De enkelvoudige pendelkaakbreker, een traditioneel primair breekapparaat, heeft een bewegende kaak die in één boog om een ophangas draait en is geschikt voor het breken van materialen met een druksterkte ≤ 250 MPa (bijv. kalksteen, steenkoolgruis) tot deeltjes van 10-200 mm (breekverhouding 3-5). De constructie bestaat uit een frame, vaste/bewegende kaken, excentrische asoverbrenging, vulplaatjes en veiligheidsvoorzieningen met tuimelplaten, en wordt gekenmerkt door eenvoud en lage kosten.
De productie omvat gegoten/gelaste frames, excentrische assen van 40Cr (smeedverhouding ≥ 2,5) en ZGMn13-klauwplaten (watergehard). Kwaliteitscontrole omvat UT voor gietstukken, controles van de coaxialiteit van lagers (≤ 0,1 mm) en belastingstests (≥ 90% conformiteit met de deeltjesgrootte).
Deze machine wordt veel gebruikt in kleine mijnen, bouwmaterialen, wegenbouw op het platteland en de voorverwerking van steenkool. Hij is economisch betrouwbaar voor basisbreekwerkzaamheden met een laag budget, maar heeft een lagere efficiëntie dan de modellen met dubbele pendel.
Gedetailleerde introductie tot enkelvoudige pendelkaakbrekers
De enkelvoudige pendelkaakbreker is het meest traditionele en meest gebruikte type kaakbreker. De bewegende kaak zwaait in één boog rond een ophangas (vergelijkbaar met een pendel), vandaar de naam "single pendulum.". Gekenmerkt door een eenvoudige constructie, lage kosten en eenvoudig onderhoud, speelt deze breker een sleutelrol bij het primaire breken van kleine tot middelgrote mijnen, bouwmaterialen en wegenbouw. Hij kan materialen breken met een druksterkte ≤ 250 MPa (bijv. kalksteen, zandsteen, gangsteen) met een breekverhouding van 3–5 en een instelbare afvoeropening van 10–200 mm.
I. Samenstelling en structuur van enkelvoudige pendelkaakbrekers
De structuur van een enkele pendelkaakbreker is ontworpen rond het "pendulum crushing"-principe, bestaande uit vijf kerncomponenten: frame, verbrijzelingsmechanisme, transmissiesysteem, afstelinrichting en veiligheidsvoorzieningDeze componenten werken samen om het materiaal onder druk te vermalen, met de volgende specifieke structuren en functies:
Kader
Als dragende basis gebruiken kleine tot middelgrote modellen (bijv. PE250×400) integraal gegoten staal (ZG230-450), terwijl grotere modellen (bijv. PE600×900) gelaste constructies hebben (Q235B stalen platen, 15-30 mm dik). Het frame is aan beide zijden voorzien van lagergaten (die de excentrische as ondersteunen) en tuimelplaatzittingen (waar tuimelplaten op worden gemonteerd).
De bodem is open (wat het lossen vergemakkelijkt), met de vaste bek en het transmissiesysteem respectievelijk aan de voor- en achterkant. De algehele stijfheid moet bestand zijn tegen stootkrachten tijdens het breken (100-500 kN, afhankelijk van het model).
Verbrijzelingsmechanisme
Vaste kaak: Verticaal of licht hellend (≤15°) aan de voorzijde van het frame, is het oppervlak voorzien van een vaste kaakplaat (ZGMn13 hoog mangaanstaal, 30–80 mm dik) met trapezium- of driehoekige tanden (5–10 mm hoog) om de grip op het materiaal te verbeteren.
Bewegende kaak: Verbonden met het frame via een ophangingsas (vast draaipunt) aan de bovenkant en gekoppeld aan de tuimelplaat aan de onderkant, waardoor een "pendulum"-constructie ontstaat. Gemaakt van gegoten staal (ZG310-570) met een bewegende kaakplaat (symmetrisch ten opzichte van de vaste kaakplaat), zwaait deze tijdens bedrijf in een boog rond de ophangingsas, waardoor er periodieke compressie met de vaste kaak ontstaat.
Transmissiesysteem
Motor: Levert vermogen (3–75 kW, afhankelijk van het model), verbonden met de poelie via V-snaren met een toerental van 750–1500 tpm.
Katrol en excentrische asDe poelie (HT250 grijs gietijzer) brengt het motorvermogen over op de excentrische as (45# staal of 40Cr, getemperd tot 22-28 HRC). Het excentrische ontwerp zet de rotatiebeweging om in een slag van de bewegende kaak (150-300 cycli/min).
Ophangingsas en lagersDe ophangingsas (45# staal, oppervlaktegehard tot 40-45 HRC) is bevestigd aan het bovenste deel van het frame, waarbij de bewegende kaak eromheen draait via glij- of rollagers. De excentrische as wordt ondersteund door bolvormige rollagers in de lagerzittingen van het frame voor een stabiele rotatie.
