Dynamisch balanceren: Compensatie van de centrifugale kracht die ontstaat door de excentrische rotatie van de bewegende kegel en de excentrische bus, waardoor trillingen en geluid tijdens bedrijf worden verminderd. Dit minimaliseert de belasting van het frame, de lagers en andere structurele componenten.
Stabiliteitsverbetering: Zorgt voor een soepele rotatie van de excentrische constructie bij hoge toerentallen (500–1500 tpm) en voorkomt zo ongelijkmatige belasting, die tot voortijdige slijtage of uitval van de hoofdas en het axiaallager kan leiden.
Energieoptimalisatie:Vermindering van het energieverbruik dat gepaard gaat met het dempen van trillingen, waardoor de algehele energie-efficiëntie van de breker wordt verbeterd.
Belastingverdeling:Het in evenwicht brengen van de zijdelingse krachten die tijdens de breekcyclus op het brekerframe worden uitgeoefend, waardoor overmatige doorbuiging wordt voorkomen en een consistente nauwkeurigheid van de breekspleet wordt gehandhaafd.
Gewicht Lichaam: Een robuuste constructie van gietijzer met hoge dichtheid (HT350), nodulair gietijzer (QT600-3) of met beton gevuld staal (voor grote brekers). De materiaaldichtheid varieert van 7,0 tot 7,8 g/cm³ om voldoende massa te bieden (50 tot 500 kg, afhankelijk van de grootte van de breker).
Ringvormige segmenten: Bij grote brekers wordt het contragewicht vaak verdeeld in 2-6 segmenten (bijv. 4 gelijke delen) om de installatie te vergemakkelijken. Elk segment heeft een radiale breedte van 100-300 mm en een dikte van 50-150 mm.
Montagekenmerken:
Boutgaten: Omtreksgewijs geplaatste gaten (8–24) voor het bevestigen van het gewicht aan de excentrische bus, met schroefdraadklasse 8.8 of hoger om weerstand te bieden aan centrifugale krachten.
Locatiepennen:Cilindervormige uitsteeksels op het montageoppervlak die in de overeenkomstige gaten in de excentrische bus passen en zo een nauwkeurige hoekpositionering garanderen.
Balancerende tabbladen: Kleine verstelbare plaatjes of schroefgaten aan de buitenomtrek voor een nauwkeurige afstelling van de gewichtsverdeling. Deze maken het mogelijk om kleine gewichten (100-500 g) toe te voegen of te verwijderen voor een optimale balans.
Versterkingsribben: Interne of externe radiale ribben die de structurele stijfheid verbeteren en vervorming onder centrifugale spanning voorkomen. De ribdikte varieert van 10 tot 30 mm, afhankelijk van de segmentgrootte.
Gladde buitenkant: Een bewerkte buitenomtrek met een lage ruwheid (Ra3,2–6,3 μm) om de luchtweerstand te verminderen en de dynamische weerstand tijdens rotatie te minimaliseren.
Corrosiebeschermingslaag: Een geverfde of gegalvaniseerde coating (50–100 μm dik) die roest voorkomt in stoffige of vochtige omgevingen.
Materiaalkeuze:
Gietijzer met hoge dichtheid (HT350): Aanbevolen vanwege de hoge dichtheid (7,2–7,3 g/cm³), druksterkte (≥ 350 MPa) en kosteneffectiviteit. Chemische samenstelling: C 3,2–3,6%, Si 1,8–2,4%, Mn 0,6–1,0%, met een laag zwavel-/fosforgehalte (≤ 0,035% elk).
Nodulair gietijzer (QT600-3): Gebruikt voor toepassingen met hoge spanning, biedt een betere slagvastheid (rek ≥ 3%) en treksterkte (≥ 600 MPa).
Patroon maken:
Voor elk segment wordt een volledig patroon (schuim, hout of hars) gemaakt, inclusief boutgaten, positioneringspennen en ribben. Er wordt een krimpmarge (1,2-1,8%) toegevoegd om rekening te houden met krimp door koeling.
Vormgeving:
Er worden harsgebonden zandvormen gemaakt, met kernen die worden gebruikt om boutgaten en interne onderdelen te vormen. De matrijsholte wordt bekleed met een vuurvaste laag om de oppervlakteafwerking te verbeteren en zandinsluiting te voorkomen.
