Kegelbreker stapplaat

Axiale belastingsoverdracht: Deze is verantwoordelijk voor het overbrengen van de axiale belastingen die tijdens het breekproces ontstaan. Wanneer de bewegende kegel van de kegelbreker materialen verbrijzelt, ontstaan er aanzienlijke axiale krachten. De trapplaat brengt deze krachten effectief over op de hoofdas en bijbehorende ondersteunende structuren, wat zorgt voor een stabiele werking van de breker. In een middelgrote kegelbreker kan de axiale belasting tijdens normaal bedrijf bijvoorbeeld enkele tonnen bedragen, en de trapplaat speelt een cruciale rol bij het dragen en overbrengen van deze belasting.

Positionering en begeleiding: Het zorgt voor een nauwkeurige positionering van de hoofdas en de bewegende kegelconstructie. Door de precieze aansluiting met andere componenten zorgt het ervoor dat de bewegende kegel tijdens het gebruik een specifieke baan volgt. Dit is essentieel voor het behoud van een consistente grootte van de breekkamer en de kwaliteit van de vermalen producten. Afwijkingen in de positie van de traptrede kunnen leiden tot ongelijkmatige slijtage van de bewegende kegel en de vaste kegelvoeringen en de deeltjesgrootteverdeling van het vermalen materiaal beïnvloeden.

Mechanische ondersteuning: De traptrede biedt mechanische ondersteuning aan de hoofdas, waardoor trillingen en schokken tijdens de werking van de breker worden verminderd. In een trillende omgeving stabiliseert het de hoofdas, wat gunstig is voor het verlengen van de levensduur van de hoofdas en andere gerelateerde componenten, zoals lagers.

Plaatlichaam: Meestal gemaakt van hoogsterkte gelegeerd staal, zoals 40CrNiMoA of 35CrMo. De materiaalkeuze is gebaseerd op de hoge treksterkte (voor 40CrNiMoA, een treksterkte ≥ 980 MPa), goede slagvastheid en vermoeiingsweerstand. De plaat heeft een dikte variërend van 30 mm tot 80 mm, afhankelijk van de grootte en de belastingsvereisten van de kegelbreker. Voor grootschalige brekers die in mijnbouwtoepassingen worden gebruikt, is een dikkere trapplaat vereist om hogere belastingen te kunnen weerstaan.

Centraal gat: Er zit een nauwkeurig bewerkt centraal gat in de tredeplaat, dat over de hoofdas past. De diametertolerantie van dit gat is strikt gecontroleerd, meestal binnen ±0,05 mm, om een strakke en nauwkeurige pasvorm met de hoofdas te garanderen. Deze pasvorm is cruciaal voor een effectieve overdracht van koppel en axiale belastingen.

StapfunctieZoals de naam al aangeeft, heeft de tredeplaat een of meer tredeachtige structuren op het oppervlak. Deze treden zijn ontworpen om samen te werken met andere componenten, zoals druklagers of afstandhouders. De hoogte en breedte van de treden zijn zorgvuldig ontworpen op basis van de mechanische vereisten van de breker. De tredehoogte kan bijvoorbeeld variëren van 10 mm tot 30 mm en de breedte van 20 mm tot 50 mm.

Montagegaten: Gelijkmatig verdeeld over de omtrek van de trede bevinden zich een aantal bevestigingsgaten. Deze gaten worden gebruikt om de trede te bevestigen aan andere componenten, zoals de bewegende kegel of het draagframe, met behulp van bouten met hoge sterkte (meestal van klasse 8.8 of hoger). Het aantal bevestigingsgaten kan variëren van 8 tot 24, afhankelijk van de grootte en het ontwerp van de trede.

Het geselecteerde gelegeerde staal, zoals 40CrNiMoA, wordt eerst gesmolten in een inductieoven. De smelttemperatuur wordt zorgvuldig gecontroleerd binnen het bereik van 1500-1550 °C om een volledige smelt en een uniforme samenstelling te garanderen. Tijdens het smeltproces worden legeringselementen toegevoegd volgens de vooraf bepaalde chemische samenstelling om de eigenschappen van het staal aan te passen.

Voor de traptrede wordt doorgaans een zandmal gebruikt. De zandmal wordt gemaakt door silicazand, bindmiddel (zoals hars) en andere additieven te mengen. Een patroon wordt gebruikt om de zandmal te vormen, een exacte replica van de traptrede, rekening houdend met krimp tijdens het afkoelen. Het patroon is meestal gemaakt van hout of metaal. Nadat het zand rond het patroon is gepakt, wordt het verdicht om de integriteit van de malholte te waarborgen.