Aanpassingsapparaat
Gebruik shim-afstelling: Tussen de tuimelplaat en de achterwand van het frame wordt een set vulplaatjes van verschillende diktes geplaatst. De afvoeropening wordt afgesteld door vulplaatjes met een precisie van ±1 mm toe te voegen of te verwijderen. Kleine tot middelgrote modellen vereisen handmatige vervanging van de vulplaatjes, terwijl grote modellen mogelijk handmatige vijzels gebruiken voor een eenvoudigere afstelling.
Veiligheidsvoorziening
De wisselplaat Werkt als een "-veiligheidspin": Gemaakt van HT200 gietijzer (bros materiaal), wordt deze tussen de bewegende kaak en de zitting van de tuimelplaat van het frame geplaatst. Wanneer niet-breekbare materialen (bijv. ijzeren blokken) de kamer binnendringen, breekt de tuimelplaat onder overmatige druk, waardoor kritieke componenten (excentrische as, frame) worden beschermd.
II. Productieprocessen
Bij het productieproces van enkelvoudige pendelkaakbrekers ligt de nadruk op structurele stijfheid en betrouwbaarheid van de transmissie, met de volgende belangrijke stappen:
Framefabricage
Gegoten frame: Gesmolten ZG230-450 staal wordt gegoten tot blanks door middel van zandgieten (giettemperatuur 1450-1550 ℃). Na langzame afkoeling (om krimp/scheuren te voorkomen), volgt een ruwe bewerking en veroudering (om de gietspanning te verlichten). Het vaste kaakmontagevlak wordt afgewerkt tot een vlakheid ≤ 0,2 mm/m en de gaten in de lagerzitting worden geboord met een H8-tolerantie (Ra ≤ 3,2 μm).
Gelast frame: Q235B-platen worden CNC-gesneden (tolerantie ±1 mm) en onderpoedergelast (lashoogte 8-12 mm). Trillingsveroudering na het lassen (20-50 Hz gedurende 2-4 uur) zorgt voor een restspanning ≤80 MPa om vervorming tijdens bedrijf te voorkomen.
Productie van belangrijke componenten
Excentrische schacht: 40Cr-staal wordt gesmeed (smeedverhouding ≥ 2,5), ruw gedraaid en getemperd (840 °C + 560 °C temperen) tot 22-28 HRC. Precisiedraaien garandeert een excentriciteitstolerantie van ± 0,1 mm, waarbij het tapoppervlak is geslepen tot Ra ≤ 1,6 μm. Magnetische deeltjesinspectie (MT) garandeert de afwezigheid van oppervlaktescheuren.
Bewegende en vaste kakenDe bewegende kaak is gegoten uit ZG310-570 via zandvormen en na ruwbewerking gegloeid (600-650 °C gedurende 3 uur). Het gat in de ophangingsas is geboord met een H7-tolerantie met een pasafstand van 0,05-0,1 mm ten opzichte van de ophangingsas. De vaste kaak is integraal gegoten met het frame of geschroefd, met een parallelliteit ten opzichte van de bewegende kaak van ≤ 0,2 mm/m.
Kaakplaten: ZGMn13 ondergaat een waterharding (1050 °C gedurende 1-2 uur, watergekoeld) om een austenitische structuur te vormen (slagvastheid ≥ 180 J/cm²). Tandprofielen worden gevormd door middel van machinale bewerking of gieten voor een gelijkmatig materiaalcontact.
Montage en inbedrijfstelling
Montage: De ophangingsas is aan het frame bevestigd, gevolgd door de bewegende kaak (met 0,1–0,2 mm lagerspeling), excentrische as, poelie, tuimelplaat en vulplaatjes. Bouten worden volgens de specificaties aangedraaid (bijv. M20-bouten: 200–250 N·m).
Testen zonder belasting: 1 uur looptijd controleert de lagertemperatuur (≤75 ℃), het geluid (≤90 dB) en de soepele beweging. De V-snaarspanning wordt afgesteld (afbuiging 1,5% van de spanwijdte).
Belastingstesten: Gedurende 2 uur wordt bij het breken van kalksteen gecontroleerd of de afvoergrootte voldoet (≥90%), de stabiliteit van de motorstroom (fluctuatie ≤10%) en of het veiligheidsapparaat goed functioneert (breuken in de schakelplaat bij gesimuleerde overbelasting).
III. Kwaliteitscontroleprocessen
Om de basisbetrouwbaarheid te garanderen (ontwerplevensduur ≥ 8 jaar, exclusief slijtdelen), richt de kwaliteitscontrole zich op de belangrijkste prestatie-indicatoren:
Inspectie van grondstoffen en blanco's
Gegoten stalen onderdelen (frame, bewegende kaak) ondergaan een visuele inspectie van 100% (geen krimp/scheuren) en een UT-inspectie (interne defecten ≤φ3 mm). Stalen platen (gelaste frames) vereisen materiaalcertificaten met een treksterkte ≥375 MPa.
