Pelapis mangkuk penghancur kerucut, juga dikenal sebagai pelapis kerucut tetap atau pelapis cekung, merupakan komponen tahan aus yang terpasang pada permukaan bagian dalam rangka atas atau mangkuk, membentuk bagian stasioner dari ruang penghancur. Fungsi utamanya meliputi penghancuran material (bekerja sama dengan pelapis kerucut yang bergerak untuk mengurangi material), perlindungan keausan (melindungi rangka atas), pemandu material (memastikan distribusi material yang merata melalui profil dalamnya), dan kontrol ukuran produk (mempengaruhi distribusi ukuran partikel melalui profil dalamnya). Komponen ini membutuhkan ketahanan aus, ketangguhan impak, dan integritas struktural yang luar biasa, dengan masa pakai 500–2000 jam, tergantung pada kekerasan material.
Secara struktural, komponen ini berbentuk kerucut atau frustokonik yang terdiri dari badan pelapis (besi cor kromium tinggi seperti Cr20–Cr26 atau baja martensit), profil keausan bagian dalam (dengan penampang paralel, permukaan berundak/beralur, dan sudut tirus 15°–30°), fitur pemasangan (alur pasak, lubang baut, pin penentu posisi), rusuk penguat, dan flensa atas.
Proses pengecoran liner mangkuk meliputi pemilihan material (besi cor kromium tinggi Cr20Mo3), pembuatan pola (dengan kelonggaran penyusutan), pencetakan (cetakan pasir berikat resin), peleburan dan penuangan (suhu dan laju alir terkontrol), pendinginan dan pengocokan, serta perlakuan panas (pemanasan larutan dan austempering). Proses pemesinan dan manufakturnya meliputi pemesinan kasar, pemesinan fitur pemasangan, pemesinan profil bagian dalam, dan perlakuan permukaan.
Proses pengendalian mutu meliputi pengujian material (komposisi kimia dan analisis metalografi), pengujian sifat mekanik (uji kekerasan dan impak), pemeriksaan akurasi dimensi (menggunakan CMM dan pemindai laser), pengujian non-destruktif (uji partikel ultrasonik dan magnetik), dan pengujian kinerja keausan. Proses-proses ini memastikan lapisan mangkuk memiliki ketahanan aus, presisi, dan daya tahan yang dibutuhkan.
Pengenalan Rinci tentang Komponen Pelapis Mangkuk Cone Crusher
1. Fungsi dan Peran Bowl Liner
Liner mangkuk penghancur kerucut (juga disebut liner kerucut tetap atau liner cekung) adalah komponen tahan aus yang terpasang pada permukaan bagian dalam rangka atas atau mangkuk, membentuk bagian stasioner dari ruang penghancur. Fungsi utamanya meliputi:
Penghancuran Material: Bekerja bersama-sama dengan lapisan kerucut yang bergerak (mantel) untuk menerapkan gaya tekan dan geser pada material (bijih, batu), mereduksinya ke ukuran partikel yang diinginkan.
Perlindungan Keausan: Melindungi rangka atas dari kontak langsung dengan bahan abrasif, memperpanjang masa pakai rangka dan mengurangi biaya perawatan.
Panduan Material: Memandu material melalui ruang penghancur melalui permukaan bagian dalamnya yang meruncing atau bertingkat, memastikan distribusi yang merata dan penghancuran yang efisien.
Kontrol Ukuran Produk:Profil bagian dalam liner (misalnya, bagian paralel, cembung, atau cekung) secara langsung memengaruhi celah penghancuran dan distribusi ukuran partikel pada produk akhir.
Mengingat paparannya terhadap kondisi benturan dan abrasi tinggi, lapisan mangkuk harus memiliki ketahanan aus yang luar biasa, ketangguhan benturan, dan integritas struktural, yang biasanya bertahan 500–2000 jam tergantung pada kekerasan material.
2. Komposisi dan Struktur Bowl Liner
Pelapis mangkuk adalah komponen berbentuk kerucut atau frustokonikal dengan profil bagian dalam yang kompleks, terdiri dari bagian-bagian utama dan fitur struktural berikut:
Badan LinerStruktur utamanya, terbuat dari besi cor kromium tinggi (misalnya, Cr20–Cr26) atau baja martensit (misalnya, 12Cr13), dengan ketebalan berkisar antara 50–150 mm. Permukaan luarnya dibuat dengan mesin agar sesuai dengan rangka atas, sementara permukaan dalamnya memiliki profil tahan aus.