Zodra de mal klaar is en het staal tot de juiste temperatuur is gesmolten, wordt het gesmolten staal in de matrijsholte gegoten. De gietsnelheid wordt zorgvuldig gecontroleerd om turbulentie te voorkomen, wat defecten zoals porositeit of insluitsels zou kunnen veroorzaken. Het gieten gebeurt meestal onder een bepaalde druk (bij gebruik van een drukgietsysteem) om ervoor te zorgen dat het gesmolten staal elk deel van de matrijsholte vult, met name in gebieden met complexe geometrieën zoals de traptreden.

Na het gieten laat men de mal langzaam afkoelen in een gecontroleerde omgeving. De afkoelsnelheid is cruciaal omdat deze de microstructuur en mechanische eigenschappen van de gegoten trapplaat beïnvloedt. Over het algemeen wordt de afkoelsnelheid relatief langzaam gehouden om de vorming van een fijnkorrelige microstructuur te bevorderen. Dit kan inhouden dat de mal wordt afgedekt met isolatiemateriaal of in een koelkamer met een gereguleerde temperatuur wordt geplaatst. De trapplaat blijft in de mal totdat deze volledig is gestold, wat enkele uren kan duren, afhankelijk van de grootte.

Normalisatie: Nadat de stapplaat uit de mal is gehaald, wordt deze eerst genormaliseerd. Deze wordt verhit tot een temperatuur van ongeveer 850-900 °C en vervolgens aan de lucht gekoeld. Normalisatie helpt de korrelstructuur te verfijnen, de mechanische eigenschappen te verbeteren en interne spanningen te verlichten.

Blussen en temperen: Vervolgens ondergaat de trapplaat een afschrik- en ontlaatproces. Deze wordt verhit tot een afschriktemperatuur (voor 40CrNiMoA, ongeveer 820-860 °C) en vervolgens snel afgekoeld in olie. Na het afschrikken wordt de trapplaat gedurende een bepaalde periode (meestal 2-4 uur) getemperd bij een temperatuur van 500-600 °C. Dit warmtebehandelingsproces verbetert de sterkte, taaiheid en hardheid van de trapplaat aanzienlijk, waardoor deze geschikt is voor de zware werkomstandigheden van een kegelbreker.

Draaien: De gegoten tredeplaat wordt eerst op een draaibank gemonteerd. De buitendiameter en het centrale gat worden ruw gedraaid om overtollig materiaal te verwijderen. Door het draaien worden de diameter van de buitencirkel en het binnengat verkleind tot een afmeting die de uiteindelijke afmetingen benadert, waardoor een bewerkingstoeslag van ongeveer 2-3 mm overblijft voor de daaropvolgende precisiebewerking.

Tegenover: De twee vlakke oppervlakken van de trapplaat worden gevlakt om hun vlakheid te garanderen. Het vlakmaken gebeurt met een snijgereedschap op de draaibank en de vlakheidstolerantie wordt in deze fase binnen ±0,1 mm gehouden.

Slijpen: De buitendiameter, het centrale gat en de tredevlakken worden geslepen. Het slijpproces kan een zeer nauwkeurige oppervlakteafwerking bereiken. Zo kan de oppervlakteruwheid van de geslepen oppervlakken Ra0,8 - 1,6 μm bereiken. De maattolerantie van de buitendiameter en het centrale gat wordt verder teruggebracht tot ±0,02 mm, en de hoogte en breedte van de trede worden bewerkt tot de exacte ontwerpafmetingen met een tolerantie van ±0,05 mm.

Boren en tappen: De bevestigingsgaten worden geboord en getapt. Er worden zeer nauwkeurige boormachines gebruikt om de nauwkeurige positie van de gaten te garanderen. De positietolerantie van de bevestigingsgaten wordt gecontroleerd binnen ±0,1 mm. Na het boren wordt er getapt om binnendraad te creëren voor het monteren van bouten. De draadtolerantie voldoet aan de relevante nationale normen, zoals 6H voor binnendraad.

De tredeplaat kan een oppervlaktebehandeling ondergaan, zoals stralen, om oppervlakteverontreinigingen te verwijderen en de oppervlakteafwerking te verbeteren. Na het stralen kan deze worden voorzien van een roestwerende verf of een corrosiewerende coating. De roestwerende verf wordt meestal in meerdere lagen aangebracht, met een totale dikte van ongeveer 80 tot 120 μm, om de tredeplaat te beschermen tegen corrosie in zware werkomgevingen, met name in mijnen waar vocht en corrosieve stoffen aanwezig kunnen zijn.

