Bilă cu cap de concasor conic

Suport pentru sarcină axialăPreia încărcările verticale generate în timpul concasării (până la zeci de mii de kilonewtoni) și le transferă către cadrul superior sau inelul de reglare, asigurând menținerea poziției verticale de către conul mobil.

Ghidare rotativăAcționând ca punct de pivot pentru rotația excentrică a conului în mișcare, permițând o oscilație lină (amplitudine 5–20 mm), reducând în același timp la minimum deplasarea laterală.

Reducerea uzuriiOferă o suprafață întărită, cu frecare redusă, care interacționează cu rulmentul sau soclul superior, reducând abraziunea cauzată de mișcarea continuă.

Întreținerea alinieriiAsigurarea faptului că conul mobil rămâne concentric cu contrabătătorul (conul fix), păstrând precizia spațiului de concasare și prevenind uzura neuniformă a ambelor componente.

Cap sfericUn vârf emisferic sau sferic cu o rază cuprinsă între 50 mm și 300 mm, în funcție de dimensiunea concasorului. Este fabricat din oțel cu conținut ridicat de carbon pentru lagăre de crom (de exemplu, GCr15) sau oțel aliat (42CrMo) cu o suprafață călită (HRC 58–62).

Gâtul axuluiO secțiune cilindrică sau conică care conectează capul sferic la corpul conului în mișcare, cu un diametru de 1,5-2 ori raza capului sferic. Adesea este forjată ca o singură piesă cu capul sferic pentru integritate structurală.

Racordare de tranzițieUn colț rotunjit (rază 10–30 mm) între capul sferic și gâtul axului, conceput pentru a reduce concentrarea de solicitări și a preveni fisurarea prin oboseală sub sarcini ciclice.

Canal de lubrifiereO canelură circumferențială în apropierea bazei chiulasei sferice care reține lubrifiantul (vasoara sau uleiul), asigurând o peliculă continuă între bila chiulasei și rulmentul superior. Canelura are o adâncime de 2–5 mm și o lățime de 5–10 mm.

Filete de montare/canaluriCaracteristici opționale pe gâtul axului pentru fixarea bilei capului la conul mobil, cu filete (clasa 6g) sau caneluri de pană (ISO 4156) care facilitează transmiterea cuplului.

Strat întăritUn strat cementat, cu o grosime de 2–5 mm, pe suprafața capului sferic, obținut prin carburare sau călire prin inducție, pentru a echilibra rezistența la uzură (HRC la suprafață 58–62) cu tenacitatea miezului (HRC 25–35).

Selecția materialelorOțelul pentru rulmenți cu crom cu conținut ridicat de carbon (GCr15) este preferat pentru rezistența sa excelentă la uzură și durata de viață la oboseală. Compoziție chimică: C 0,95–1,05%, Cr 1,3–1,65%, Mn ≤0,4%, Si ≤0,35%.

Pregătirea țaglelorȚaglele de oțel sunt tăiate la greutate (10–50 kg) și încălzite la 1100–1200°C într-un cuptor continuu, asigurând o distribuție uniformă a temperaturii.

Supărare și FormareȚagla încălzită este supraîncălzită pentru a reduce înălțimea și a crește diametrul, apoi forjată într-o preformă cu o formă sferică brută folosind forjare în matriță închisă. Acest proces rafinează structura granulară și aliniază curgerea metalului cu direcția de solicitare a componentei.

Finisarea forjăriiPreforma este reîncălzită la 1050–1100°C și forjată la forma finală, capul sferic și gâtul axului fiind formate într-o singură operație pentru a asigura precizia dimensională (±1 mm).

Selecția materialelorSe utilizează oțel turnat din aliaj (ZG42CrMo), cu o rezistență la tracțiune ≥600 MPa și o tenacitate la impact ≥30 J/cm².

Turnare de investițiiPentru geometrii complexe, se folosesc modele de ceară pentru a crea matrițe ceramice. Oțelul topit (1520–1560°C) este turnat în matrițe, producând componente cu formă aproape netă, cu o prelucrare minimă necesară.

Semifabricatul forjat sau turnat este montat pe un strung CNC pentru a prelucra gâtul axului, racordul de tranziție și forma preliminară a capului sferic, lăsând o adaos de finisare de 1-2 mm.

Călire și revenirePentru GCr15, semifabricatul este încălzit la 830–860°C, călit în ulei, apoi revenit la 150–200°C pentru a obține o duritate a miezului HRC 25–35.

Întărirea suprafețeiCapul sferic este călit prin inducție (frecvență 10–50 kHz) pentru a încălzi suprafața la 850–900°C, urmat de călire în apă, rezultând un strat întărit (adâncime de 2–5 mm) cu HRC 58–62.

Șlefuire cu cap sfericO mașină de rectificat sferică CNC prelucrează capul sferic pentru a obține o rugozitate a suprafeței de Ra0,1–0,4 μm și o toleranță sferică (≤0,01 mm), asigurând o potrivire corectă cu rulmentul superior.

Finisarea gâtului axuluiGâtul arborelui este rectificat la toleranța cilindrică IT6, cu o rugozitate a suprafeței Ra0,8 μm, facilitând montarea sigură pe conul mobil.

Prelucrarea canelurilorCanalul de lubrifiere este frezat sau strunjit în gâtul arborelui, cu adâncimea și lățimea precise pentru a optimiza retenția lubrifiantului.

Suprafața capului sferic este lustruită pentru a reduce frecarea, iar zonele necălite sunt acoperite cu ulei antirugină sau vopsea pentru a preveni coroziunea.

Testarea materialelor:

Analiza compoziției chimice (spectrometrie) verifică conformitatea cu standardele GCr15 sau ZG42CrMo.

Examinarea metalografică verifică dimensiunea granulelor (≤6 ASTM) și distribuția carburilor în stratul călit.

Verificări ale preciziei dimensionale:

O mașină de măsurat în coordonate (CMM) inspectează raza sferică a capului sferic, diametrul gâtului axului și racordul de tranziție, asigurându-se că toleranțele sunt în limita a ±0,01 mm pentru caracteristicile critice.

Un aparat de testare a rotunjimii verifică cilindricitatea gâtului axului (≤0,005 mm) și sfericitatea chiulasei sferice (≤0,01 mm).

Testarea proprietăților mecanice:

Testarea durității (Rockwell) confirmă duritatea suprafeței (HRC 58–62) și duritatea miezului (HRC 25–35).

Testarea la compresiune pe probe asigură o rezistență la compresiune ≥2000 MPa, fără deformare plastică sub 150% din sarcina nominală.

Testare nedistructivă (NDT):

Testarea cu ultrasunete (UT) detectează defectele interne ale piesei forjate, respingând orice fisuri sau incluziuni >φ1 mm.

Testarea cu particule magnetice (MPT) inspectează suprafața filetului de tranziție și a capului sferic pentru micro-fisuri, cu defecte liniare de 0,2 mm, rezultând respingere.

Validarea performanței:

Testarea la uzurăUn test cu știft pe disc simulează contactul cu rulmentul superior, necesitând o pierdere în greutate ≤0,1 mg după 10⁴ cicluri.

Testarea oboseliiComponenta este supusă unei încărcări ciclice (10⁶ cicluri) la 80% din limita de curgere, fără fisuri sau deformări vizibile.