Poros utama penghancur kerucut, komponen putar penting yang menghubungkan bushing eksentrik ke kerucut yang bergerak, menjalankan fungsi-fungsi utama seperti transmisi daya (menggerakkan rotasi eksentrik kerucut yang bergerak), menahan beban (menahan beban aksial dan radial hingga ribuan kilonewton), pemandu gerak eksentrik (mempertahankan lintasan orbit kerucut yang bergerak), dan penyelarasan struktural (memastikan konsentrisitas antara kerucut yang bergerak dan yang tetap). Poros ini membutuhkan kekuatan tarik, ketahanan lelah, dan presisi dimensi yang luar biasa untuk beroperasi pada 500–1500 rpm.
Secara struktural, komponen ini merupakan komponen tempa berbentuk silinder atau kerucut bertingkat yang terdiri dari badan poros (baja paduan berkekuatan tinggi 42CrMo atau 35CrNiMo dengan diameter 100–500 mm dan panjang 500–2000 mm), dudukan kerucut atas, antarmuka bushing eksentrik, jurnal bantalan, bahu dan alur pasak, serta saluran pelumasan.
Proses manufakturnya meliputi penempaan (pemanasan billet hingga 1100–1200°C, penempaan cetakan terbuka, penempaan presisi) dan perlakuan panas (quenching dan tempering, pengerasan permukaan lokal). Proses pemesinan dan manufakturnya meliputi pemesinan kasar, pemesinan presisi untuk fitur-fitur penting, pengeboran saluran pelumasan, penyeimbangan, dan perlakuan permukaan.
Proses pengendalian mutu meliputi pengujian material dan penempaan (analisis komposisi kimia, pengujian ultrasonik), pemeriksaan akurasi dimensi (menggunakan CMM dan alat penyelarasan laser), pengujian sifat mekanik (uji kekerasan dan tarik), pengujian non-destruktif (uji MPT dan arus eddy), serta pengujian fungsional (uji rotasi dan beban). Proses-proses ini memastikan poros utama mencapai presisi, kekuatan, dan keandalan yang dibutuhkan untuk menggerakkan gerakan penghancuran cone crusher dalam aplikasi pertambangan dan pemrosesan agregat.
Pengenalan Rinci Komponen Poros Utama Cone Crusher
1. Fungsi dan Peran Poros Utama
Poros utama penghancur kerucut (juga disebut spindel) merupakan komponen putar penting di inti penghancur, yang menghubungkan bushing eksentrik ke kerucut yang bergerak. Fungsi utamanya meliputi:
Transmisi Daya:Mentransmisikan torsi dari bushing eksentrik ke kerucut yang bergerak, menggerakkan rotasi eksentriknya untuk menghasilkan gaya penghancuran.
Penahan Beban: Menahan beban aksial dan radial dari kerucut yang bergerak dan proses penghancuran (hingga ribuan kilonewton), mentransfer gaya ini ke bantalan rangka.
Panduan Gerak Eksentrik: Bekerja dengan bushing eksentrik untuk mempertahankan lintasan orbit kerucut yang bergerak, memastikan kontrol celah penghancuran yang stabil dan pemrosesan material yang seragam.
Penyelarasan Struktural: Mempertahankan konsentrisitas antara kerucut yang bergerak dan kerucut tetap, penting untuk ukuran produk yang konsisten dan mengurangi keausan pada lapisan.
Mengingat perannya dalam putaran kecepatan tinggi (500–1500 rpm) dan beban berat, poros utama memerlukan kekuatan tarik yang luar biasa, ketahanan terhadap kelelahan, dan presisi dimensi.
2. Komposisi dan Struktur Poros Utama
Poros utama adalah komponen tempa berbentuk silinder atau kerucut yang bertingkat dengan fitur utama berikut:
Badan Poros: Struktur tempa satu bagian yang terbuat dari baja paduan berkekuatan tinggi (misalnya, 42CrMo atau 35CrNiMo) dengan diameter berkisar antara 100 mm hingga 500 mm. Panjangnya bervariasi tergantung ukuran crusher, biasanya 500–2000 mm.
