De kegelbreker, een belangrijk onderdeel aan de onderkant van de bewegende kegel, fungeert als draaipunt voor de hoofdas, brengt de belasting over op het frame, vergemakkelijkt de smering en zorgt voor de juiste uitlijning. De kegelbreker werkt onder hoge belastingen en vereist sterkte, slijtvastheid en precisie.
Qua structuur bestaat het uit een behuizing van hoogwaardig gelegeerd staal (42CrMo), een precisielagerholte, een excentrische businterface, smeerkanalen, een montageflens en positioneringspennen, met optionele slijtvaste inzetstukken.
De productie omvat zandgieten (modelleren, vormen, smelten/gieten), warmtebehandeling (afschrikken/ontlaten, plaatselijk harden) en machinale bewerking (precisieboren, flensbewerking, kanaalboren).
Kwaliteitscontrole omvat materiaaltesten (samenstelling, mechanica), maatvoeringscontroles (CMM, rondheidstest), NDT (UT, MPT), mechanische testen (hardheid, compressie) en functionele testen. Deze testen garanderen een stabiele werking van de breker in de mijnbouw en de verwerking van granulaten.
Gedetailleerde introductie tot het kegelbrekersocketcomponent
1. Functie en rol van de socket
De kegelbrekermof (ook bekend als de hoofdasmof of excentrische mof) is een cruciaal verbindingsonderdeel aan de onderkant van de bewegende kegel en dient als draaipunt voor de hoofdas. De belangrijkste functies zijn:
Pivot-ondersteuning: Zorgt voor een stabiel draaipunt voor de hoofdas, waardoor deze excentrisch onder de aandrijving van de excentrische bus kan zwenken, wat essentieel is voor het genereren van de verbrijzelende beweging.
Belastingsoverdracht: Het overbrengen van axiale en radiale belastingen van de bewegende kegel en het breekproces naar het onderste lager van het frame, waardoor de krachtverdeling over de fundering van de breker wordt gewaarborgd.
Smeringsinterface: Behuizingssmeerkanalen die olie naar het onderste lager van de hoofdas voeren, waardoor de wrijving tussen de roterende as en de stationaire bus wordt verminderd.
Uitlijning Onderhoud:Behoud van de concentriciteit tussen de hoofdas en de excentrische bus, waardoor overmatige trillingen en ongelijkmatige slijtage van de aansluitende componenten worden voorkomen.
Omdat de mof onder hoge statische en dynamische belastingen moet functioneren, zijn een hoge druksterkte, slijtvastheid en maatnauwkeurigheid vereist om een stabiele werking van de breker te garanderen.
2. Samenstelling en structuur van de socket
De sok is doorgaans een cilindrisch of conisch onderdeel met een holle kern, met de volgende hoofdonderdelen en structurele details:
Socket Body: Een gietstuk of smeedstuk uit één stuk, gemaakt van hoogwaardig gelegeerd staal (bijv. 42CrMo) of gietijzer met een hoog chroomgehalte, met een diameter variërend van 150 mm tot 600 mm, afhankelijk van de grootte van de breker. De dikte van de behuizing is 30-80 mm om zware belastingen te weerstaan.
Lagerholte: Een nauwkeurig vervaardigde centrale boring waarin het onderste lager van de hoofdas is ondergebracht (vaak een bolvormig rollager of glijlager), met een oppervlakteruwheid van Ra0,8 μm en een maattolerantie van IT6.
Excentrische businterface: Een cilindrisch of bolvormig buitenoppervlak dat aansluit op de excentrische bus, met een gepolijste afwerking (Ra1,6 μm) om de wrijving tijdens excentrische rotatie te verminderen.
Smeerkanalen: Radiale en axiaal geboorde gaten (φ4–φ10 mm) die verbinding maken met het smeersysteem van het frame en die olie naar de lagerruimte en de buitenste interface brengen.
Montageflens: Een radiale flens aan de basis met boutgaten om de sok aan het frame te bevestigen, zodat deze tijdens het brekerbedrijf stil blijft staan. De flens heeft een vlakheidstolerantie ≤ 0,05 mm/m om belastingconcentratie te voorkomen.
Locatiepennen: Kleine cilindrische uitsteeksels op de flens die in de overeenkomstige gaten in het frame passen en zorgen voor een nauwkeurige radiale positionering van de aansluiting.
Slijtvaste inzet (optioneel): Een vervangbare bronzen of babbittmetalen bus die in de lagerholte wordt geperst, waardoor de slijtvastheid wordt verbeterd en vervanging eenvoudig is zonder dat de hele bus hoeft te worden vervangen.
3. Gietproces voor de socket
Voor de meeste socketontwerpen is zandgieten de primaire productiemethode vanwege de complexe geometrie van het onderdeel:
Materiaalkeuze:
Hoogwaardig gelegeerd staal (42CrMo) heeft de voorkeur vanwege de uitstekende treksterkte (≥ 1080 MPa), vloeigrens (≥ 930 MPa) en slagvastheid (≥ 60 J/cm²). De chemische samenstelling wordt gecontroleerd op C 0,38-0,45%, Cr 0,9-1,2% en Mo 0,15-0,25%.
Patroon maken:
Er wordt een patroon op ware grootte (schuim, hout of hars) gecreëerd dat de buitenvorm, lagerholte, flens en de posities van het smeerkanaal van de socket nabootst. Er wordt een krimpmarge (1,5-2,0%) toegevoegd om rekening te houden met krimp door koeling.
