Mangkuk penghancur kerucut, juga dikenal sebagai rumah kerucut tetap atau rangka cekung, merupakan komponen struktural utama yang membentuk cangkang luar stasioner ruang penghancur. Terletak di atas bushing eksentrik dan mengelilingi mantel, fungsi utamanya meliputi menyediakan dukungan struktural untuk lapisan mangkuk, membentuk ruang penghancur dengan mantel, mendistribusikan beban ke rangka dasar, dan menampung material untuk memastikan aliran yang efisien. Komponen ini membutuhkan kekuatan mekanis, kekakuan, dan akurasi dimensi yang tinggi, biasanya terbuat dari baja cor berkekuatan tinggi atau pelat baja las.
Secara struktural, komponen ini berbentuk kerucut atau silinder-frustokonikal besar dengan bagian dalam berongga, terdiri atas badan mangkuk (baja cor berkekuatan tinggi seperti ZG35CrMo), antarmuka pemasangan lapisan mangkuk (alur pas, flensa penjepit), antarmuka mekanisme penyetelan (permukaan luar berulir, slot pemandu), rusuk penguat, bukaan pembuangan, dan port pelumasan/pemeriksaan.
Proses pengecoran mangkuk meliputi pemilihan material (ZG35CrMo), pembuatan pola (dengan kelonggaran penyusutan), pencetakan (cetakan pasir berikat resin), peleburan dan penuangan (suhu dan laju alir terkontrol), serta pendinginan dengan perlakuan panas (normalisasi dan tempering). Proses pemesinannya meliputi pemesinan kasar, pemesinan fitur ulir dan pemandu, pemesinan permukaan bagian dalam dan antarmuka pemasangan, pemesinan flensa dan lubang baut, serta perlakuan permukaan.
Proses pengendalian mutu meliputi pengujian material (komposisi kimia dan kekuatan tarik), pemeriksaan akurasi dimensi (CMM dan pemindai laser), pengujian integritas struktural (pengujian partikel ultrasonik dan magnetik), pengujian kinerja mekanis (pengujian kekerasan dan beban), serta pengujian perakitan/fungsional. Semua ini memastikan mangkuk memiliki kekuatan, presisi, dan keandalan struktural yang dibutuhkan untuk menahan gaya tekan ekstrem, sehingga memungkinkan pengoperasian jangka panjang yang efisien dalam penambangan dan pemrosesan agregat.
Pengenalan Rinci tentang Komponen Mangkuk Cone Crusher
1. Fungsi dan Peran Mangkuk
Mangkuk penghancur kerucut (juga disebut sebagai rumah kerucut tetap atau rangka cekung) adalah komponen struktural utama yang membentuk cangkang luar stasioner ruang penghancur. Terletak di atas bushing eksentrik dan mengelilingi mantel, fungsi utamanya meliputi:
Dukungan Struktural: Menampung dan mengamankan lapisan mangkuk (lapisan kerucut tetap), menyediakan rangka yang stabil untuk menahan gaya penghancuran tinggi (hingga ribuan kilonewton) yang dihasilkan selama pengoperasian.
Pembentukan Ruang Penghancur: Bekerja bersama-sama dengan mantel untuk membentuk rongga penghancur melingkar, tempat material dipadatkan dan retak di antara lapisan mangkuk yang diam dan mantel yang berputar.
Distribusi Beban: Mentransmisikan beban aksial dan radial dari proses penghancuran ke rangka dasar penghancur, mengurangi konsentrasi tegangan pada komponen penting seperti poros utama dan bantalan.
Penahanan Material: Mencegah material yang hancur tumpah keluar dari ruang penghancur, memastikan aliran material yang efisien melalui lubang pembuangan.
Mengingat perannya dalam menahan beban berat dan stabilitas struktural, mangkuk memerlukan kekuatan mekanis, kekakuan, dan akurasi dimensi yang tinggi, yang sering kali terbuat dari baja cor berkekuatan tinggi atau pelat baja las.
2. Komposisi dan Struktur Mangkuk
Mangkuk biasanya berupa komponen berbentuk kerucut atau silinder-frustokonikal yang besar dengan bagian dalam berongga, terdiri atas bagian-bagian utama dan detail struktural berikut:
Badan MangkukCangkang struktural utama, dengan ketebalan dinding 80–200 mm, terbuat dari baja cor (misalnya, ZG35CrMo) atau baja paduan rendah yang dilas (misalnya, Q355B). Permukaan luarnya dapat dilengkapi rusuk penguat, sementara permukaan dalamnya dikerjakan dengan mesin untuk mengakomodasi lapisan mangkuk.
