Il tirante è un componente ausiliario fondamentale nei frantoi a mascelle, che collega la parte inferiore della ganascia oscillante al telaio e ha la funzione di tendere la piastra di articolazione e assorbire gli urti tramite una molla. È costituito da un corpo del tirante ad alta resistenza, una molla di tensione (60Si2Mn), un dado di regolazione e perni di collegamento, con materiali come 40Cr (resistenza alla trazione ≥800 MPa) per il tirante.
La produzione prevede la forgiatura e la lavorazione di precisione dell'asta (con trattamento termico a 240–280 HBW), l'avvolgimento della molla/trattamento termico (38–42 HRC) e rigorosi controlli di qualità (MT/UT per difetti, verifica dimensionale e test di tensione).
Il controllo di qualità garantisce prestazioni stabili sotto carico, con una durata utile di 1-2 anni, fondamentale per la sicurezza del frantoio e la stabilità operativa.
Detailed Introduction to the Tension Rod Component of Jaw Crushers
The tension rod is a critical auxiliary load-bearing component in jaw crushers, installed between the lower part of the swing jaw and the rear wall of the frame. It maintains constant tension to ensure the toggle plate remains tightly seated in the toggle seats of the swing jaw and frame, while cooperating with a spring to absorb impact vibrations during crushing. It is essential for stabilizing the crusher’s operation and providing overload protection, directly influencing the stability of the crushing gap and equipment safety.
I. Composition and Structure of the Tension Rod
The tension rod’s design balances tension transmission efficiency and buffering performance, with key components and structural features as follows:
Tension Rod Body A long rod made of high-strength round steel or forged steel, with diameters typically 30–80 mm for small-to-medium crushers and 100–150 mm for large machines. One end is machined with external threads (for connecting the adjusting nut), and the other features an annular or fork-shaped lug (connected to the lower swing jaw via a pin). The lug hole diameter must precisely match the pin to ensure smooth rotation.
Tension Spring A cylindrical helical spring sleeved over the rod body, made of high-strength spring steel (e.g., 60Si2Mn). The spring wire diameter ranges from 8–30 mm, with 5–15 active coils. Both ends fit against spring seats, generating tension through pre-compression. During operation, it absorbs impact energy via deformation, buffering vibrations from the swing jaw’s oscillation.
Adjusting Nut and Washers A hexagonal nut (45# steel or 35CrMo) matching the threaded end of the rod, used to adjust spring preload (by tightening/loosening to change compression). Wear-resistant washers (e.g., quenched steel) are typically placed between the nut and spring seat to reduce friction.
Spring Seats and Retaining Rings Circular or annular parts (spring seats) at both ends of the spring position it and transmit force. A shoulder or retaining ring near the lug end prevents spring detachment during tensioning.
Pin and Cotter Pin A cylindrical pin (40Cr) connecting the lug to the swing jaw, surface-quenched (50–55 HRC), secured with a cotter pin or circlip for reliable connection.
II. Manufacturing Process of the Tension Rod Body
The rod body withstands constant tension and alternating loads, using 45# steel (quenched-tempered) or 40Cr (quenched-tempered), with manufacturing focused on forging and machining:
Raw Material Preparation and Forging
High-quality round steel billets (10–15 mm larger than the finished diameter) are inspected for internal cracks via non-destructive testing.
Heated to 850–1000°C for free forging, with drawing and upsetting to form the lug (fork-shaped lugs require post-forging cutting). The forging ensures continuous grain flow, free of folds or overheating.
Normalizzato (860–880°C, raffreddato ad aria) per alleviare lo stress, con durezza 180–220 HBW per una migliore lavorabilità.
Lavorazione grezza
Il cerchio esterno dell'asta viene sgrossato al tornio o al tornio CNC, lasciando un margine di finitura di 1-2 mm. Il gradino di posizionamento dell'estremità filettata viene tornito, garantendo una perpendicolarità estremità-asse ≤ 0,1 mm/100 mm.
Il foro per le anse viene fresato o forato: le anse a forcella vengono fresate per simmetria, con una tolleranza di lavorazione di 0,5–1 mm; perpendicolarità tra l'asse del foro e l'asse dell'asta ≤ 0,1 mm/100 mm.