Profil Pakaian Dalam:Dirancang dengan geometri khusus untuk mengoptimalkan efisiensi penghancuran:
Bagian Paralel: Untuk menghasilkan partikel halus yang seragam dengan menjaga celah penghancuran yang konsisten.
Permukaan Berundak atau Beralur: Meningkatkan cengkeraman material dan mengurangi selip, cocok untuk penghancuran kasar.
Sudut Lancip: Biasanya 15°–30° relatif terhadap sumbu vertikal, menentukan laju aliran material dan distribusi gaya penghancuran.
Fitur Pemasangan:
Alur Dovetail: Alur memanjang pada permukaan luar yang menyatu dengan tonjolan yang sesuai pada rangka atas, mengamankan lapisan terhadap gaya putar.
Lubang Baut: Lubang melingkar di dekat tepi atas/bawah untuk baut yang mengencangkan lapisan ke rangka, mencegah perpindahan aksial.
Menemukan Pin: Tonjolan atau lubang kecil yang menyelaraskan lapisan dengan bingkai, memastikan posisi profil bagian dalam yang tepat.
Tulang Rusuk Penguat: Rusuk radial eksternal (tebal 10–30 mm) yang memperkuat badan selongsong, mengurangi deformasi akibat beban benturan.
Flensa Atas: Tepi radial di ujung atas yang tumpang tindih dengan tempat pemasukan, mencegah kebocoran material antara pelapis dan rangka.
3. Proses Pengecoran untuk Bowl Liner
Besi cor kromium tinggi, bahan utama untuk pelapis mangkuk, diproduksi melalui pengecoran pasir untuk mencapai profil keausan yang kompleks:
Pemilihan Material:
Besi cor kromium tinggi (Cr20Mo3) dipilih karena ketahanan ausnya yang sangat baik (kekerasan ≥HRC 60) dan ketangguhan impaknya (≥15 J/cm²). Komposisi kimianya dikontrol pada C 2,5–3,5%, Cr 20–26%, dan Mo 0,5–1,0% untuk membentuk karbida kromium keras (M7C3) dalam matriks.
Pembuatan Pola:
Pola skala penuh dibuat menggunakan kayu, busa, atau resin cetak 3D, yang mereplikasi profil bagian dalam, permukaan luar, fitur pemasangan, dan rusuk liner. Kelonggaran penyusutan (1,5–2,5%) ditambahkan untuk memperhitungkan penyusutan akibat pendinginan besi cor.
Cetakan:
Cetakan pasir berikat resin disiapkan, dengan pola diposisikan untuk membentuk permukaan luar liner. Inti pasir (dilapisi dengan cairan tahan api) membentuk profil keausan bagian dalam, memastikan akurasi dimensi sudut tirus dan alur.
Mencair dan Menuang:
Besi cor dilebur dalam tungku induksi pada suhu 1450–1500°C, dengan kontrol ketat padanan karbon (CE = C + 0,3(Si + P) ≤4,2%) untuk menghindari cacat penyusutan.
Penuangan dilakukan pada suhu 1380–1420°C menggunakan sendok sayur, dengan laju aliran lambat dan stabil untuk mengisi rongga cetakan tanpa turbulensi, yang dapat menimbulkan porositas dalam pengecoran.
Pendinginan dan Pengocokan:
Cetakan didinginkan selama 24–48 jam untuk mengurangi tekanan termal, kemudian coran dilepaskan dengan getaran. Residu pasir dibersihkan menggunakan shot blasting (pasir baja G25), sehingga mencapai kekasaran permukaan Ra50–100 μm.
Perlakuan Panas:
Anil Solusi: Pengecoran dipanaskan hingga 950–1050°C, ditahan selama 2–4 jam, kemudian didinginkan dengan udara untuk melarutkan karbida dan menghomogenkan struktur.
Pengerasan: Pendinginan dalam minyak pada suhu 250–350°C, diikuti dengan tempering pada suhu 200–250°C untuk mengubah matriks menjadi martensit, mencapai kekerasan HRC 60–65 dengan tetap mempertahankan ketangguhan.
