Poros eksentrik, komponen inti penghancur rahang, mengubah gerak putar menjadi gerak resiprokasi rahang ayun melalui struktur eksentriknya, yang terdiri dari leher poros utama/eksentrik, badan poros, dan fillet transisi. Terbuat dari paduan berkekuatan tinggi (misalnya, 40CrNiMo), poros ini mengalami penempaan (atau pengecoran untuk model kecil), pemesinan presisi (penggerindaan hingga toleransi IT6), dan perlakuan panas (quenching/tempering) untuk kekuatan (kekuatan tarik ≥800 MPa).
Kontrol kualitas meliputi pemeriksaan komposisi material, UT/MT untuk cacat internal/permukaan, dan pengujian keseimbangan dinamis (ketidakseimbangan residual ≤10 g·cm). Dengan masa pakai 5–8 tahun, alat ini memastikan operasi crusher yang stabil di bawah beban tinggi.
Pengenalan Rinci Komponen Poros Eksentrik dari Jaw Crusher
Poros eksentrik adalah komponen terpenting dari penghancur rahang, yang terpasang di rumah bantalan rangka. Salah satu ujungnya terhubung ke roda gila, dan ujung lainnya menerima daya dari motor melalui katrol. Struktur eksentriknya menggerakkan rahang ayun untuk melakukan gerakan bolak-balik periodik selama rotasi, yang berfungsi sebagai komponen transmisi daya inti untuk penghancuran material. Poros eksentrik harus mampu menahan tegangan lentur, torsi, dan beban impak yang sangat besar, sehingga membutuhkan kekuatan material, presisi pemesinan, dan stabilitas struktural yang sangat tinggi.
I. Komposisi dan Struktur Poros Eksentrik
Desain struktural poros eksentrik menyeimbangkan efisiensi transmisi gaya dan ketahanan lelah. Komponen utama dan fitur strukturalnya meliputi:
Leher Poros: Terbagi menjadi leher poros utama dan leher poros eksentrik. Leher poros utama merupakan bagian silinder yang senada dengan rumah bantalan rangka, berfungsi sebagai pusat putaran, sehingga membutuhkan silinderisitas dan presisi permukaan yang tinggi. Leher poros eksentrik terhubung ke bantalan rahang ayun, dengan porosnya berjarak eksentrisitas dari poros leher poros utama (biasanya 1/4–1/3 diameter poros). Eksentrisitas ini mengubah gerak rotasi menjadi ayunan rahang yang dapat digerakkan.
Badan Poros: Bagian tengah yang menghubungkan leher poros utama dan leher poros eksentrik, seringkali berbentuk bertingkat atau silinder. Poros eksentrik yang besar mungkin memiliki alur pengurang berat pada badan poros (mengurangi berat tanpa mengurangi kekuatan). Beberapa badan poros dilengkapi alur pasak untuk memposisikan kunci roda gila atau puli.
Fillet Transisi:Sambungan antara leher poros utama, leher poros eksentrik, dan badan poros menggunakan fillet transisi radius besar (biasanya R ≥ 5 mm) untuk mengurangi konsentrasi tegangan dan mencegah fraktur lelah (ini adalah area yang secara struktural lemah).
Wajah AkhirKedua ujung poros dibuat rata untuk dijadikan acuan posisi roda gila dan puli. Beberapa ujung poros memiliki lubang tengah (untuk penempatan bidal selama pemesinan).
Poros eksentrik biasanya terbuat dari baja struktural paduan berkekuatan tinggi. Mesin penghancur kecil hingga menengah menggunakan baja 45# (setelah proses pendinginan dan temper), sementara mesin menengah hingga besar menggunakan baja 40CrNiMo, 35CrMo, atau baja paduan lainnya (ditempa dan ditempa), memastikan kekuatan tarik ≥ 800 MPa, kekuatan luluh ≥ 600 MPa, dan energi impak (-20°C) ≥ 40 J.
II. Proses Pengecoran Poros Eksentrik
Poros eksentrik sebagian besar diproduksi melalui penempaan (pengecoran sulit untuk memenuhi persyaratan kekuatan tinggi), tetapi pengecoran juga digunakan untuk beberapa peralatan kecil dan sederhana. Detail proses pengecoran adalah sebagai berikut:
Persiapan Cetakan
Pengecoran pasir (pasir resin) digunakan. Pola kayu atau logam dibuat berdasarkan struktur poros, dengan kelonggaran 8–12 mm untuk penempaan/pemesinan (memperhitungkan penyusutan pengecoran dan kebutuhan pemrosesan selanjutnya).
Rongga cetakan dilengkapi dengan sistem gating dan riser yang memadai untuk memastikan logam cair terisi penuh. Poros besar menggunakan penuangan bertahap untuk menghindari rongga susut dan porositas.
Mencair dan Menuang
Besi kasar berkualitas tinggi dan baja bekas dengan kandungan fosfor dan sulfur rendah dilebur dalam tungku frekuensi menengah, menghasilkan baja cor paduan (misalnya, ZG35CrMo) dengan komposisi kimia terkendali (C: 0,32–0,40%, Cr: 0,8–1,1%, Mo: 0,15–0,25%).
