atau pelapisan seng (ketebalan 5–8 μm) untuk menahan korosi. Permukaan lubang yang telah dikerjakan diberi perlakuan anti-seize compound untuk memudahkan pemasangan.
5. Proses Pengendalian Mutu
Pengujian Material:
Analisis komposisi kimia (spektrometri) mengonfirmasi bahan hub memenuhi standar (misalnya, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%).
Pengujian tarik pada sampel hub memverifikasi kekuatan tarik ≥700 MPa dan perpanjangan ≥12%.
Pemeriksaan Akurasi Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa dimensi hub: diameter lubang (toleransi H7), kedalaman/lebar alur pasak (±0,05 mm), dan kerataan flensa.
Posisi lubang baut diperiksa dengan pengukur perlengkapan untuk memastikan keselarasan antara hub dan flensa.
Pengujian Sifat Mekanik:
Pengujian kekerasan (Brinell) memastikan kekerasan hub adalah 180–230 HBW; gigi roda gigi (jika berlaku) dikeraskan secara induksi hingga HRC 50–55, diverifikasi melalui pengujian Rockwell.
Pengujian torsi menguji kopling pada 120% torsi terukur selama 10 menit, tanpa adanya deformasi permanen atau retakan.
Pengujian Non-Destruktif (NDT):
Pengujian partikel magnetik (MPT) mendeteksi retakan permukaan pada alur pasak hub dan akar flensa, dengan cacat apa pun yang panjangnya kurang dari 0,3 mm akan mengakibatkan penolakan.
Pengujian ultrasonik (UT) memeriksa bodi hub untuk mengetahui adanya cacat internal (misalnya, pori-pori penyusutan) di area penahan beban.
Pengujian Fungsional:
Pengujian ketidakselarasan: Kopling dioperasikan pada kecepatan terukur dengan ketidakselarasan maksimum yang diizinkan, dengan tingkat getaran (diukur melalui akselerometer) dibatasi hingga ≤5 mm/s.
Pengujian beban lebih: Untuk desain pin geser, kopling dikenakan torsi sebesar 150% dari torsi terukur, yang memastikan pin geser rusak sebelum terjadi kerusakan hub atau poros.
Melalui proses ini, kopling countershaft memastikan transmisi daya yang andal, kompensasi misalignment, dan perlindungan kelebihan beban, berkontribusi pada pengoperasian cone crusher yang stabil dan efisien dalam aplikasi penambangan dan pemrosesan agregat.
