Ringlichaam: De ringvormige hoofdstructuur, meestal gemaakt van hoogwaardig gietstaal (ZG35CrMo) of nodulair gietijzer (QT500-7), met een buitendiameter van 1 tot 5 meter, afhankelijk van de grootte van de breker. Het binnenoppervlak is voorzien van draden of tandwielen die ingrijpen in het verstelmechanisme (bijv. hydraulische motoren of handgrepen) om de rotatie te vergemakkelijken.
Vaste kegelvoering montageoppervlak: Een taps toelopend of getrapt binnenoppervlak op het ringlichaam dat de vaste kegelvoering (komvoering) vastzet met bouten, zwaluwstaartgroeven of wigklemmen. Dit oppervlak is nauwkeurig bewerkt om een goede pasvorm te garanderen en te voorkomen dat de voering tijdens het breken beweegt.
Tanden of draden van afsteltandwielen: Uitwendige of inwendige vertanding (modulus 8–12) of trapeziumvormige draden op het ringlichaam, die ingrijpen in het aandrijfrondsel of de afstelmoer om rotatiekracht over te brengen voor het afstellen van de speling.
Hydraulische cilinderpoorten of veerkamers: Uitsparingen of boringen in het ringlichaam waarin hydraulische cilinders (voor hydraulische verstelsystemen) of drukveren (voor mechanische systemen) zijn ondergebracht. Deze componenten absorberen overbelastingskrachten en zetten de ring na een blokkering weer in de oorspronkelijke positie.
Smeerkanalen: Geboorde gaten of groeven die smeermiddel aanbrengen op de tandwielen, de schroefdraden en de montageoppervlakken, waardoor wrijving en slijtage tijdens de rotatie en werking worden verminderd.
Afdichtingsgroeven: Omtreksgroeven op de contactvlakken (bijvoorbeeld tussen de ring en het frame van de breker) waarin O-ringen of pakkingen zitten om binnendringen van stof en lekkage van smeermiddel te voorkomen.
Vergrendelingsmechanisme: Een set bouten, pallen of hydraulische klemmen die de afstelring op zijn plaats houden nadat de gewenste opening is ingesteld, waardoor onbedoelde rotatie tijdens het pletten wordt voorkomen.
Materiaalkeuze:
Gegoten staal (ZG35CrMo) heeft de voorkeur voor grote brekers vanwege de hoge treksterkte (≥785 MPa) en slagvastheid, waardoor het geschikt is om zware lasten en dynamische spanningen te weerstaan.
Nodulair gietijzer (QT500-7) wordt gebruikt voor middelgrote ringen en biedt betere gietbaarheid en lagere kosten, terwijl de sterkte behouden blijft (treksterkte ≥500 MPa).
Patroon maken:
Een patroon op ware grootte wordt gemaakt met behulp van schuim, hout of 3D-geprinte materialen, waarbij de buitendiameter, de binnenschroefdraad/tanden en de interne kenmerken van de ring worden nagebootst. Voor grote ringen worden gesegmenteerde patronen gebruikt om het hanteren te vereenvoudigen.
Krimptoeslagen (2–3% voor gegoten staal) en lossingshoeken (3–5°) worden toegevoegd om krimp na het gieten te compenseren.
Vormgeving:
Rondom het model worden harsgebonden zandmallen gevormd, waarbij zandkernen worden gebruikt om interne holtes te creëren (bijvoorbeeld cilinderpoorten). De mal wordt verstevigd met stalen staven om vervorming tijdens het gieten te voorkomen.
Bij precisiegieten (voor complexe tandwielen) wordt een keramisch omhulsel gevormd door het schuimpatroon in een vuurvaste suspensie te dompelen, gevolgd door drogen en sinteren.
Smelten en gieten:
Gietstaal wordt gesmolten in een elektrische vlamboogoven bij 1520-1580 °C, waaraan legeringselementen (Cr, Mo) worden toegevoegd om de gewenste chemische samenstelling te bereiken. Het gesmolten metaal wordt behandeld om het zwavel- en fosforgehalte te verlagen (≤ 0,03%).
Het gieten gebeurt in één enkele stroom met een gecontroleerde snelheid (100–300 kg/s) om ervoor te zorgen dat de mal volledig wordt gevuld en turbulentie, die porositeit kan veroorzaken, tot een minimum wordt beperkt.
Koelen en uitschudden:
Het gietstuk koelt 48-72 uur langzaam af in de mal om thermische scheurvorming te voorkomen en wordt vervolgens verwijderd met behulp van trillingen of een kraan. Zandresten worden verwijderd met behulp van gritstralen of hogedrukwaterstralen.
Warmtebehandeling:
Gegoten stalen ringen ondergaan normalisatie (860–900°C, luchtgekoeld) om de korrelstructuur te verfijnen, gevolgd door ontlaten (600–650°C) om een hardheid van 220–260 HBW te bereiken, waarmee sterkte en bewerkbaarheid in evenwicht worden gebracht.
