Concave fixatie:Door radiale en axiale druk toe te passen, worden de concave segmenten stevig tegen het binnenoppervlak van de kom geklemd. Hierdoor wordt verschuiving of trilling tijdens het breken voorkomen, wat tot ongelijkmatige slijtage of materiaallekkage zou kunnen leiden.
Verstellingsvergrendeling: De afstelring in de ingestelde positie vastzetten na het afstellen van de spleet, zodat de persspleet tijdens het gebruik consistent blijft en onbedoelde veranderingen die de productgrootte beïnvloeden, worden voorkomen.
Belastingsoverdracht:De klemkracht wordt gelijkmatig over de concave en kom verdeeld, waardoor plaatselijke spanningsconcentraties worden verminderd en de levensduur van de passende componenten wordt verlengd.
Verbetering van de afdichting: Het creëren van een goede afdichting tussen de afstelring en het onderste frame, waardoor het binnendringen van stof, ertsdeeltjes en vocht in de interne mechanismen wordt geminimaliseerd en slijtage en verontreiniging van het smeermiddel worden verminderd.
Ringlichaam: Een rond frame van hoogwaardig gietstaal (bijv. ZG35CrMo) of gesmeed staal, met een buitendiameter variërend van 800 mm tot 3000 mm, afhankelijk van de grootte van de breker. De dikte van de behuizing bedraagt 40-100 mm, met een radiale breedte van 100-300 mm om de klemkrachten te weerstaan.
Klemoppervlak: Een nauwkeurig bewerkt, hellend of vlak oppervlak aan de binnenomtrek dat aansluit op de buitenflens van de concave of de afstelring. Dit oppervlak heeft een ruwheid van Ra1,6–3,2 μm om een gelijkmatige krachtverdeling te garanderen.
Schroefgaten/boutsleuven: Rondom geplaatste gaten (12-36, afhankelijk van de grootte) of langwerpige sleuven voor klembouten. Deze zijn zo gepositioneerd dat ze een gelijkmatige druk uitoefenen, met een gatdiametertolerantie van H12 en een positioneringsnauwkeurigheid (±0,5 mm) ten opzichte van het midden van de ring.
Hijsogen: Integraal gegoten of gelaste uitsteeksels op het buitenoppervlak om installatie en verwijdering met behulp van hefwerktuigen te vergemakkelijken, ontworpen om het gewicht van de ring te dragen (vaak 500–5000 kg).
Lokaliseren van functies:
Uitlijnpennen: Kleine cilindrische uitsteeksels op het onderste oppervlak die in de overeenkomstige gaten in het onderste frame passen en zo voor een radiale positionering zorgen.
Groeven/inkepingen: Omtreksgroeven die samenwerken met de ribben op de afstelring, voorkomen rotatieslip onder belasting.
Versterkingsribben: Radiale of omtreksribben op het buiten- of binnenoppervlak die de stijfheid vergroten zonder overmatig gewicht, zodanig geplaatst dat ze vervorming onder klemdruk weerstaan.
Slijtvaste coating (optioneel): Een harde chroomlaag (50–100 μm dik) of laslaag op het klemvlak om slijtage door herhaaldelijk contact met de concave ring of de afstelring te verminderen.
Materiaalkeuze:
Gegoten staal (ZG35CrMo): Aanbevolen vanwege de balans tussen sterkte (treksterkte ≥ 650 MPa, vloeigrens ≥ 380 MPa) en gietbaarheid. Chemische samenstelling: C 0,32-0,40%, Cr 0,8-1,1%, Mo 0,15-0,25%.
Gesmeed staal (35CrMo): Wordt gebruikt voor brekers met extreme lasten, biedt een hogere taaiheid (impactenergie ≥40 J) en vermoeiingsweerstand.
Patroon maken:
Een patroon op ware grootte wordt gemaakt met behulp van 3D-geprinte hars, hout of schuim, dat de buitendiameter, breedte, boutgaten en nokken van de ring nabootst. Er wordt rekening gehouden met krimptoeslagen (1,8-2,2%), met grotere toeslagen voor dikke delen zoals ribben.
Vormgeving:
Een met kunsthars gebonden zandmal wordt voorbereid met gespleten patronen om de ringvorm te vormen. Kernen worden gebruikt om boutgaten en interne structuren te creëren, wat zorgt voor een consistente maatvoering. De matrijsholte wordt gecoat met een vuurvaste laag op zirkoniumbasis om de oppervlakteafwerking te verbeteren.
Smelten en gieten:
Gegoten staal wordt gesmolten in een elektrische vlamboogoven bij 1530–1570°C, met strikte controle van zwavel (≤0,035%) en fosfor (≤0,035%) om brosheid te voorkomen.
