Controle van de verbrijzelingsspleet: Maakt een nauwkeurige afstelling van de afstand tussen de bewegende kegel en de vaste kegel (klemspeling) mogelijk door middel van draaien of transleren ten opzichte van de afstelring, waardoor de grootte van het uitgeworpen materiaal direct wordt beïnvloed.
Componentvergrendeling: Borgt de afstelring in de ingestelde positie na het afstellen van de speling, waardoor onbedoelde bewegingen door trillingen tijdens het breken worden voorkomen.
Belastingverdeling: Verdeling van de axiale belasting van de afstelring naar het bovenframe, waardoor plaatselijke spanning op de aansluitende componenten wordt verminderd.
Afdichtingsondersteuning: Biedt een montageoppervlak voor afdichtingen die voorkomen dat er stof, vuil of smeermiddel lekt tussen het afstelsysteem en de interne mechanismen van de breker.
Kaplichaam: Het belangrijkste constructiedeel, meestal gemaakt van hoogwaardig gietstaal (bijv. 40Cr of ZG310–570) of gesmeed staal voor extra duurzaamheid. De wanddikte varieert van 30 tot 80 mm, met dikkere delen bij dragende raakvlakken.
Schroefdraadboring of buitendraad: Een centrale schroefdraad die aansluit op de afstelring – ofwel interne schroefdraad (voor doppen die op de afstelring worden geschroefd) ofwel externe schroefdraad (voor doppen die met een borgmoer worden vastgezet). De schroefdraad is vaak trapeziumvormig (metrisch of inch) om hoge axiale belastingen aan te kunnen.
Vergrendelingsmechanisme: Functies om de dop na het verstellen vast te zetten, zoals:
Vergrendelingssleuven: Rondomlopende groeven op het buitenoppervlak van de dop die aansluiten op de borgbouten op de afstelring, waardoor rotatie wordt voorkomen.
Stelschroefgaten: Radiale schroefdraadgaten waarin stelschroeven tegen de afstelring kunnen drukken, waardoor een vergrendeling op basis van wrijving ontstaat.
taps toelopende interface: Een conisch oppervlak dat samenwerkt met een overeenkomstige taps toelopende vorm op de afstelring, waardoor de grip onder belasting wordt verbeterd.
Bovenste flens: Een radiale flens aan het bovenste uiteinde van de dop, die een oppervlak biedt voor het uitoefenen van koppel tijdens het afstellen (via een sleutel of hydraulisch gereedschap) en die de axiale beweging beperkt.
Afdichtingsgroeven: Omtreksgroeven op het buiten- of binnenoppervlak waarin O-ringen, pakkingen of labyrintafdichtingen zijn geplaatst om verontreiniging of verlies van smeermiddel te voorkomen.
Versterkende ribben: Interne of externe ribben (5–15 mm dik) die de dopbehuizing versterken, met name rond de schroefdraadgedeelten, om vervorming onder belasting te weerstaan.
Indicatormarkeringen: Gegraveerde of gestempelde lijnen op het buitenoppervlak die zijn uitgelijnd met de referentiemarkeringen op de afstelring, waardoor een nauwkeurige afstelling van de speling mogelijk is (meestal in stappen van 0,1 mm).
Materiaalkeuze:
Hoogwaardig gietstaal (ZG310–570) is gekozen vanwege de treksterkte (≥ 570 MPa) en slagvastheid, geschikt voor dragende toepassingen. Voor kleinere kappen kan nodulair gietijzer (QT500–7) worden gebruikt vanwege de kosteneffectiviteit en de goede bewerkbaarheid.
Patroon maken:
Er wordt een precisiepatroon gemaakt met hout, schuim of 3D-geprint plastic, dat de externe vorm, schroefdraad (in vereenvoudigde vorm), flenzen en groeven van de dop nabootst. Er wordt een krimpmarge (1,5-2%) toegevoegd, met een lossingshoek (2°-4°) om het verwijderen van de mal te vergemakkelijken.
Vaak worden de draadpatronen tijdens het gieten weggelaten of vereenvoudigd, waarna de definitieve schroefdraad wordt aangebracht door middel van machinale bewerking.
Vormgeving:
Rondom het patroon wordt een zandmal (groen zand of kunstharsgebonden zand) gevormd, met een kern die de centrale boring vormt. De malholte wordt bekleed met een vuurvaste laag om de oppervlakteafwerking te verbeteren en te voorkomen dat metaal in het zand dringt.
Smelten en gieten:
Gegoten staal wordt gesmolten in een elektrische vlamboogoven bij 1520–1560 °C, waarbij de chemische samenstelling wordt gecontroleerd op C 0,25–0,35%, Mn 0,8–1,2% en Si 0,2–0,6% om een evenwicht te vinden tussen sterkte en bewerkbaarheid.
Het gieten gebeurt bij 1480–1520°C met behulp van een gietlepel, waarbij een constante stroomsnelheid wordt aangehouden om turbulentie te voorkomen en een volledige vulling van de matrijsholte te garanderen.
