Pelat rahang ayun merupakan komponen kunci tahan aus pada penghancur rahang, yang bekerja bersama pelat rahang tetap untuk menghancurkan material melalui gerakan resiprokal. Secara struktural, pelat ini terdiri dari permukaan kerja bergigi, lubang pemasangan, dan tepi penguat, yang biasanya terbuat dari baja mangan tinggi (ZGMn13) untuk ketangguhan dan ketahanan aus.
Proses produksinya melibatkan pengecoran pasir (penuangan 1400–1450°C) yang dilanjutkan dengan pendinginan air untuk membentuk struktur austenitik, dengan pemesinan untuk memastikan presisi gigi dan akurasi pemasangan. Kontrol kualitas meliputi komposisi kimia, ketangguhan impak, cacat pengecoran, dan akurasi dimensi.
Dengan masa pakai 3–6 bulan, memastikan penghancuran yang efisien melalui desain dan sifat materialnya.
Pengenalan Rinci tentang Pelat Rahang Ayun dari Jaw Crusher
Pelat rahang ayun merupakan komponen inti tahan aus pada penghancur rahang yang bersentuhan langsung dan menghancurkan material. Pelat ini terpasang pada permukaan depan rahang ayun (struktur rahang bergerak) dan membentuk ruang penghancur bersama dengan pelat rahang tetap (terpasang pada rangka). Selama operasi, saat rahang ayun bergerak bolak-balik, pelat rahang ayun dan pelat rahang tetap secara berkala menutup dan memisahkan, memecah material melalui aksi ekstrusi, pemisahan, dan pembengkokan. Kinerjanya secara langsung memengaruhi efisiensi penghancur, granularitas produk, dan masa pakainya.
I. Komposisi dan Struktur Pelat Rahang Ayun
Desain pelat rahang ayun menyeimbangkan ketahanan aus, ketangguhan impak, dan kemudahan pemasangan. Komponen utama dan fitur strukturalnya meliputi:
TubuhStruktur utamanya berupa pelat tebal, biasanya terbuat dari baja mangan tinggi (misalnya, ZGMn13) (penghancur kecil hingga menengah dapat menggunakan besi cor kromium tinggi). Ketebalannya berkisar antara 50–300 mm, tergantung ukuran penghancur, dan panjangnya sesuai dengan rahang ayun (biasanya 1–3 meter).
Permukaan Kerja BergigiPermukaan yang bersentuhan dengan material dikerjakan dengan gigi-gigi yang tersusun teratur (segitiga atau trapesium), dengan tinggi gigi 8–20 mm dan jarak gigi 20–50 mm. Gigi-gigi ini meningkatkan cengkeraman material dan memastikan penghancuran yang merata. Sebagian besar pelat rahang ayun dirancang secara simetris, memungkinkan pembalikan setelah salah satu ujungnya aus untuk memperpanjang masa pakai lebih dari 50%.
Slot Pemasangan/Lubang Baut: Permukaan belakang dilengkapi dengan slot-T atau lubang baut countersunk untuk penyambungan ke badan rahang ayun, diamankan oleh blok baji atau baut berkekuatan tinggi untuk mencegah kendor selama pengoperasian (menghindari pelepasan akibat getaran).
Memperkuat Tepi:Pelat rahang ayun besar sering kali memiliki tepi terangkat untuk meningkatkan kekakuan keseluruhan dan mencegah deformasi akibat benturan material.
Lubang Pengurang Berat (Opsional): Pelat rahang ayun ultra-besar dapat menyertakan lubang bor pada permukaan yang tidak berfungsi untuk mengurangi berat tanpa mengurangi kekuatan.
II. Proses Pengecoran Pelat Rahang Ayun
Pelat rahang ayun mampu menahan benturan dan gesekan yang kuat, sehingga proses pengecorannya harus memastikan ketangguhan yang tinggi (energi impak ≥150 J) dan ketahanan aus permukaan (kekerasan ≥200 HBW, hingga 450 HBW setelah pengerasan kerja). Proses spesifiknya adalah sebagai berikut:
Persiapan Cetakan
Pengecoran pasir (pasir natrium silikat atau pasir resin) digunakan. Pola kayu atau resin dibuat berdasarkan gambar (termasuk gigi, lubang baut, dll.), dengan kelonggaran pemesinan 5–8 mm (tingkat penyusutan linier baja mangan tinggi ≈2%).
Permukaan rongga cetakan harus halus, dengan presisi area bergigi untuk menghindari deviasi pasca-pengecoran yang berlebihan. Sistem gating dan riser khusus memastikan pengisian penuh struktur kompleks seperti gigi.
Mencair dan Menuang
Peleburan baja mangan tinggi: Besi kasar kemurnian tinggi (P ≤0,07%, S ≤0,05%), baja skrap karbon rendah, dan ferromangan (Mn ≥95%) diproporsikan. Peleburan dilakukan dalam tungku busur listrik atau tungku frekuensi menengah pada suhu 1500–1550°C, dengan komposisi kimia terkontrol (C: 1,0–1,4%, Mn: 11–14%, Si: 0,3–0,8%) untuk memastikan rasio Mn/C ≥10 (kritis untuk struktur austenitik).
Deoksidasi: Ferrosilikon dan aluminium ditambahkan untuk deoksidasi akhir, mengurangi kandungan oksigen menjadi ≤0,005% untuk mencegah porositas.
Penuangan: Sistem penuangan bawah digunakan, dengan suhu penuangan terkontrol pada 1400–1450°C. Pelat rahang ayun yang besar memerlukan penuangan tersegmentasi (untuk menghindari penutupan dingin), dengan durasi 3–8 menit, tergantung berat.