Dudukan Kerucut Atas: Bagian yang meruncing atau berulir di bagian atas untuk memasang kerucut yang bergerak, dengan permukaan yang dikerjakan secara presisi (toleransi IT6) untuk memastikan konsentrisitas.
Antarmuka Bushing Eksentrik: Bagian tengah silinder dengan permukaan yang dipoles (Ra0,8 μm) yang pas dengan bushing eksentrik, seringkali dilengkapi alur oli untuk pelumasan.
Jurnal Bantalan: Dua atau lebih bagian silinder (atas dan bawah) yang menyatu dengan bantalan rangka, memiliki toleransi dimensi yang ketat (IT5–IT6) dan kekasaran permukaan (Ra0,4 μm) untuk meminimalkan gesekan.
Bahu dan Alur Pasak: Bahu radial yang membatasi gerakan aksial bantalan atau bushing, dan alur pasak untuk transmisi torsi antara poros dan kerucut yang bergerak.
Saluran Pelumasan: Lubang bor aksial dan radial yang mengalirkan pelumas ke jurnal bantalan dan antarmuka bushing eksentrik, mencegah panas berlebih dan keausan.
3. Proses Penempaan dan Perlakuan Panas
Karena persyaratan menahan beban yang tinggi, poros utama diproduksi melalui penempaan daripada pengecoran untuk meningkatkan integritas struktural:
Pemilihan Material:
Baja paduan berkekuatan tinggi (42CrMo) lebih disukai karena kekuatan tariknya yang sangat baik (≥1080 MPa), kekuatan luluh (≥930 MPa), dan ketangguhan impak (≥60 J/cm²), cocok untuk aplikasi beban dinamis.
Proses Penempaan:
Pemanasan Billet:Bilet baja dipanaskan hingga 1100–1200°C dalam tungku gas, memastikan distribusi suhu yang seragam untuk meningkatkan plastisitas.
Penempaan Cetakan TerbukaBillet ditempa menjadi bentuk berundak kasar menggunakan mesin pres hidrolik (1000–5000 ton), dengan beberapa lintasan untuk menyempurnakan struktur butiran dan menghilangkan cacat internal. Tahapan-tahapan kunci meliputi upsetting (untuk meningkatkan diameter) dan drawing (untuk memperpanjang panjang).
Penempaan Presisi: Penempaan kasar dibentuk menjadi profil bertingkat akhir dengan dimensi mendekati bersih, mengurangi kelonggaran pemesinan menjadi 5–10 mm.
Perlakuan Panas:
Pendinginan dan TemperingPoros tempa dipanaskan hingga 850–880°C, ditahan selama 2–4 jam, kemudian di-quench dalam oli untuk mencapai struktur martensit. Tempering pada suhu 550–600°C selama 4–6 jam mengurangi kerapuhan, menghasilkan kekerasan HRC 28–35 dan ketangguhan yang optimal.
Pengerasan Permukaan Lokal: Jurnal bantalan dan alur pasak dikeraskan secara induksi hingga kedalaman 2–5 mm, mencapai HRC 50–55 untuk meningkatkan ketahanan aus sekaligus mempertahankan ketangguhan inti.
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur
Pemesinan Kasar:
Benda kerja tempa dipasang pada mesin bubut CNC untuk memproses semua permukaan luar (diameter, bahu, tirus), dengan kelonggaran finishing 1–2 mm. Dimensi kunci (misalnya, diameter jurnal) dikontrol hingga ±0,1 mm.
Pemesinan Presisi Fitur Kritis:
Jurnal Bantalan: Diproses dengan pembubutan akhir dan digiling untuk mencapai toleransi dimensi IT5 (misalnya, φ200H5) dan kekasaran permukaan Ra0,4 μm, memastikan kesesuaian yang tepat dengan bantalan dan gesekan minimal.