Chemische samenstellingsanalyse: Een spectrometer wordt gebruikt om de chemische samenstelling van het materiaal van de tredeplaat te analyseren. De analyse zorgt ervoor dat de legeringselementen in het staal, zoals koolstof, chroom, nikkel en molybdeen, binnen de gespecificeerde bereiken vallen. Voor 40CrNiMoA moet het koolstofgehalte tussen 0,37 en 0,44% liggen, chroom tussen 0,6 en 0,9%, nikkel tussen 1,2 en 1,6% en molybdeen tussen 0,15 en 0,25%. Afwijkingen van deze bereiken kunnen de mechanische eigenschappen van de tredeplaat beïnvloeden.

Mechanische eigenschappen testenTrekproeven worden uitgevoerd op proefstukken die van de trapplaat zijn genomen. De treksterkte, vloeigrens en rek worden gemeten. Voor 40CrNiMoA-trapplaten moet de treksterkte ≥ 980 MPa, de vloeigrens ≥ 835 MPa en de rek ≥ 12% zijn. Er worden ook slagproeven uitgevoerd om de slagvastheid van het materiaal te beoordelen, met een vereiste slagenergie van ≥ 60 J/cm².

Coördinatenmeetmachine (CMM): Een CMM wordt gebruikt om de afmetingen van de tredeplaat te meten, inclusief de buitendiameter, de diameter van het centrale gat, de hoogte en breedte van de trede en de positie van de montagegaten. De CMM kan zeer nauwkeurige metingen leveren. Elke maatafwijking buiten de gespecificeerde toleranties (zoals een buitendiametertolerantie van ±0,02 mm en een tredehoogtetolerantie van ±0,05 mm) leidt tot afkeuring van de tredeplaat.

Meterinspectie: Speciale meters worden gebruikt om de pasvorm van het centrale gat en de kenmerken van de trede te controleren. Zo wordt een ringmeter gebruikt om de diameter van het centrale gat te controleren en een trapmeter om de hoogte en breedte van de trede te verifiëren. De meters worden regelmatig gekalibreerd om nauwkeurige inspectieresultaten te garanderen.

Ultrasoon onderzoek (UT):UT wordt gebruikt om interne defecten in de tredeplaat te detecteren, zoals scheuren, porositeit of insluitsels. Ultrasone golven worden door de tredeplaat geleid en eventuele defecten veroorzaken reflecties die door de ultrasone apparatuur kunnen worden gedetecteerd. Defecten groter dan een bepaalde grootte (meestal gedefinieerd als een scheurlengte van ≥ 2 mm of een porositeitsdiameter van ≥ 1 mm) zijn niet acceptabel.

Magnetische deeltjestest (MPT)MPT wordt voornamelijk gebruikt om oppervlakte- en nabij-oppervlaktedefecten te detecteren in ferromagnetische materialen, zoals het gelegeerde staal van de tredeplaat. Er wordt een magnetisch veld aangelegd op de tredeplaat en magnetische deeltjes worden over het oppervlak verspreid. Eventuele defecten zorgen ervoor dat de magnetische deeltjes zich ophopen, wat de aanwezigheid en locatie van het defect aangeeft. Oppervlaktescheuren langer dan 0,5 mm worden als onaanvaardbaar beschouwd.

Montageverificatie: De trapplaat wordt in een testopstelling samengebouwd met andere componenten van de kegelbreker, zoals de hoofdas en de bewegende kegel. De montage wordt gecontroleerd op een goede pasvorm en uitlijning. Zo moet de trapplaat soepel en zonder haperingen op de hoofdas passen en moeten de bevestigingsbouten zonder problemen met het voorgeschreven aanhaalmoment kunnen worden vastgedraaid.

PrestatiesimulatieDe geassembleerde kegelbrekercomponenten met de stapplaat worden onderworpen aan prestatiesimulatietests. Deze tests kunnen omvatten dat de breker gedurende een bepaalde periode met een lage belasting wordt gebruikt om te controleren op abnormale trillingen, geluiden of overmatige slijtage. Als er tijdens de simulatietests prestatieproblemen worden vastgesteld, moet de stapplaat mogelijk opnieuw worden geëvalueerd of vervangen.