Pelat gigi penghancur rahang, komponen keausan utama pada rahang tetap dan rahang bergerak, menghancurkan material melalui kompresi/geser, mengarahkan aliran, menahan keausan, dan melindungi badan rahang di bawah tekanan 300 MPa.
Secara struktural, ia mencakup pelat setebal 50–200 mm (Cr15–20, ZGMn13, atau HT350) dengan gigi setinggi 20–50 mm (jarak 30–80 mm), fitur pemasangan permukaan belakang (slot-T, baut), dan rusuk penguat.
Diproduksi melalui pengecoran pasir, besi kromium tinggi (penuangan 1400–1450°C) mengalami anil/penuaan hingga HRC 55–65; ZGMn13 (penuangan 1500–1550°C) di-quench dengan air untuk pengerasan kerja. Pemesinan menyempurnakan dudukan, dengan opsi pemolesan gigi.
Kontrol kualitas meliputi pemeriksaan komposisi, uji kekerasan, inspeksi dimensi CMM, UT/MPT untuk cacat, uji abrasi ASTM G65 (kehilangan ≤0,8 g/1000 siklus), dan uji lapangan (masa pakai 500–2000 jam). Produk ini menyeimbangkan ketahanan aus dan ketangguhan untuk aplikasi pertambangan/konstruksi.
Pelat gigi penghancur rahang (juga disebut pelat rahang atau pelat penghancur) merupakan komponen keausan penting yang terpasang pada rahang tetap dan rahang bergerak penghancur. Fungsi utamanya meliputi:
Penghancuran Material: Secara langsung menyentuh dan memampatkan bahan baku (bijih, batu, agregat) antara pelat gigi tetap dan pelat gigi bergerak, menerapkan gaya geser dan tekuk untuk mengurangi ukuran material dari puluhan sentimeter menjadi milimeter.
Ketahanan Aus: Menahan abrasi dan benturan hebat dari material keras, memastikan masa pakai yang lama dalam kondisi kerja keras (misalnya pertambangan, penggalian).
Panduan MaterialDesain permukaan bergigi memandu material ke dalam ruang penghancur, mencegah selip dan memastikan penghancuran yang efisien. Bentuk gigi (misalnya, ketajaman, jarak antar gigi) juga memengaruhi distribusi ukuran partikel produk.
Perlindungan Badan Rahang: Bertindak sebagai lapisan keausan yang dapat diganti, melindungi struktur rahang tetap dan bergerak dari keausan langsung, mengurangi biaya perawatan rangka utama.
Beroperasi di bawah tekanan kontak tinggi (hingga 300 MPa) dan benturan siklik, pelat gigi memerlukan kekerasan, ketangguhan, dan ketahanan aus yang luar biasa untuk menyeimbangkan daya tahan dan ketahanan benturan.
2. Komposisi dan Struktur Pelat Gigi
Pelat gigi adalah komponen besar, datar atau melengkung dengan permukaan kerja bergigi, yang menampilkan bagian-bagian utama dan detail struktural berikut:
Badan PelatPelat persegi panjang atau lengkung tebal (50–200 mm) yang terbuat dari besi cor kromium tinggi (Cr15–20), baja mangan (ZGMn13), atau besi cor paduan (HT350). Panjangnya berkisar antara 500 mm hingga 2000 mm, sesuai dengan ukuran penghancur rahang (misalnya, 600×900, 1200×1500).
Permukaan Kerja (Gigi)Serangkaian tonjolan (gigi) dan alur yang berjarak sama pada permukaan penghancuran. Parameter kunci meliputi:
Tinggi Gigi: 20–50 mm, dengan gigi yang lebih besar untuk penghancuran kasar dan gigi yang lebih kecil untuk penghancuran halus.
Jarak Gigi: 30–80 mm, dirancang untuk mencegah penumpukan material dan memastikan penghancuran yang seragam.
Profil Gigi: Segitiga, trapesium, atau melengkung, dengan ujung membulat untuk mengurangi konsentrasi tegangan dan menghindari keretakan dini.
Permukaan Belakang: Permukaan datar atau sedikit melengkung dengan fitur pemasangan (misalnya, slot-T, lubang baut) untuk menempel pada badan rahang. Permukaan ini sering diperkuat dengan rusuk untuk mencegah deformasi akibat tekukan.
Fitur Pemasangan:
Slot T: Slot memanjang pada permukaan belakang untuk baut atau klem guna menahan pelat pada rahang, sehingga memungkinkan penggantian dengan cepat.
Lubang Baut: Lubang melingkar (φ20–50 mm) untuk baut berkekuatan tinggi (kelas 8.8+), didistribusikan di sepanjang tepi atau garis tengah.
Menemukan Pin: Tonjolan atau lubang yang menyelaraskan pelat gigi dengan badan rahang, memastikan posisi yang tepat.
Tulang Rusuk Penguat: Rusuk melintang atau membujur pada permukaan belakang (tinggi 30–80 mm) untuk meningkatkan kekakuan, mencegah lengkungan akibat beban yang menghancurkan.
3. Proses Pengecoran Plat Gigi
Pelat gigi terutama diproduksi melalui pengecoran pasir karena geometri giginya yang kompleks dan ukurannya yang besar. Prosesnya sedikit berbeda tergantung pada materialnya:
3.1 Pengecoran Besi Cor Kromium Tinggi (Cr15–20) (Paling Umum untuk Material Abrasif)
Pemilihan MaterialCr15–20 menawarkan ketahanan aus yang sangat baik (kekerasan HRC 55–65) berkat adanya endapan kromium karbida. Komposisi kimia: C 2,8–3,5%, Cr 15–20%, Si 0,5–1,2%, Mn 0,5–1,0%, dengan unsur renik (Mo, Ni) untuk meningkatkan ketangguhan.