Koelen en uitschudden:
Het gietstuk wordt 24-48 uur in de mal afgekoeld om thermische spanning te verminderen en vervolgens door middel van trillingen verwijderd. Zandresten worden gereinigd door middel van stralen (G25 staalgrit), waardoor een oppervlakteruwheid van Ra25-50 μm wordt bereikt.
Warmtebehandeling:
Normalisatie (850–900°C, luchtgekoeld) verfijnt de korrelstructuur, gevolgd door ontlaten (600–650°C) om de hardheid terug te brengen tot 200–250 HBW, waardoor de bewerkbaarheid wordt verbeterd en de sterkte behouden blijft.
Ruwe bewerking:
Het gegoten werkstuk wordt op een CNC-draaibank gemonteerd om de buitendiameter, de bovenflens en de centrale boring te bewerken, waarbij een nabewerkingsmarge van 2-3 mm wordt aangehouden. De sleutelvlakken worden gevlakt om referentiepunten te bepalen.
Draadbewerking:
Binnen- en buitendraden worden nauwkeurig bewerkt met een CNC-draaibank of draadfreesmachine. Trapeziumdraden worden gesneden met een vormgereedschap, waardoor de spoednauwkeurigheid (±0,05 mm) en de profieltolerantie van de draad soepel verlopen.
Bewerking van vergrendelingsfuncties:
Met een CNC-freesmachine worden vergrendelingssleuven in het buitenoppervlak gefreesd, met een dieptetolerantie (±0,1 mm) en een gelijkmatige afstand (±0,5 mm) rondom de omtrek van de dop.
De stelschroefgaten worden geboord en getapt met een tolerantie van klasse 6H, met een loodrechte stand (±0,1 mm/100 mm) ten opzichte van de as van de kap om een goede schroefverbinding te garanderen.
Afwerking:
De bovenste flens en afdichtingsvlakken zijn afgewerkt om vlakheid (≤0,05 mm/m) en oppervlakteruwheid Ra1,6 μm te bereiken, waardoor een effectieve afdichting en torsietoepassing worden gegarandeerd.
Taps toelopende interfaces (indien van toepassing) worden bewerkt met een hoektolerantie (±0,1°) en oppervlakteruwheid Ra3,2 μm voor een veilige aansluiting met de afstelring.
Oppervlaktebehandeling:
De buitenkant van de dop is voorzien van roestwerende verf of zink (5-8 μm dik) om corrosie te voorkomen. De schroefdraad is behandeld met een anti-seize middel (bijv. molybdeendisulfide) om soepele afstelling te vergemakkelijken en vreten te voorkomen.
Montage van afdichtingen:
O-ringen of pakkingen worden in afdichtingsgroeven geïnstalleerd, met afmetingen die zijn afgestemd op de groefbreedte en -diepte, om een goede afdichting onder druk te garanderen.
Materiaalvalidatie:
Chemische samenstellingsanalyse (via spectrometrie) bevestigt dat het basismateriaal aan de specificaties voldoet (bijv. 40Cr: C 0,37–0,44%, Cr 0,8–1,1%).
Hardheidstesten (Brinell of Rockwell) verifiëren of de dop een hardheid heeft van 200–250 HBW, wat een balans garandeert tussen sterkte en bewerkbaarheid.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert kritische afmetingen: spoeddiameter (±0,03 mm), buitendiameter (±0,1 mm), vlakheid van de flens en sleuf-/groefposities.
De kwaliteit van het schroefdraad wordt beoordeeld met behulp van schroefdraadmeters (ring- of plugmeters) om een goede pasvorm met de afstelring te garanderen.
Structurele integriteitstesten:
Niet-destructief onderzoek (NDO), zoals magnetisch onderzoek (MPT), detecteert scheuren in het oppervlak van schroefdraden, flenzen of vergrendelingen. Defecten met een lengte van 0,5 mm worden afgewezen.
Ultrasoon onderzoek (UT) wordt uitgevoerd op grote doppen om interne defecten (bijvoorbeeld krimpporiën) in dragende delen op te sporen.
Functioneel testen:
Verificatie van het aanpassingsbereik: De dop wordt gekoppeld aan een testaanpassingsring en het rotatie-/translatiebereik wordt gemeten om er zeker van te zijn dat de dop binnen het ontwerpbereik van de spleet valt (doorgaans 5–50 mm).
Test van de vergrendelingseffectiviteit: Nadat de dop in de middenstand is gezet, wordt een vibratietest (10–500 Hz gedurende 1 uur) uitgevoerd, waarbij geen meetbare beweging (≤0,01 mm) is toegestaan.
Testen van afdichtingsprestaties:
Een druktest wordt uitgevoerd door de dop met afdichtingen op een testopstelling te monteren en een luchtdruk van 0,3 MPa aan te leggen, waarbij geen lekkage wordt gedetecteerd via inspectie met zeepoplossing.