Smeedstukken (excentrische as, ophangingsas) worden gecontroleerd op smeedverhouding en korrelgrootte, door middel van mechanische steekproeven (treksterkte ≥600 MPa, vloeigrens ≥350 MPa).
Inspectie van de bewerkingsnauwkeurigheid
De coaxialiteit van het lagerzittinggat wordt gecontroleerd met meetklokken (≤ 0,1 mm). De parallelliteit tussen de vaste en bewegende bekbevestigingsvlakken wordt gecontroleerd met waterpassen (≤ 0,2 mm/m).
De excentriciteit van de excentrische as en de rondheidsfouten worden gemeten met gereedschapsmicroscopen (≤0,1 mm), en de oppervlakteruwheid van het krukgat wordt gevalideerd met profilometers (Ra ≤1,6 μm).
Montage- en prestatietesten
Montagegaten: Het verschil in spleet tussen de bewegende en vaste bekken (boven versus onder) is ≤ 1 mm. Het contactoppervlak van de schakelplaat met de zitting is ≥ 70% (zorgt voor een gelijkmatige krachtoverbrenging). De lagertemperatuur stijgt tijdens onbelaste werking ≤ 40 °C (boven de omgevingstemperatuur).
Verpletterende prestaties:Het breken van 150 MPa kalksteen bij nominale capaciteit bereikt een breekverhouding ≥90% van de ontwerpwaarde (bijv. PE400×600: ≥3,8 versus ontwerp 4). Gehalte aan overmaatse deeltjes ≤5%.
Veiligheidsvalidatie: Gesimuleerde overbelastingstesten (1,5× nominale invoergrootte) bevestigen breuken van de tuimelplaat binnen 30 seconden zonder andere componenten te beschadigen.
IV. Toepassingen in productielijnen en industrieën
Enkelvoudige pendelkaakbrekers, gewaardeerd om hun eenvoud en lage kosten, worden voornamelijk gebruikt in kleine tot middelgrote productielijnen met bescheiden efficiëntie- en deeltjesvormvereisten:
Primaire breking van kleine tot middelgrote mijnen
Als eerste fasebreker in kleine ijzererts- of kalksteenmijnen reduceert hij erts (200-500 mm) tot 50-150 mm voor daaropvolgende kogel- of kegelbrekers. Kalksteenmijnen met een productie van 100.000 ton per jaar gebruiken bijvoorbeeld vaak PE400×600-modellen met trilzeven voor eenvoudige breeklijnen.
Productie van bouwmaterialen
Vermaalt zandsteen en schalie tot wandmaterialen (bijv. cellenbetonblokken) of bouwafval (bakstenen, beton) voor gerecyclede aggregaten (wegdekvulling). De eenvoudige constructie is geschikt voor frequente verplaatsing (bijv. kleine mobiele breekstations).
Wegenbouw funderingsbreking
Verkleint lokale kasseien en stenen voor funderingsgranulaten ≤100 mm (bijv. cementgestabiliseerd macadam) in landelijke of laagwaardige wegenbouwprojecten. In scenario's met een lage materiaalbehoefte kan het zeven achterwege blijven om kosten te besparen.
Kolenindustrie
Verkleint ruwe steenkool of gangsteen (druksterkte ≤ 80 MPa). De lage verkleiningsverhouding minimaliseert oververkleining van steenkool (vermindert verlies van fijn materiaal), waardoor het geschikt is voor voorverwerking in kleine tot middelgrote kolenwasserijen.
V. Belangrijkste verschillen met dubbelslingerkaakbrekers
Bewegingstraject:De enkele slingerbek maakt alleen een boogbeweging (grotere zwaai aan de onderkant), terwijl de dubbele slingerbek een boogbeweging combineert met een verticale beweging (hogere efficiëntie).
Efficiëntie: Enkelvoudige pendelmodellen hebben een 10–20% lagere capaciteit dan dubbele pendelmodellen van hetzelfde formaat, maar bieden eenvoudiger onderhoud en lagere kosten.
Materiaalgeschiktheid:Eenvoudige pendelbrekers zijn beter geschikt voor middelzachte materialen (bijv. kalksteen), terwijl modellen met dubbele pendel beter geschikt zijn voor hardere materialen (bijv. graniet).
Samenvattend kunnen we stellen dat enkelvoudige pendelkaakbrekers nog steeds veel worden gebruikt in kleinschalige, budgettair beperkte breekscenario's die basisfunctionaliteit vereisen en een primaire breekoplossing op instapniveau vertegenwoordigen.
