In dit artikel wordt de hoofdasbus van kegelbrekers beschreven, een cruciaal onderdeel tussen de hoofdas en de excentrische constructie. Deze fungeert voornamelijk voor radiale ondersteuning, wrijvingsvermindering, belastingsverdeling en smering. Het onderdeel bestaat uit de busbehuizing, de binnenboring, het buitenoppervlak, smeerkanalen, de flens (in sommige ontwerpen) en slijtage-indicatorgroeven, elk met specifieke structurele kenmerken. Het gietproces voor de bronzen busbehuizing wordt uitgewerkt, inclusief materiaalionisatie (fosforbrons), modellering, gieten, smelten, gieten, warmtebehandeling en inspectie. Ook het bewerkings- en productieproces wordt beschreven, met inbegrip van ruw-/nabewerking, oppervlaktebehandeling en assemblagevoorbereiding. Daarnaast worden kwaliteitscontrolemaatregelen gespecificeerd, zoals materiaalvalidatie, maatnauwkeurigheidscontroles, inspectie van de oppervlaktekwaliteit, functionele testen en testen van de slijtvastheid. Deze processen garanderen dat de hoofdasbus betrouwbare ondersteuning en wrijvingsvermindering biedt, waardoor de efficiëntie en levensduur van de kegelbreker onder zware belasting worden verbeterd.
Gedetailleerde introductie tot het hoofdasbuscomponent van de kegelbreker
1. Functie en rol van de hoofdasbus
De hoofdasbus (ook wel hoofdasbus genoemd) is een cruciaal onderdeel van kegelbrekers en bevindt zich tussen de hoofdas en de excentrische constructie. De belangrijkste functies ervan zijn:
Radiale ondersteuning: Stabiliseert de hoofdas tijdens rotatie op hoge snelheid, zorgt voor een concentrische uitlijning met de excentrische bus om wiebelen te voorkomen.
Wrijvingsreductie:Fungeert als een slijtvaste interface tussen de roterende hoofdas en stationaire of semi-stationaire componenten, waardoor metaal-op-metaalcontact tot een minimum wordt beperkt.
Belastingverdeling: Absorberen van radiale krachten die ontstaan tijdens het breken, waardoor de hoofdas wordt beschermd tegen overmatige spanning en vroegtijdig falen.
Smeringsbehoud: Bevat smeermiddelen in de speling tussen de bus en de as, waardoor een hydrodynamische oliefilm ontstaat voor een soepele werking.
2. Samenstelling en structuur van de hoofdasbus
De hoofdasbus is doorgaans een cilindrisch of taps toelopend hol onderdeel met nauwkeurige interne en externe afmetingen, bestaande uit:
Mouwlichaam: De cilindrische kernstructuur, meestal gemaakt van hoogwaardig gegoten brons (bijv. CuSn10Pb1) of gelegeerd staal (42CrMo) met een slijtvast oppervlak. De lengte en dikte variëren per brekermodel, afhankelijk van de diameter en belastingsvereisten van de hoofdas.
Binnenboring: Een nauwkeurig bewerkt centraal gat dat met een gecontroleerde speling (0,1–0,3 mm) over de hoofdas past en rotatie mogelijk maakt terwijl de smeerfilm behouden blijft. De boring kan spiraalvormige groeven of oliezakken hebben om de smeermiddelverdeling te verbeteren.
Buitenoppervlak: Gefreesd zodat deze strak in de excentrische huls of het frame past, vaak met een taps toelopend profiel (1:10 of 1:20) voor een goede pasvorm, waardoor relatieve beweging onder belasting wordt voorkomen.
Smeerkanalen:Axiaal of radiaal geboorde gaten door de huls om olie van het hoofdsmeersysteem naar de binnenboring te transporteren, waardoor continue smering bij de interface tussen de as en de huls wordt gegarandeerd.
Flens of kraag (in sommige ontwerpen): Een radiale uitsteeksel aan één uiteinde om de huls axiaal te positioneren, waardoor axiale verplaatsing tijdens bedrijf wordt voorkomen.
Slijtage-indicatorgroeven: ondiepe omtreksgroeven op de binnenboring om de slijtagegraad visueel aan te geven. Wanneer de groeven zijn versleten, moet de huls worden vervangen.
3. Gietproces voor het mouwlichaam
Voor bronzen hulzen (meest gebruikelijk vanwege uitstekende anti-wrijvingseigenschappen) verloopt het gietproces als volgt:
MateriaalkeuzeFosforbrons (CuSn10Pb1) heeft de voorkeur vanwege de hoge slijtvastheid, goede thermische geleidbaarheid en compatibiliteit met stalen assen. Het bevat 10% tin (Sn), 1% lood (Pb) en de rest koper (Cu) voor optimale bewerkbaarheid.
Patroon maken: Er wordt een metalen of waspatroon gemaakt om de geometrie van de huls te repliceren, inclusief de binnenboring, het buitenoppervlak en de smeerkanalen. Bij precisiegieten (gebruikt voor complexe ontwerpen) worden waspatronen op een gietkanaal gemonteerd.