Vormgeving:
Er wordt een met kunsthars gebonden zandmal gemaakt, met een zandkern die de centrale lagerholte vormt. De mal wordt bekleed met een vuurvaste laag om de oppervlakteafwerking te verbeteren en zandinsluiting te voorkomen.
Smelten en gieten:
Het gelegeerde staal wordt gesmolten in een inductieoven bij 1520–1560°C, waarbij het zwavel- en fosforgehalte (≤0,035% elk) strikt worden gecontroleerd om brosheid te voorkomen.
Het gieten gebeurt bij een temperatuur van 1480–1520°C met een gecontroleerde stroomsnelheid om ervoor te zorgen dat de malholte volledig wordt gevuld en de porositeit in kritieke gebieden, zoals de lagerholte, tot een minimum wordt beperkt.
Warmtebehandeling:
Blussen en temperen: Het gietstuk wordt verhit tot 850-880 °C, gedurende 2-3 uur op die temperatuur gehouden en vervolgens in olie afgeschrikt. Door ontlaten bij 550-600 °C gedurende 4-5 uur wordt een hardheid van HRC 28-35 bereikt, wat een goede balans biedt tussen sterkte en bewerkbaarheid.
Lokale verharding:Het oppervlak van de lagerholte is inductief gehard tot een diepte van 2–4 mm, waarbij HRC 50–55 wordt bereikt om de slijtvastheid te verbeteren.
4. Bewerkings- en fabricageproces
Ruwe bewerking:
Het gegoten werkstuk wordt op een CNC-draaibank gemonteerd om het buitenoppervlak, de flens en de voorlopige lagerholte te bewerken, waarbij een nabewerkingsmarge van 2-3 mm wordt aangehouden. Belangrijke afmetingen (bijv. flensdiameter) worden gecontroleerd op ±0,5 mm.
Precisiebewerking van lagerholte:
De centrale boring wordt afgeboord en gehoond om een maattolerantie van IT6 (bijv. φ200H6) en een oppervlakteruwheid van Ra0,8 μm te bereiken, wat een goede pasvorm van het lager garandeert. De rondheid wordt gecontroleerd op ≤ 0,005 mm.
Bewerking van flens- en montagekenmerken:
De montageflens wordt met een CNC-freesmachine vlak gefreesd (≤ 0,05 mm/m). Boutgaten worden geboord en getapt met een tolerantie van klasse 6H, met een positienauwkeurigheid (± 0,1 mm) ten opzichte van de as van de bus.
Smeerkanaal boren:
Axiale en radiale oliegaten worden geboord met CNC-diepgatboormachines, met een strikte positietolerantie (±0,2 mm) om een onbelemmerde oliestroom te garanderen. De kruisingen van de gaten worden ontbraamd om verstoring van de oliestroom te voorkomen.
Oppervlaktebehandeling:
De lagerholte is gepolijst tot Ra0,4 μm om wrijving te verminderen en de levensduur van het lager te verlengen.
Het buitenoppervlak en de flens zijn voorzien van een roestwerende verf, terwijl het montageoppervlak is behandeld met een anti-vastloopmiddel voor eenvoudige installatie.
5. Kwaliteitscontroleprocessen
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) controleert of aan de 42CrMo-normen wordt voldaan.
Trekproeven op gegoten monsters bevestigen de mechanische eigenschappen (treksterkte ≥1080 MPa, rek ≥12%).
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert kritische afmetingen: diameter van de lagerholte, vlakheid van de flens en positie van boutgaten.
Een rondheidstester meet de rondheid en cilindriciteit van de lagerholte en garandeert waarden ≤0,005 mm.
Niet-destructief onderzoek (NDO):
Met ultrasoon onderzoek (UT) worden interne defecten in de socketbehuizing opgespoord. Eventuele scheuren of poriën groter dan >φ2 mm leiden tot afkeuring.
Met behulp van magnetisch onderzoek (MPT) wordt gecontroleerd op oppervlaktescheuren in de flens, boutgaten en lagerholte, waarbij lineaire defecten >0,2 mm worden afgekeurd.
Mechanische eigenschappen testen:
Hardheidstesten (Rockwell) garanderen dat de lagerholte een HRC heeft van 50–55 en de kern een HRC van 28–35.
Door middel van druksterktetests op monsters wordt gecontroleerd of de socket een axiale belasting van ≥200 MPa kan weerstaan.
Functioneel testen:
Een proefpassing van de hoofdas en het lager bevestigt dat de montage correct is: de as draait soepel zonder vast te lopen en het smeermiddel stroomt vrij door de kanalen.
Bij de belastingstest wordt gedurende 1 uur een belasting van 120% van de nominale axiale belasting toegepast. Bij de inspectie na de test is geen vervorming geconstateerd (verandering in de diameter van de lagerruimte ≤0,01 mm).
Door deze productie- en kwaliteitscontroleprocessen bereikt de kegelbrekersocket de sterkte, precisie en betrouwbaarheid die nodig zijn om de hoofdas te ondersteunen en een stabiele breekbeweging mogelijk te maken, waardoor een efficiënte werking in mijnbouw- en toeslagmateriaalverwerkingstoepassingen wordt gegarandeerd
