Malzeme Kırma:Dönen manto (hareketli koni astarı) ile işbirliği yaparak malzemelere (cevher, kayaç) basınç ve kesme kuvvetleri uygulayarak, tekrarlanan sıkma ve öğütme yoluyla istenilen parçacık boyutuna indirgemek.
Aşınma Koruması: Kaseyi aşındırıcı malzemelerle doğrudan temastan koruyarak, yapısal çerçevenin erken aşınmasını önler ve bakım maliyetlerini azaltır.
Malzeme Akışı Rehberliği: Malzemelerin konik veya kademeli iç profili aracılığıyla kırma haznesinden geçirilmesi, besleme ağzından boşaltmaya kadar düzgün dağılım ve kademeli boyut küçültmenin sağlanması.
Ürün Boyut Kontrolü: Konkavın iç geometrisi (örneğin, paralel kesitler, eğri yarıçapı) kırma boşluğunu ve parçacık boyut dağılımını doğrudan etkileyerek, nihai ürün kalitesini belirler.
Konkav Segmentler (büyük kırıcılar için): Bir araya getirildiğinde tam bir koni oluşturan, birden fazla yay şeklindeki segment (3-8 parça), aşınmış segmentlerin tek tek kolayca değiştirilmesine olanak tanır. Her segmentin kalınlığı, kırıcı boyutuna bağlı olarak 50-150 mm'dir.
Tek parça Konkav (küçük kırıcılar için):Hafif hizmet uygulamaları için daha yüksek yapısal sağlamlık sunan, dikişsiz tek konik yapı.
Aşınmaya Dayanıklı Gövde: Yüksek kromlu dökme demir (Cr20–Cr26) veya nikel sert dökme demirden (Ni-Hard 4) yapılmış olup, aşınmaya karşı direnç sağlamak için sert krom karbürlerle (M7C3) güçlendirilmiş martensitik matrise sahiptir.
İç Giyim Profili:
Konik Tasarım: 15°–30° koni açısı (manto konikliğine uygun) kademeli olarak daralan bir kırma odası oluşturarak kademeli malzeme azaltımı sağlar.
Kaburgalar veya Oluklar: Malzemenin kavramasını artırmak, kaymayı önlemek ve düzgün aşınmayı desteklemek için iç yüzeyde enine veya uzunlamasına nervürler (5–15 mm yüksekliğinde).
Paralel Bölümler: Tutarlı bir kırma boşluğunu koruyarak daha ince, daha düzgün parçacıklar üretmek için boşaltma ucuna yakın düz segmentler.
Montaj Özellikleri:
Kırlangıç Kuyruğu Sekmeleri: Haznedeki karşılık gelen kuyruklu yuvalara oturan ve kırma işlemi sırasında konkavı dönme kuvvetlerine karşı koruyan dış yüzeydeki çıkıntılar.
Kelepçe Delikleri: Kaseye sabitlemek için dış flanş veya kenarda cıvata delikleri bulunur, darbe yükleri altında eksenel yer değiştirmeyi önler.
Pinleri Bulma: Montaj sırasında segmentleri hizalayan küçük çıkıntılar veya delikler, minimum boşluklarla (segmentler arasında ≤0,5 mm) sürekli bir iç profil sağlar.
Dış Destek: Darbeyi emerek darbe direncini artıran dökme demir veya çelik takviye katmanı (bimetalik tasarımlarda), aşınmaya dayanıklı katman (yüksek kromlu demir) altlığa dökülmüştür.
Üst ve Alt Flanşlar:Besleme ve boşaltma uçlarında, hazne flanşlarıyla örtüşen radyal kenarlar, konkav ile hazne arasına malzeme sızıntısını önler.
Malzeme Seçimi:
Yüksek kromlu dökme demir (Cr20Mo3), mükemmel aşınma direnci ve kimyasal bileşiminin C 2,5-3,5%, Cr 20-26%, Mo 0,5-1,0% olarak kontrol edilmesi nedeniyle tercih edilir. Bu, martensitik matriste sert bir karbür ağı (%30-40 hacim oranı) oluşturarak sertliğin ≥HRC 60 olmasını sağlar.
Desen Yapımı:
Her içbükey segment için, iç aşınma profilini, dış montaj özelliklerini ve kaburgaları taklit eden segmentli desenler (köpük, ahşap veya 3 boyutlu yazdırılmış reçine) oluşturulur. Soğuma büzülmesini hesaba katmak için büzülme payları (%1,5-2,5) eklenir.
Kalıplama:
Her segment için reçine bağlı bir kum kalıp hazırlanır ve iç aşınma profili kum çekirdeğinden oluşur. Kalıp boşluğu, kum kalıntılarını önlemek ve yüzey kalitesini iyileştirmek için refrakter bir yıkama (alümina esaslı) ile kaplanır.
Eritme ve Dökme:
Dökme demir, büzülme kusurlarını önlemek için karbon eşdeğerinin sıkı kontrolü altında (CE = C + 0,3(Si + P) ≤%4,2) 1450-1500°C'de bir indüksiyon fırınında eritilir.
Döküm, kalıp boşluğunun türbülans olmadan doldurulması için yavaş ve sabit bir akış hızıyla 1380–1420°C sıcaklıkta bir kepçe kullanılarak yapılır ve ince kaburgalarda yoğun bir yapı sağlanır.