Antarmuka Pemasangan Pelapis Mangkuk:
Alur Dovetail: Alur memanjang atau melingkar pada permukaan bagian dalam yang menyatu dengan tonjolan yang sesuai pada lapisan mangkuk, mengamankannya terhadap gaya putar selama penghancuran.
Flensa Penjepit:Flensa radial di bagian atas mangkuk dengan lubang baut untuk mengencangkan lapisan mangkuk, memastikannya tetap terpasang saat menghadapi beban benturan.
Antarmuka Mekanisme Penyesuaian:
Permukaan Luar Berulir:Banyak mangkuk memiliki ulir trapesium eksternal yang terhubung dengan cincin penyesuaian, yang memungkinkan penyesuaian vertikal mangkuk untuk memodifikasi celah penghancuran (dan dengan demikian ukuran produk).
Slot Panduan: Alur linier pada permukaan luar yang sejajar dengan pin pemandu pada rangka atas, mencegah putaran mangkuk selama penyesuaian celah.
Tulang Rusuk Penguat: Rusuk radial atau aksial (tebal 20–50 mm) didistribusikan pada permukaan luar untuk meningkatkan kekakuan, mengurangi defleksi di bawah beban hingga ≤0,5 mm pada tekanan operasi maksimum.
Pembukaan Pembuangan: Saluran keluar berbentuk lingkaran atau persegi panjang pada bagian bawah mangkuk, berukuran untuk mengendalikan ukuran produk maksimum dan memperlancar aliran material ke konveyor pembuangan.
Port Pelumasan dan Inspeksi: Bukaan atau saluran kecil untuk pengiriman pelumas ke antarmuka ulir penyetelan dan untuk pemeriksaan visual status keausan lapisan mangkuk.
3. Proses Pengecoran Mangkuk
Untuk desain mangkuk yang besar dan rumit, pengecoran pasir adalah metode manufaktur utama, yang menjamin integritas struktural dan presisi dimensi:
Pemilihan Material:
Baja cor berkekuatan tinggi (ZG35CrMo) lebih disukai karena kekuatan tariknya yang sangat baik (≥700 MPa), ketangguhan impak (≥35 J/cm²), dan kemampuan las, sehingga cocok untuk aplikasi beban berat.
Pembuatan Pola:
Pola skala penuh dibuat menggunakan busa poliuretan atau kayu, meniru bentuk luar mangkuk, rongga dalam, rusuk, ulir (disederhanakan), dan detail flensa. Kelonggaran penyusutan (1,5–2,5%) ditambahkan, dengan kelonggaran yang lebih besar untuk bagian berdinding tebal.
Pola tersebut mencakup inti internal untuk membentuk rongga berongga dan alur pemasangan, memastikan hubungan dimensi yang akurat antara fitur.
Cetakan:
Cetakan pasir berikat resin disiapkan, dengan pola ditempatkan pada drag (bagian bawah cetakan) dan cope (bagian atas cetakan) yang dibentuk di atasnya. Inti pasir dimasukkan untuk membuat rongga dan rusuk bagian dalam, dengan penyelarasan yang presisi untuk memastikan keseragaman ketebalan dinding (toleransi ±3 mm).
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%, dan Mo 0,15–0,25% untuk menyeimbangkan kekuatan dan ketangguhan.
Penuangan dilakukan dengan menggunakan sendok tuang bawah, dengan laju aliran terkendali (50–100 kg/s) untuk mengisi rongga cetakan tanpa turbulensi, meminimalkan porositas dan memastikan pengisian rusuk tipis secara menyeluruh.
Pendinginan dan Perlakuan Panas:
Pengecoran didinginkan dalam cetakan selama 72–120 jam untuk mengurangi tekanan termal, kemudian dihilangkan melalui shakeout. Peledakan tembakan (pasir baja G18) menghilangkan residu pasir, menghasilkan kekasaran permukaan Ra50–100 μm.
Normalisasi: Pemanasan hingga 850–900°C selama 4–6 jam, diikuti dengan pendinginan udara untuk menyempurnakan struktur butiran.
Tempering: Pemanasan hingga 600–650°C selama 3–5 jam untuk mengurangi kekerasan hingga 180–230 HBW, meningkatkan kemampuan mesin sambil mempertahankan kekuatan.
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur
Pemesinan Kasar:
Mangkuk cor dipasang pada mesin bubut vertikal CNC untuk memproses permukaan luar, flensa atas, dan lubang pembuangan bawah, dengan kelonggaran finishing 5–8 mm. Dimensi kunci (diameter luar, tinggi) dikontrol hingga ±1 mm.