Suhu penuangan dikontrol pada 1520–1560°C, menggunakan penuangan bawah untuk memastikan pengisian yang stabil dan mencegah masuknya atau masuknya gas.
Pengocokan dan Perlakuan Panas
Pengecoran diguncang setelah didinginkan hingga di bawah 300°C. Riser dilepas, dan anil dilakukan (dipanaskan hingga 650–700°C, ditahan selama 4–6 jam, kemudian didinginkan perlahan) untuk menghilangkan tegangan pengecoran.
Setelah pemesinan kasar, pendinginan dan temper dilakukan: pemanasan hingga 850–880°C untuk pendinginan oli, diikuti dengan temper pada 550–580°C untuk memperoleh struktur sorbit temper dengan kekerasan 220–260 HBW dan kekuatan tarik ≥ 700 MPa.
III. Proses Pembuatan Poros Eksentrik (Forged Parts)
Proses Penempaan
Billet baja struktural paduan berkualitas tinggi (misalnya, 40CrNiMo) dipanaskan hingga 1100–1200°C dan mengalami penempaan bebas, menggunakan proses penarikan dan pengadukan untuk membentuk bentuknya, memastikan kepadatan internal dan bebas dari retakan penempaan.
Pemanasan sferoidisasi (dipertahankan pada suhu 780–800°C, didinginkan secara perlahan) dilakukan setelah penempaan untuk mengurangi kekerasan dan meningkatkan kemampuan mesin.
Pemesinan Kasar
Leher poros utama, leher poros eksentrik, dan badan poros dibuat kasar pada mesin bubut atau mesin bubut CNC, menyisakan kelonggaran penyelesaian 3–5 mm, dengan toleransi diameter dikontrol pada ±1 mm.
Lubang tengah dibor di ujung poros sebagai referensi posisi untuk pemrosesan selanjutnya.
Semi-Finishing
Dengan menggunakan lubang tengah untuk pemosisian, leher poros utama dan eksentrik diselesaikan dengan pembubutan hingga mendekati dimensi desain (sisa kelonggaran penggilingan 0,5–1 mm), memastikan silindrisitas ≤ 0,1 mm dan deviasi eksentrisitas ≤ 0,05 mm.
Alur pasak digiling: dikerjakan pada badan poros atau ujung dengan toleransi lebar ±0,05 mm, toleransi kedalaman ±0,1 mm, dan kekasaran dasar alur Ra ≤ 6,3 μm.
Penyelesaian
Penggilingan leher poros utama dan eksentrik: Mesin penggiling silinder eksternal digunakan untuk mencapai toleransi dimensi IT6, kekasaran permukaan Ra ≤ 0,8 μm, kebulatan ≤ 0,005 mm, dan kelurusan sumbu ≤ 0,01 mm/m.
Penggilingan presisi pada permukaan ujung: Memastikan tegak lurus terhadap sumbu ≤ 0,02 mm/100 mm.
IV. Proses Pengendalian Mutu Poros Eksentrik
Inspeksi Material
Analisis spektral bahan baku dilakukan sebelum penempaan/pengecoran untuk memverifikasi kesesuaian komposisi kimia. Uji tarik dan impak dilakukan pada sampel untuk memastikan sifat mekanis memenuhi standar (misalnya, 40CrNiMo setelah tempering membutuhkan energi impak ≥ 60 J).
Pengujian Kualitas Internal
Pengujian ultrasonik 100% (UT) dilakukan pada tempa, mencegah cacat internal ≥ φ2 mm. Pengujian partikel magnetik (MT) diterapkan pada area konsentrasi tegangan seperti fillet transisi leher poros untuk memastikan tidak ada retakan permukaan.
Inspeksi Presisi Pemesinan
Diameter leher poros diukur dengan mikrometer, dan kebulatan/silinderitas diukur dengan indikator dial. Eksentrisitas diperiksa dengan pengukur eksentrisitas, dengan deviasi yang dibutuhkan dalam rentang ±0,03 mm dari nilai desain.
Mesin pengukur koordinat memverifikasi keakuratan posisi alur pasak, memastikan kesalahan simetri dengan sumbu ≤ 0,05 mm.
Verifikasi Pra-Perakitan
Pengujian keseimbangan dinamis dilakukan (kecepatan putar ≥ 1500 r/mnt) dengan ketidakseimbangan sisa ≤ 10 g·cm. Perakitan uji coba dengan bantalan dan roda gila memastikan jarak bebas yang pas (H7/js6 untuk leher poros utama dan bantalan).
Melalui kontrol proses yang ketat, poros eksentrik mempertahankan kinerja yang stabil di bawah operasi beban tinggi jangka panjang, dengan masa pakai 5–8 tahun (tergantung pada kekerasan material dan frekuensi perawatan), menjadikannya komponen inti yang memastikan pengoperasian penghancur rahang yang berkelanjutan.