Smelten en gieten:
Gietijzer wordt gesmolten in een koepel- of inductieoven op een temperatuur van 1380–1420°C, waarbij het koolstofequivalent wordt beperkt tot 4,2–4,6% voor een goede vloeibaarheid.
Het gieten gebeurt bij een temperatuur van 1350–1380°C, met een gecontroleerde stroomsnelheid om een volledige vulling van de mal te garanderen en de porositeit in zwaar belaste gebieden, zoals boutgaten, tot een minimum te beperken.
Warmtebehandeling:
GloeienGietstukken worden gedurende 2 tot 4 uur verhit tot temperaturen van 550 tot 600 °C en vervolgens langzaam afgekoeld om interne spanningen te verlichten. Zo wordt het risico op scheuren tijdens het bewerken of gebruiken verkleind.
Normalisatie (optioneel):Bij nodulair gietijzer zorgt verhitting tot 850–900°C, gevolgd door afkoeling aan de lucht, voor een verfijndere microstructuur en verbeterde mechanische eigenschappen.
Ruwe bewerking:
Gegoten segmenten worden op een CNC-draaibank of freesmachine gemonteerd om overtollig materiaal weg te snijden, met de nadruk op het montageoppervlak en de buitenomtrek. De maattolerantie wordt gecontroleerd tot ±1 mm.
Precisiebewerking van montage-elementen:
Boutgaten:Geboord en getapt met behulp van een CNC-bewerkingscentrum, met draadtolerantie 6H en positienauwkeurigheid (±0,2 mm) om uitlijning met de excentrische bus te garanderen.
Locatiepennen: Gefreesd met diametertolerantie h6, met loodrechtheid (≤0,05 mm/100 mm) ten opzichte van het montageoppervlak.
Montageoppervlak: Geslepen tot vlakheid (≤0,1 mm/m) en ruwheid Ra3,2 μm om een gelijkmatig contact met de excentrische bus te garanderen en belastingconcentratie te voorkomen.
Voorbereiding van balancerende tabs:
De lipjes zijn machinaal bewerkt of gelast aan de buitenomtrek, met schroefdraadgaten voor het bevestigen van balansgewichten. Deze zijn zo geplaatst dat ze in stappen van 15 tot 30° verstelbaar zijn.
Oppervlaktebehandeling:
Het buitenoppervlak wordt gezandstraald om de aanslag te verwijderen en vervolgens geverfd met epoxyprimer (60–80 μm) en een toplaag (40–60 μm) voor corrosiebestendigheid.
De schroefgaten zijn voorzien van een anti-vastloopmiddel om vastlopen tijdens de installatie te voorkomen.
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) controleert of aan de normen HT350 of QT600-3 wordt voldaan.
Dichtheidstesten (door middel van waterverplaatsing) zorgen ervoor dat de materiaaldichtheid aan de specificaties voldoet (≥ 7,0 g/cm³).
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert kritische afmetingen: segmentgewicht (tolerantie ±0,5%), positie van boutgaten en vlakheid van het montageoppervlak.
Een laserscanner controleert het buitenomtrekprofiel en zorgt zo voor een optimale aerodynamische efficiëntie.
Structurele integriteitstesten:
Met behulp van ultrasoon onderzoek (UT) worden interne defecten (bijvoorbeeld krimpporiën) in boutgatnokken opgespoord. Defecten met een grootte van >φ3 mm worden afgewezen.
Met magnetisch onderzoek (MPT) wordt gecontroleerd op scheuren in het oppervlak van zwaar belaste plekken, zoals ribben en montageranden.
Dynamisch balanceren testen:
De geassembleerde segmenten worden op een balanceermachine gemonteerd en op bedrijfssnelheid (500-1500 tpm) gedraaid. Onbalans wordt gemeten en gecorrigeerd met balanceerlippen, waarbij de resterende onbalans beperkt blijft tot ≤ 5 g·mm/kg.
Belastingstesten:
Bij een statische belastingstest wordt 150% van de nominale centrifugale kracht op de bevestigingsbouten uitgeoefend, waarbij geen vervorming of afstoting van de schroefdraad is toegestaan.