Pemesinan Fitur Ulir dan Panduan:
Ulir trapesium eksternal (untuk penyetelan) dipotong kasar menggunakan mesin penggilingan ulir CNC, dengan kelonggaran akhir 0,5–1 mm. Parameter ulir (pitch, lead, profil) diperiksa untuk memastikan kompatibilitas dengan cincin penyetelan.
Alur pemandu digiling ke permukaan luar menggunakan mesin penggilingan CNC, dengan toleransi kedalaman (10–20 mm) dan lebar (15–30 mm) ±0,1 mm agar sejajar dengan pin pemandu rangka atas.
Pemesinan Permukaan Dalam dan Antarmuka Pemasangan:
Permukaan bagian dalam (yang menyatu dengan lapisan mangkuk) diselesaikan dengan pembubutan untuk memperoleh kekasaran permukaan Ra3,2 μm dan toleransi sudut tirus ±0,1°, guna memastikan kesesuaian yang tepat dengan lapisan mangkuk.
Alur pasak dibuat dengan presisi ke permukaan bagian dalam menggunakan mesin broaching CNC, dengan dimensi (kedalaman, lebar) dikontrol hingga ±0,05 mm untuk retensi liner yang aman.
Pemesinan Lubang Baut dan Flange:
Flensa penjepit atas diselesaikan dengan mesin hingga rata (≤0,05 mm/m) dan tegak lurus terhadap sumbu mangkuk (≤0,1 mm/100 mm) menggunakan penggiling CNC.
Lubang baut dibor dan disadap sesuai toleransi kelas 6H, dengan akurasi posisi (±0,2 mm) relatif terhadap garis tengah flensa untuk memastikan gaya penjepitan yang seragam pada lapisan mangkuk.
Perawatan Permukaan:
Permukaan luar dilapisi dengan primer epoksi dan lapisan atas poliuretan (ketebalan total 100–150 μm) untuk menahan korosi di lingkungan pertambangan yang keras.
Permukaan berulir diperlakukan dengan senyawa anti-seize untuk memudahkan penyetelan yang halus dan mencegah timbulnya goresan.
5. Proses Pengendalian Mutu
Pengujian Material:
Analisis komposisi kimia (melalui spektrometri emisi optik) memverifikasi baja cor memenuhi spesifikasi (misalnya, ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%).
Pengujian tarik pada sampel cor mengonfirmasi kekuatan tarik ≥700 MPa dan perpanjangan ≥15%.
Pemeriksaan Akurasi Dimensi:
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa dimensi penting: diameter luar (±0,5 mm), sudut tirus dalam (±0,1°), parameter ulir, dan kerataan flensa.
Pemindai laser memverifikasi profil keseluruhan, memastikan kepatuhan dengan model CAD 3D.
Pengujian Integritas Struktural:
Pengujian ultrasonik (UT) dilakukan pada badan mangkuk dan rusuk untuk mendeteksi cacat internal (misalnya, pori-pori penyusutan >φ5 mm ditolak).
Pengujian partikel magnetik (MPT) memeriksa retakan permukaan di area bertekanan tinggi (akar ulir, tepi flensa), dengan cacat linier >1 mm yang mengakibatkan penolakan.
Pengujian Kinerja Mekanik:
Pengujian kekerasan (Brinell) memastikan mangkuk memiliki kekerasan 180–230 HBW, menyeimbangkan kekuatan dan kemampuan mesin.
Pengujian beban melibatkan penerapan 120% dari gaya penghancuran terukur melalui pengepres hidrolik, dengan pemeriksaan pasca-uji tidak menunjukkan deformasi permanen (defleksi ≤0,3 mm).
Perakitan dan Pengujian Fungsional:
Uji kecocokan dengan lapisan mangkuk dan cincin penyetelan memastikan penyelarasan yang tepat: lapisan terpasang dengan aman pada alur pasak, dan cincin penyetelan berputar dengan lancar tanpa hambatan.
Bukaan pembuangan diukur untuk memastikan kesesuaiannya dengan ukuran desain (toleransi ±2 mm), memverifikasi aliran material yang tepat.
Melalui proses manufaktur dan kontrol kualitas ini, mangkuk penghancur kerucut mencapai kekuatan struktural, presisi dimensi, dan keandalan yang diperlukan untuk menahan gaya penghancuran ekstrem, memastikan operasi yang efisien dan jangka panjang dalam aplikasi penambangan, penggalian, dan pemrosesan agregat.