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur
Pemesinan Kasar:
Liner cor dipasang pada mesin bubut vertikal CNC untuk memproses permukaan luar, flensa atas, dan lokasi lubang baut, dengan kelonggaran finishing 1–2 mm. Dimensi kunci (misalnya, diameter luar, sudut lancip) dikontrol hingga ±0,5 mm.
Pemesinan Fitur Pemasangan:
Alur pasak digiling ke permukaan luar menggunakan mesin penggilingan CNC, dengan toleransi kedalaman (±0,1 mm) dan jarak seragam untuk memastikan kesesuaian yang erat dengan tonjolan rangka.
Lubang baut dibor dan disadap sesuai toleransi kelas 6H, dengan akurasi posisi (±0,2 mm) relatif terhadap sumbu liner, mencegah konsentrasi tegangan baut.
Pemesinan Profil Dalam:
Permukaan aus bagian dalam dikasar hingga mencapai profil yang diinginkan, kemudian dihaluskan menggunakan mesin gerinda CNC dengan alat kontur. Kekasaran permukaan dikontrol hingga Ra3,2 μm untuk mengoptimalkan aliran material dan mengurangi keausan.
Sudut tirus diverifikasi menggunakan pemindai laser, memastikannya sesuai dengan desain (toleransi ±0,1°) untuk mempertahankan celah penghancuran yang benar dengan kerucut yang bergerak.
Perawatan Permukaan:
Permukaan luar (menyatu dengan rangka) dilapisi dengan cat anti karat untuk mencegah korosi selama penyimpanan.
Permukaan keausan bagian dalam dapat dikenakan tembakan peening (menggunakan tembakan baja 0,3–0,8 mm) untuk menghasilkan tegangan tekan, sehingga meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan.
5. Proses Pengendalian Mutu
Pengujian Material:
Analisis komposisi kimia (spektrometri) mengonfirmasi bahwa besi cor memenuhi standar (misalnya, Cr20Mo3: Cr 20–23%, C 2,8–3,2%).
Analisis metalografi memeriksa distribusi karbida kromium (fraksi volume ≥30%) dan struktur matriks (martensit dengan ≤5% perlit).
Pengujian Sifat Mekanik:
Pengujian kekerasan (Rockwell) memastikan permukaan bagian dalam memiliki kekerasan ≥HRC 60; kekerasan inti diperiksa untuk memastikan perlakuan panas yang seragam (≤HRC 55 untuk ketangguhan).
Pengujian benturan (Charpy V-notch) mengukur ketangguhan pada suhu ruangan, memerlukan ≥12 J/cm² untuk menahan patah akibat benturan.
Pemeriksaan Akurasi Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa dimensi utama: diameter luar (±0,2 mm), profil dalam (deviasi ±0,1 mm dari model CAD), dan sudut lancip (±0,1°).
Pengukur templat memverifikasi profil keausan bagian dalam sesuai dengan desain, memastikan celah penghancuran yang tepat dengan kerucut yang bergerak.
Pengujian Non-Destruktif (NDT):
Pengujian ultrasonik (UT) mendeteksi cacat internal (misalnya, pori-pori penyusutan, retakan) pada badan liner, dengan batas ukuran φ3 mm.
Pengujian partikel magnetik (MPT) memeriksa retakan permukaan pada alur pasak dan lubang baut, dengan retakan apa pun yang panjangnya kurang dari 0,2 mm akan mengakibatkan penolakan.
Pengujian Kinerja Keausan:
Pengujian keausan yang dipercepat menggunakan peralatan roda pasir kering/karet (ASTM G65) mengukur kehilangan berat, dengan lapisan Cr20 memerlukan ≤0,5 g/1000 siklus.
Pengujian bangku memasang liner dengan kerucut yang bergerak, menghancurkan 10 ton bijih standar; pemeriksaan pasca-pengujian menunjukkan keausan yang seragam tanpa ada yang terkelupas atau terkelupas.
Melalui proses manufaktur dan kontrol kualitas ini, lapisan mangkuk mencapai ketahanan aus, presisi, dan daya tahan yang diperlukan untuk memastikan kinerja penghancuran yang efisien dan jangka panjang dalam penghancur kerucut, cocok untuk aplikasi penambangan, penggalian, dan pemrosesan agregat.