Vormgeving:
Voor zandgieten: Rondom het model worden harsgebonden zandmallen gevormd, met een kern om de binnenkant vorm te geven.
Bij precisiegieten: Waspatronen worden bedekt met een keramische suspensie, gedroogd tot een schaal en vervolgens gesmolten tot een holle keramische mal.
Smelten en gietenBrons wordt gesmolten in een inductieoven bij 1080–1120 °C. Het gesmolten metaal wordt onder zwaartekracht of druk in de mal gegoten, waardoor dunne delen (bijv. flensranden) volledig worden gevuld.
Koelen en uitschudden: Het gietstuk koelt af tot kamertemperatuur en wordt vervolgens uit de mal gehaald. Zandgietstukken worden gestraald om resterend zand te verwijderen; bij verlorenwasgietstukken worden keramische schalen verwijderd door middel van trillingen of waterstralen.
Warmtebehandeling:Bronzen hulzen worden gedurende 1 tot 2 uur gegloeid bij 600–650°C en vervolgens aan de lucht gekoeld om interne spanningen te verlichten en de bewerkbaarheid te verbeteren.
Gietinspectie: Visuele controle op oppervlaktedefecten (porositeit, scheuren of onvolledige vulling). Ultrasoon onderzoek (UT) detecteert interne defecten en zorgt ervoor dat er geen defecten groter dan φ1 mm zijn in kritische dragende gebieden.
4. Bewerkings- en fabricageproces
Ruwe bewerking:
Het buitenoppervlak en de flens (indien aanwezig) worden gedraaid om overtollig materiaal te verwijderen, waarbij 0,5–1 mm nabewerkingsmarge overblijft.
De binnenboring wordt grof geboord en opgeruimd tot de juiste maat, waarna er eerst gaten voor het smeerkanaal worden aangebracht.
Afwerking:
Binnenboring: Precisiegeslepen om IT6-tolerantie te bereiken, met een oppervlakteruwheid van Ra0,4–0,8 μm om wrijving te verminderen. Spiraalgroeven (indien nodig) worden gesneden met een CNC-draaibank met groeffrees, met diepte- en spoedcontrole tot ±0,02 mm.
Buitenoppervlak: Geslepen tot een taps toelopend of cilindrisch profiel (afhankelijk van het ontwerp) met IT7-tolerantie, voor een goede pasvorm met de excentrische huls. Taps toelopende oppervlakken worden gecontroleerd met een taps toelopende meter.
Smeerkanalen: Geboord en getapt voor aansluiting op het smeersysteem van de breker, met ontbraamde randen om te voorkomen dat de oliestroom wordt geblokkeerd.
Oppervlaktebehandeling:
De binnenboring kan worden bekleed met een vast smeermiddel (bijvoorbeeld molybdeendisulfide) of worden gegalvaniseerd met hard chroom (5–10 μm dik) om de slijtvastheid te verbeteren.
Het buitenoppervlak is gepolijst om bramen te verwijderen en een goede pasvorm met de passende componenten te garanderen.
Montagevoorbereiding:
De huls wordt verwarmd (200–300°C) om de buitendiameter uit te zetten, zodat deze in de excentrische huls kan worden geperst (krimppassing).
Nadat de boring is afgekoeld, wordt de speling tussen de binnenboor en de hoofdas gemeten met behulp van voelermaatjes om te controleren of deze aan de specificaties voldoet (0,1–0,3 mm).
5. Kwaliteitscontroleprocessen
MateriaalvalidatieSpectrometrische analyse bevestigt de bronssamenstelling (Cu: 88-90%, Sn: 9-11%, Pb: 0,5-1,5%). Hardheidstests (80-100 HBW) garanderen dat de materiaaleigenschappen aan de normen voldoen.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
De coördinatenmeetmachine (CMM) controleert de binnendiameter van de boring, de buitendiameter, de conushoek en de groefafmetingen.
De rondheid van de binnenboring wordt gemeten met een rondheidstester, waarbij een afwijking van ≤0,005 mm vereist is.
Inspectie van de oppervlaktekwaliteit:
De oppervlakteruwheid van de binnenboring wordt gecontroleerd met een profielmeter, waarbij Ra ≤0,8 μm wordt gegarandeerd.
Met visuele en kleurpenetranttesten (DPT) worden scheuren of krassen op kritieke oppervlakken opgespoord.
Functioneel testen:
Controle van de speling: de huls wordt proefgemonteerd op een test-as om de radiale speling binnen het ontwerpbereik te bevestigen.
Smeermiddelstroomtest: Olie wordt door kanalen gepompt om een onbelemmerde stroming naar de binnenste boringgroeven te garanderen.
Slijtvastheidstesten:
Een monstermouw ondergaat een versnelde slijtagetest onder gesimuleerde belasting- en snelheidsomstandigheden, waarbij wordt geverifieerd dat de slijtage ≤0,01 mm/100 uur bedraagt.
De nauwkeurige productie en strenge kwaliteitscontrole van de hoofdasbus garanderen een betrouwbare ondersteuning en vermindering van wrijving, wat direct bijdraagt aan de efficiëntie en levensduur van de kegelbreker bij zware breekbelastingen.