Soğutma ve Isıl İşlem:
Kalıp, termal stresi azaltmak için 24-48 saat soğutulur, ardından döküm silkme yoluyla çıkarılır. Kum püskürtme (G25 çelik grit) işlemi, kum kalıntılarını gidererek Ra50-100 μm yüzey pürüzlülüğüne ulaşılmasını sağlar.
Çözüm Tavlama: 950–1050°C'ye kadar 2–4 saat ısıtılır, ardından karbürleri çözmek ve yapıyı homojenleştirmek için hava ile soğutulur.
Ostemperleme: 250–350°C'de yağda söndürme, ardından 200–250°C'de tavlama yapılarak matrisin martenzite dönüştürülmesi, tokluğun korunmasıyla HRC 60–65 sertliğe ulaşılması.
Kaba İşleme:
Her bir içbükey segment, dış yüzeyi, montaj çıkıntılarını ve flanş kenarlarını işlemek için bir CNC dikey torna tezgahına monte edilir ve 1-2 mm'lik bir son işlem payı bırakılır. Temel boyutlar (örneğin, segment yay uzunluğu, kalınlık) ±0,5 mm olarak kontrol edilir.
Montaj Özelliği İşleme:
Kırlangıç kuyruğu tırnakları, kasenin oluklarına sıkı bir şekilde oturmasını sağlamak için boyutsal tolerans (±0,1 mm) ile CNC freze makinesi kullanılarak dış yüzeye frezelenir.
Sıkma delikleri, kase cıvata delikleriyle hizalanacak şekilde konumsal doğruluk (±0,2 mm) ile 6H sınıfı toleransa göre delinir ve diş açılır.
İç Profil Son İşlemleri:
İç aşınma yüzeyi, döküm kusurları (örneğin gözenekler, çatlaklar) açısından incelenir ve yüzey düzensizlikleri giderilerek tasarlanan profilin korunması için hafifçe taşlanır. Malzeme akışını optimize etmek için yüzey pürüzlülüğü Ra3,2 μm olarak kontrol edilir.
Segmentli içbükeylerde, montaj sırasında ≤0,5 mm boşluk kalacak şekilde bitişik segmentlerin birleşen kenarları işlenir, bu da malzeme sızıntısını ve düzensiz aşınmayı önler.
Segment Montajı (çok parçalı tasarımlar için):
Segmentler, iç profil sürekliliğini doğrulamak için bir fikstüre deneme amaçlı yerleştirilir ve pürüzsüz, sürekli bir koni yüzeyi sağlamak için ayarlamalar yapılır.
Kırıcıda son montaj sırasında segment pozisyonlarını korumak için hizalama pimleri takılır.
Yüzey İşlem:
Dış yüzey (kase ile birleşen yüzey) montajı kolaylaştırmak ve korozyonu önlemek için anti-seize bileşiği ile kaplanmıştır.
İç aşınma yüzeyine, darbe altında çatlak yayılmasını azaltmak için basınç gerilimi oluşturmak amacıyla bilyalı püskürtme uygulanabilir.
Malzeme Testi:
Kimyasal bileşim analizi (spektrometri), dökme demirin standartları karşıladığını doğrular (örneğin, Cr20Mo3: Cr 20–23%, C 2,8–3,2%).
Metalografik analiz karbür dağılımını (üniformite ≥%90) ve matris yapısını (perlit oranı ≤%5 olan martensit) kontrol eder.
Mekanik Özellik Testi:
Sertlik testi (Rockwell C), iç yüzeyin sertliğinin ≥HRC 60, çekirdek sertliğinin ise ≤HRC 55 olmasını sağlayarak tokluğun korunmasını sağlar.
Darbe testi (Charpy V çentik), oda sıcaklığındaki tokluğu ölçer ve ağır darbe altında kırılmaya karşı direnç için ≥12 J/cm² gerektirir.
Boyutsal Doğruluk Kontrolleri:
Bir koordinat ölçüm makinesi (CMM), temel boyutları denetler: segment yay uzunluğu, konik açı (±0,1°) ve kuyruk çıkıntısı boyutu.
Lazer tarayıcı, iç profilin CAD modeline uygunluğunu doğrulayarak, tasarlanan kırma boşluğunu korumak için manto ile doğru hizalanmayı sağlar.
Tahribatsız Muayene (NDT):
Ultrasonik test (UT), içbükey gövdedeki iç kusurları (örneğin, büzülme gözenekleri >φ3 mm) tespit eder ve kritik alanlar (kaburga kökleri, montaj tırnakları) iyice incelenir.
Manyetik parçacık testi (MPT), kuyruklu tırnaklarda ve flanş kenarlarında yüzey çatlaklarını kontrol eder ve 0,2 mm'den uzun olmayan herhangi bir kusur reddedilir.
Aşınma Performansı Doğrulaması:
Hızlandırılmış aşınma testi (ASTM G65), yüksek kromlu konkavlarda ≤0,5 g/1000 çevrim gerektiren ağırlık kaybını ölçmek için kuru kum/kauçuk tekerlek aparatı kullanır.
Saha denemeleri, konkavın bir test kırıcıya yerleştirilmesini, 500 saatlik çalışma boyunca aşınma oranlarının izlenmesini, aşınmanın düzgün olmasını ve erken arıza olmamasını sağlamayı içerir.