Het gieten gebeurt bij een temperatuur van 1490–1530°C met behulp van een gietlepel met verdeelbak om de stroming te regelen. Zo wordt de mal gelijkmatig gevuld en wordt de porositeit in kritieke gebieden, zoals boutgaten, tot een minimum beperkt.
Warmtebehandeling:
Normalisatie:Verhitten tot 860–900°C gedurende 3–5 uur, gevolgd door afkoeling aan de lucht om de korrelstructuur te verfijnen en interne spanningen te verminderen.
Temperen: Verhitting tot 550-600 °C gedurende 4-6 uur om een hardheid van HB 200-250 te bereiken, waarbij sterkte en bewerkbaarheid in balans zijn. Voor gesmede ringen wordt afschrikken (850-880 °C, oliegekoeld) plus ontlaten gebruikt om de taaiheid te verbeteren.
Ruwe bewerking:
De gegoten of gesmede ring wordt op een CNC-gestuurde verticale draaibank gemonteerd om de buitendiameter, binnendiameter en boven- en onderoppervlakken te bewerken, waarbij een nabewerkingsmarge van 3-5 mm wordt aangehouden. Belangrijke afmetingen (bijv. buitendiameter) worden gecontroleerd op ±1 mm.
Klemmende oppervlakteafwerking:
Het binnenvlak van de klem wordt met precisie bewerkt met een CNC-draaibank of slijpmachine om vlakheid (≤ 0,1 mm/m) en ruwheid Ra 1,6 μm te bereiken. Schuine oppervlakken (indien aanwezig) worden gesneden met een hoektolerantie van ± 0,1°.
Boutgatbewerking:
Geboorde gaten of sleuven worden geboord en getapt met een CNC-bewerkingscentrum met draaitafel. Dit garandeert een nauwkeurige positie (±0,5 mm) en een hoge draadkwaliteit (klasse 6H voor getapte gaten). De gaten zijn verstevigd om afslijten bij hoge koppels te voorkomen.
Hijsogen en functiebewerking:
Hijsogen zijn machinaal aangebracht om gietnaden te verwijderen en veilig hijsen te garanderen. De afgeronde randen zorgen ervoor dat de spanningsconcentratie wordt verminderd.
Positioneringspennen of groeven worden gefreesd op nauwkeurige afmetingen, met een tolerantie van ±0,1 mm voor uitlijningsfuncties.
Oppervlaktebehandeling:
Optioneel wordt het klemvlak middels galvanisatie bekleed met hardchroom (50–100 μm), waardoor een hardheid van HRC 60–65 wordt bereikt om slijtage te voorkomen.
Niet-aansluitende oppervlakken worden gestraald en geverfd met epoxyverf (100–150 μm dik) om corrosie te voorkomen.
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) controleert of aan de ZG35CrMo- of 35CrMo-normen wordt voldaan.
Trekproeven op gegoten/gesmeedde monsters bevestigen de mechanische eigenschappen (bijv. treksterkte ≥650 MPa, rek ≥15%).
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert kritische afmetingen: buiten-/binnendiameter, vlakheid van het klemvlak en de positie van boutgaten.
Met een lasertracker wordt de rondheid (≤0,2 mm) en de concentriciteit tussen de binnen- en buitendiameter (≤0,1 mm) van de ring gecontroleerd.
Structurele integriteitstesten:
Met ultrasoon onderzoek (UT) worden interne defecten in het ringlichaam en de boutgaten opgespoord. Scheuren of poriën groter dan >φ3 mm worden uitgesloten.
Met behulp van magnetisch onderzoek (MPT) wordt gecontroleerd op oppervlaktescheuren in nokken, klemvlakken en boutgaten, waarbij lineaire defecten groter dan 1 mm leiden tot afkeuring.
Mechanische prestatietesten:
Klemkrachttest: De ring wordt gemonteerd met bouten die zijn aangedraaid tot 120% van de nominale waarde, waarbij de vervorming wordt gemeten met rekstrookjes (limiet: ≤0,2 mm/m).
Vermoeidheidstesten:Monsters ondergaan cyclische belasting (10⁶ cycli) bij 80% van de vloeigrens om ervoor te zorgen dat er geen scheuren ontstaan, wat langdurig gebruik simuleert.
Assemblagevalidatie:
Door een proefmontage met de afstelring en de concave segmenten wordt de juiste pasvorm gecontroleerd: de klemkracht is gelijkmatig verdeeld en er is geen te grote speling tussen de pasvlakken.