Dudukan Meruncing: Dudukan kerucut atas diselesaikan dengan mesin hingga toleransi sudut tirus ±0,05° dan kekasaran permukaan Ra0,8 μm, memastikan konsentrisitas dengan kerucut yang bergerak.
Alur Pasak dan Alur Minyak: Digiling menggunakan mesin CNC dengan toleransi posisi (±0,05 mm) dan permukaan akhir Ra3,2 μm, mencegah konsentrasi tegangan.
Pengeboran Saluran Pelumasan:
Lubang oli aksial dan radial (φ5–φ15 mm) dibor menggunakan mesin bor lubang dalam CNC, dengan akurasi posisi (±0,2 mm) untuk memastikan aliran pelumas lancar. Ujung lubang dihaluskan untuk menghindari gangguan aliran oli.
Menyeimbangkan:
Poros menjalani penyeimbangan dinamis pada mesin penyeimbang pada 500–1000 rpm, dengan ketidakseimbangan sisa dibatasi hingga ≤5 g·mm/kg untuk mengurangi getaran dan keausan bantalan.
Perawatan Permukaan:
Jurnal bantalan dipoles hingga Ra0,2 μm untuk mengurangi gesekan dan meningkatkan masa pakai bantalan.
Permukaan non-bantalan dilapisi dengan cat anti karat atau pelapisan seng (5–8 μm) untuk menahan korosi selama penyimpanan dan pengoperasian.
5. Proses Pengendalian Mutu
Pengujian Material dan Penempaan:
Analisis komposisi kimia (spektrometri) mengonfirmasi kepatuhan terhadap standar 42CrMo (C 0,38–0,45%, Cr 0,9–1,2%, Mo 0,15–0,25%).
Kualitas penempaan diperiksa melalui pengujian ultrasonik (UT) untuk mendeteksi cacat internal (misalnya, retakan, inklusi) dengan batas ukuran ≤φ2 mm.
Pemeriksaan Akurasi Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memverifikasi semua dimensi penting: diameter jurnal, sudut tirus, posisi alur pasak, dan lokasi lubang minyak.
Kebulatan dan kelurusan poros diukur menggunakan alat penyelarasan laser, dengan toleransi ≤0,01 mm/m.
Pengujian Sifat Mekanik:
Pengujian kekerasan (Rockwell) memastikan jurnal bantalan memiliki HRC 50–55 dan inti memiliki HRC 28–35.
Pengujian tarik pada sampel tempa mengonfirmasi kekuatan tarik ≥1080 MPa dan perpanjangan ≥12%.
Pengujian Non-Destruktif (NDT):
Pengujian partikel magnetik (MPT) mendeteksi retakan permukaan pada alur pasak, bahu, dan jurnal, dengan cacat apa pun yang panjangnya 0,2 mm ditolak.
Pengujian arus eddy memeriksa cacat bawah permukaan pada permukaan jurnal yang mengeras.
Pengujian Fungsional:
Pengujian rotasi: Poros dipasang pada perlengkapan uji dan diputar pada kecepatan maksimum (1500 rpm) selama 2 jam, dengan getaran dipantau untuk memastikan level ≤0,1 mm/s.
Pengujian beban: Beban aksial simulasi (120% dari beban terukur) diterapkan selama 1 jam, dengan pemeriksaan pasca uji tidak menunjukkan deformasi (misalnya, perubahan kebulatan jurnal ≤0,005 mm).
Melalui proses manufaktur dan kontrol kualitas ini, poros utama mencapai presisi, kekuatan, dan keandalan yang diperlukan untuk menggerakkan gerakan penghancuran cone crusher, memastikan operasi yang efisien dan jangka panjang dalam aplikasi penambangan dan pemrosesan agregat.