Pengocokan dan Pembersihan
Pengecoran diguncang setelah didinginkan hingga di bawah 200°C. Riser dilepas dengan pemotongan api, dan tanda gerbang digerinda rata dengan bodi.
Pasir permukaan dan flash dibersihkan. Area bergerigi diperiksa integritasnya, dan lubang baut diperiksa untuk memastikan tidak ada sumbatan.
Perawatan Pendinginan Air (Langkah Kritis)
Pengecoran dipanaskan secara perlahan hingga 1050–1100°C (laju pemanasan ≤100°C/jam untuk mencegah retak) dan ditahan selama 2–4 jam (memastikan pelarutan karbida secara menyeluruh menjadi austenit).
Pendinginan air cepat (suhu air ≤30°C, laju pendinginan ≥50°C/s) menghambat presipitasi karbida, membentuk struktur austenitik tunggal (memastikan ketangguhan tinggi). Kekerasan setelah perlakuan adalah ≈200 HBW, dengan energi impak ≥180 J.
III. Proses Pembuatan Pelat Rahang Ayun
Pemesinan pelat rahang ayun harus memastikan presisi gigi dan dimensi pemasangan tanpa mengorbankan kinerja pasca-quenching. Proses spesifiknya adalah sebagai berikut:
Pemesinan Kasar
Dengan menggunakan permukaan belakang sebagai referensi, mesin penggiling gantry menggiling kasar permukaan kerja, menyisakan kelonggaran finishing 2–3 mm untuk memastikan kesalahan kerataan ≤1 mm/m.
Lubang baut dibor dengan bor radial, dengan toleransi diameter ±0,5 mm dan kedalaman 2–3 mm lebih besar dari panjang baut.
Penyelesaian
Pemesinan gigi: Pemotong frais pembentuk khusus pada mesin gantry mill memproses gigi, memastikan toleransi tinggi/pitch gigi ±0,5 mm dan kekasaran permukaan Ra ≤6,3 μm. Kesalahan simetri gigi ≤0,3 mm (penting untuk akurasi pembalikan).
Pemesinan permukaan pemasangan: Permukaan pemasangan belakang dan spigot penempatan digiling akhir untuk memastikan kontak ≥80% dengan badan rahang ayun (celah ≤0,1 mm melalui pengukur feeler) dan kerataan ≤0,5 mm/m.
Penghilang tegangan: Pemanasan suhu rendah pasca-pemesinan (200–250°C, 1–2 jam) menghilangkan tegangan pemesinan untuk mencegah deformasi saat pengerjaan.
Perawatan Permukaan
Burr pemesinan dihilangkan. Permukaan yang tidak dikerjakan di-sandblasting (kekasaran Ra=25–50 μm) untuk meningkatkan gesekan dengan badan rahang ayun.
Bagian dalam lubang pemasangan disadap (jika diperlukan) dengan presisi ulir 6H untuk sambungan baut yang aman.
IV. Proses Pengendalian Mutu Pelat Rahang Ayun
Kualitas pelat rahang ayun secara langsung menentukan efisiensi penghancuran dan masa pakai, yang memerlukan pengujian multidimensi:
Kontrol Kinerja Material
Pemeriksaan komposisi kimia: Spektrometer menganalisis C, Mn, dll., memastikan kepatuhan terhadap standar ZGMn13 (Mn: 11–14%, C: 1,0–1,4%).
Pengujian sifat mekanis: Sampel menjalani uji impak (energi impak suhu rendah -40°C ≥120 J) dan pengukuran kekerasan (≤230 HBW setelah pendinginan air). Inspeksi metalografi memastikan tidak adanya karbida jaringan (yang mengurangi ketangguhan).
Kontrol Kualitas Pengecoran
Inspeksi cacat visual: Pemeriksaan visual 100% tidak mendeteksi retakan, rongga susut, atau misrunning. Pengujian partikel magnetik (MT) pada area bergigi memastikan tidak ada retakan permukaan.
Pemeriksaan kualitas internal: Pengujian ultrasonik (UT) pada pelat besar memverifikasi tidak ada pori-pori atau inklusi ≥φ3 mm di area kritis (akar gigi, lubang baut).
Kontrol Akurasi Pemesinan
Inspeksi toleransi dimensi: Kaliper dan templat gigi memeriksa tinggi/pitch gigi. Mesin pengukur koordinat memverifikasi toleransi posisi lubang pemasangan (≤0,3 mm).
Inspeksi toleransi geometris: Level laser memeriksa kerataan permukaan kerja (kesalahan ≤0,5 mm/m). Indikator dial memverifikasi tegak lurus antara permukaan pemasangan dan permukaan kerja (≤0,1 mm/100 mm).
Verifikasi Perakitan
Pemasangan uji: Pelat rahang ayun dipasang pada badan rahang ayun untuk memeriksa kontak dan kekencangan, tanpa bunyi kendor saat diketuk secara manual.
Uji simulasi keausan: Pelat yang diambil sampelnya menjalani pengujian bangku (8 jam pada beban terukur) untuk mengukur keausan gigi (≤0,5 mm) dan memastikan tidak ada retakan atau deformasi.
Melalui proses ini, pelat rahang ayun mempertahankan ketangguhan dan ketahanan aus yang tinggi di bawah benturan intens, dengan masa pakai 3–6 bulan (disesuaikan dengan kekerasan material). Inspeksi keausan rutin dan penggantian/pembalikan tepat waktu memastikan efisiensi penghancuran yang stabil dan granularitas produk.