Pembuatan PolaPola busa atau kayu skala penuh dibuat, termasuk gigi, rusuk, dan fitur pemasangan. Kelonggaran penyusutan (1,5–2,0%) ditambahkan untuk memperhitungkan kontraksi pendinginan.
CetakanCetakan pasir berikat resin disiapkan, dengan inti untuk lubang baut dan slot-T. Rongga cetakan dilapisi dengan cairan tahan api berbasis zirkonium untuk mencegah masuknya pasir dan meningkatkan hasil akhir permukaan.
Mencair dan Menuang:
Besi cair dicairkan dalam tungku induksi pada suhu 1450–1500°C, dengan kromium dan paduan ditambahkan untuk mencapai komposisi target.
Penuangan dilakukan pada suhu 1400–1450°C, dengan laju aliran yang terkendali untuk mengisi bagian tipis (misalnya ujung gigi) tanpa penutupan dingin.
Perlakuan Panas:
Anil Solusi: Coran dipanaskan hingga 950–1000°C selama 2–4 jam, kemudian didinginkan dengan udara untuk melarutkan karbida dan mengurangi kerapuhan.
Penuaan: Dipanaskan kembali hingga 250–300°C selama 4–6 jam untuk mengendapkan karbida halus, meningkatkan kekerasan.
Pemilihan Material: ZGMn13 memberikan ketangguhan unggul (energi impak ≥200 J) dan pengerasan kerja di bawah impak, cocok untuk menghancurkan batu-batu besar dan keras.
Proses Pengecoran: Mirip dengan besi kromium tinggi, tetapi dengan suhu penuangan yang lebih tinggi (1500–1550°C) untuk memastikan fluiditas.
Perlakuan Panas: Pendinginan air dari 1050–1100°C untuk membentuk struktur mikro austenitik, yang mengeras selama penggunaan (kekerasan permukaan meningkat dari HB 200 ke HB 500+ setelah keausan).
4. Proses Pemesinan dan Manufaktur
Pemesinan Kasar:
Pelat cor dipasang pada mesin frais CNC untuk memangkas permukaan belakang dan tepi, membuang kelebihan material sebesar 3–5 mm. Hal ini memastikan kerataan (≤1 mm/m) untuk pemasangan yang tepat.
Pemesinan Presisi Fitur Pemasangan:
T-Slots/Lubang Baut:Dibuat menggunakan mesin milling atau pengeboran CNC, dengan dimensi slot-T (lebar, kedalaman) dikontrol hingga ±0,5 mm dan lubang baut disadap ke kelas ulir 6H.
Menemukan Permukaan: Permukaan belakang digiling hingga rata (≤0,5 mm/m) untuk memastikan kontak yang erat dengan badan rahang, mengurangi getaran selama penghancuran.
Perawatan Permukaan Gigi (Opsional):
Untuk pelat kromium tinggi, ujung gigi dapat dipoles untuk menghilangkan gerinda cor, mencegah terkelupasnya sebelum waktunya.
Untuk pelat baja mangan, tidak diperlukan perawatan tambahan, karena pengerasan kerja terjadi selama pengoperasian.
Penandaan dan Inspeksi:
Pengukiran atau pencetakan laser menambahkan nomor komponen, tingkatan material, dan tanggal pembuatan untuk keterlacakan.
Pemeriksaan visual akhir memeriksa cacat pengecoran (misalnya, retakan, porositas) pada permukaan gigi.
5. Proses Pengendalian Mutu
Pengujian Material:
Analisis komposisi kimia (spektrometri) memverifikasi kepatuhan terhadap standar Cr15–20 atau ZGMn13.
Mesin pengukur koordinat (CMM) memeriksa tinggi gigi, jarak, dan dimensi pelat, memastikan toleransi (±1 mm untuk panjang/lebar, ±0,5 mm untuk tinggi gigi).
Penggaris dan pengukur jarak memeriksa kembali kerataan permukaan, yang memerlukan ≤0,5 mm/m untuk mencegah pemuatan yang tidak merata.
Pengujian Integritas Struktural:
Pengujian Ultrasonik (UT): Mendeteksi cacat internal (misalnya, pori-pori penyusutan) pada badan pelat, dengan cacat >φ5 mm ditolak.
Pengujian Partikel Magnetik (MPT): Memeriksa retakan permukaan pada akar dan tulang gigi, dengan cacat linier >1 mm yang mengakibatkan penolakan.
Pengujian Kinerja:
Uji Abrasi: Pengujian roda karet/pasir kering ASTM G65 mengukur ketahanan aus, dengan Cr15–20 menunjukkan penurunan berat ≤0,8 g/1000 siklus.
Uji DampakPengujian takik V Charpy memastikan ketangguhan: Cr15–20 (≥15 J/cm² pada 20°C); ZGMn13 (≥200 J/cm²).
Validasi Lapangan:
Pelat prototipe menjalani uji coba di mesin penghancur rahang, dengan masa pakai yang dipantau (biasanya 500–2000 jam, tergantung pada kekerasan material). Keausan atau keretakan yang berlebihan mengindikasikan penyesuaian desain atau material.
Melalui proses ini, pelat gigi menyeimbangkan ketahanan aus dan ketangguhan, memastikan penghancuran yang efisien dan masa pakai yang lama pada penghancur rahang di industri pertambangan, konstruksi, dan daur ulang.