Nodulair gietijzeren ringen worden gegloeid (900–950°C) om carbiden te verwijderen en de ductiliteit te verbeteren.
Gietinspectie:
Met behulp van visuele inspectie en kleurstofpenetrantonderzoek (DPT) wordt gecontroleerd op oppervlaktescheuren, blaasgaten en onvolledige tandwieltanden.
Met ultrasoon onderzoek (UT) en radiografisch onderzoek (RT) worden interne defecten gedetecteerd, met strikte grenzen (geen defecten >φ5 mm in het ringlichaam of de tandwielen).
Ruwe bewerking:
De buiten- en binnenoppervlakken van de ring worden op een grote CNC-draaibank gedraaid om overtollig materiaal te verwijderen, waarbij een nabewerkingsmarge van 3-5 mm overblijft. Tandwielen of draden worden ruw gesneden met een afwikkelfrees of draadfrees.
De poorten en boutgaten voor de hydraulische cilinder worden geboord en verzonken tot de juiste afmetingen.
Stress Relief Gloeien:
Na de voorbewerking wordt de ring gedurende 4 tot 6 uur verhit tot een temperatuur van 550–600°C en vervolgens langzaam afgekoeld om restspanningen van het gieten en de eerste snijbewerking te elimineren en vervorming tijdens de nabewerking te voorkomen.
Afwerking:
Het binnenoppervlak voor de vaste conusvoering is nauwkeurig geslepen met een tapsheidstolerantie van ±0,05 mm/m en een oppervlakteruwheid van Ra1,6–3,2 μm, waardoor een strakke pasvorm van de voering wordt gegarandeerd.
De tanden zijn afgewerkt met een afronding of slijping met een AGMA 8–10 nauwkeurigheid, met afwijkingen van het tandprofiel ≤0,03 mm om een soepele ingrijping met het aandrijfrondsel te garanderen.
De draden zijn nauwkeurig gedraaid of geslepen volgens ISO 286 tolerantieklasse 6H, met een flankoppervlakteruwheid van Ra3,2 μm voor een betrouwbare aangrijping.
Hydraulische poorten worden geslepen om concentriciteit met de cilinderboringen te garanderen en afdichtingsgroeven worden op exacte afmetingen gemaakt (breedte ±0,02 mm, diepte ±0,01 mm).
Oppervlaktebehandeling:
Het buitenoppervlak is voorzien van een anti-corrosieve primer en toplaag (droge filmdikte ≥120 μm) om bestand te zijn tegen invloeden van buitenaf.
Tandwielen en draden zijn voorzien van een coating van molybdeendisulfide of -fosfaat om de wrijving te verminderen en de slijtvastheid te vergroten.
Montage:
Hydraulische cilinders of veren worden in hun respectievelijke kamers geïnstalleerd, met afdichtingen en O-ringen om lekkage te voorkomen.
Het vergrendelingsmechanisme (bouten of klemmen) wordt gemonteerd en er worden functionele testen uitgevoerd om te controleren of het systeem soepel draait en goed vergrendeld is.
Materiaalvalidatie:
Spectrometrische analyse bevestigt de chemische samenstelling van gegoten staal/ijzer (bijv. ZG35CrMo: C 0,32–0,40%, Cr 0,8–1,1%, Mo 0,15–0,25%).
Trekproeven op coupons uit elke gietpartij garanderen dat de mechanische eigenschappen (treksterkte, slagvastheid) aan de normen voldoen.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Coördinatenmeetmachines (CMM) met een meetbereik van ≥ 6 meter verifiëren de belangrijkste afmetingen, waaronder de buitendiameter, de binnenconus, de spoed van de tandwielen en de spoed van de schroefdraad.
Met een tandwielroltester worden de contactpatronen van de tanden en de speling (0,1–0,3 mm) gecontroleerd om een soepele ingrijping te garanderen.
Functioneel testen:
Rotatietest: De ring wordt onder belasting 360° gedraaid om te garanderen dat deze niet vastloopt. De koppelmetingen bevestigen een soepele werking (≤5% afwijking van de ontwerpspecificaties).
Test van het hydraulisch systeem: Voor hydraulische ringen kunt u een druktest uitvoeren bij 1,5× de nominale druk (bijv. 30 MPa) gedurende 1 uur om te controleren of er geen lekkages zijn bij de cilinderpoorten of afdichtingen.
Slijtvastheidstesten:
De tanden ondergaan een slijtagetest van 10.000 cycli onder gesimuleerde belasting, waarbij een slijtagediepte ≤0,1 mm acceptabel is.
Schroefdraadoppervlakken worden getest op vreetweerstand bij herhaalde montage-/demontagecycli.
Eindinspectie:
Voordat er tot certificering wordt overgegaan, worden alle testrapporten, inclusief materiaalcertificaten, NDT-resultaten en maatvoeringsgegevens, uitgebreid gecontroleerd.
De ring wordt proefgepast met de vaste conusvoering en het afstelmechanisme om de compatibiliteit en juiste uitlijning te bevestigen.