Trattamento termico
Tempra e rinvenimento: riscaldato a 840–860 °C per la tempra in olio, quindi rinvenuto a 550–580 °C per formare sorbite rinvenuta, ottenendo una resistenza alla trazione ≥ 800 MPa, una resistenza allo snervamento ≥ 600 MPa e una durezza 240–280 HBW.
Tempra a induzione per il foro dell'aletta e l'estremità filettata: durezza superficiale 45–50 HRC, con uno strato temprato di 2–5 mm per la resistenza all'usura.
Finitura
Il cerchio esterno dell'asta è tornito con precisione secondo le dimensioni di progetto (tolleranza IT7, Ra ≤ 1,6 μm). Le filettature sono rullate o tornite con una precisione di 6 g, con profili intatti e privi di sbavature.
Il foro per l'aletta è forato con precisione secondo la tolleranza H7, Ra ≤ 0,8 μm, rotondità ≤ 0,01 mm e perpendicolarità tra asse e barra ≤ 0,05 mm/100 mm.
III. Processo di fabbricazione della molla di tensione
Avvolgimento
Il filo per molle 60Si2Mn (tolleranza del diametro ±0,05 mm) viene avvolto su una macchina avvolgitrice per molle, garantendo una tolleranza del diametro esterno di ±0,5 mm, un passo uniforme (deviazione ≤ 0,3 mm) e una lunghezza libera corretta.
Trattamento termico
Tempra: Riscaldato a 860–880 °C per tempra in olio (durezza 45–50 HRC). Rinvenimento: 380–420 °C per 2 ore per formare troostite rinvenuta, con durezza 38–42 HRC, bilanciando limite elastico e tenacità.
Trattamento superficiale
Pallinatura: trattamento superficiale con graniglia di acciaio da 0,3–0,8 mm per migliorare la resistenza alla fatica (aumento ≥30%).
Trattamento anticorrosione: zincatura o fosfatazione + verniciatura (rivestimento 8–12 μm), con resistenza alla nebbia salina ≥48 ore.
IV. Processo di controllo qualità per componenti di tiranti
Controllo di qualità del corpo del tirante
Ispezione del materiale: l'analisi spettrale verifica la composizione (ad esempio, 40Cr con 0,8-1,1% Cr). Le prove di trazione confermano la resistenza (≥800 MPa).
Prove non distruttive: test con particelle magnetiche (MT) per crepe superficiali su asta e capocorda; test fluorescenti per micro-crepe alla radice della filettatura.
Precisione dimensionale: i micrometri controllano il diametro dell'asta; i calibri per filettature ne verificano la precisione. Le macchine di misura a coordinate controllano la perpendicolarità dei fori per alette (deviazione ≤ 0,05 mm/100 mm).
Controllo di qualità delle molle di tensione
Prestazioni meccaniche: Campionamento per prove di pressione (deviazione della forza ≤ 5% alla compressione nominale); prova di fatica (1 milione di cicli) senza fratture o deformazioni permanenti > 2%.
Controlli dimensionali: i calibri misurano il diametro esterno e la lunghezza libera; uniformità del passo (deviazione ≤ 0,3 mm).
Controllo di qualità dell'assemblaggio
Montaggio di prova: dopo aver assemblato i componenti, controllare la compressione della molla (15-25% della lunghezza libera). Verificare l'accoppiamento tra perno e aletta (tolleranza H8/f7) per una rotazione fluida.
Prova di tensione: applicare una tensione pari a 1,2× quella nominale per 1 ora, verificando la deformazione plastica (allungamento ≤ 0,1%) o la rottura della filettatura.
Verifica delle prestazioni complessive
Messa in servizio: il funzionamento a carico nominale per 4 ore verifica la temperatura (≤60°C), le vibrazioni (ampiezza ≤ 0,1 mm) e l'assenza di rumori anomali.
Prova di sovraccarico: un carico nominale pari a 1,5 volte conferma l'efficacia dell'ammortizzazione della molla, senza danni all'asta o ai collegamenti.
Grazie a un rigoroso controllo di processo, i tiranti garantiscono una sede stabile della piastra di articolazione e un assorbimento degli urti ottimale, con una durata di 1-2 anni (le molle richiedono una sostituzione regolare). La manutenzione ordinaria include il controllo del precarico della molla e del serraggio della filettatura per prevenire il distacco della piastra di articolazione o irregolarità nella fessura.
