Overbelastingsbeveiliging: Absorberen van impactenergie wanneer vreemde voorwerpen (bijv. metaalresten) in de breekruimte terechtkomen, samendrukken om tijdelijke scheiding van de bewegende en vaste kegels mogelijk te maken, waardoor schade aan de hoofdas, tandwielen en voeringen wordt voorkomen.
Trillingsdemping:Het verminderen van hoogfrequente trillingen die ontstaan tijdens het breken, het minimaliseren van geluid en het verlengen van de levensduur van lagers en andere precisiecomponenten.
Reset kracht:Na overbelasting moet de afstelring of de kegel met behulp van een terugstelkracht in de oorspronkelijke positie worden teruggezet, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de knelspeling behouden blijft.
Applicatie vooraf laden: Door een constante druk op de afstelring te handhaven, wordt losraken voorkomen. Zo wordt een stabiele werking bij wisselende materiaalbelastingen gegarandeerd.
Veerspiraal: Het hoofdgedeelte, gemaakt van verenstaaldraad met een hoog koolstofgehalte (bijv. 60Si2MnA of 50CrVA) met een diameter variërend van 20 mm tot 80 mm. De spoel heeft een uniforme helixstructuur met een bepaald aantal actieve spoelen (meestal 5-15) en eindspoelen (1-2) voor een stabiele bevestiging.
Eindvlakken:De bovenste en onderste uiteinden van de spoel kunnen vlak (bij veren met parallelle uiteinden) of vierkant (bij niet-geslepen uiteinden) zijn geslepen. Hierdoor staat de spoel loodrecht op de veeras en is de lastverdeling gelijkmatig.
Veerdiameter: Inclusief buitendiameter (OD, 150–500 mm) en binnendiameter (ID), met een spoed (afstand tussen aangrenzende windingen) van 20–100 mm om voldoende compressieslag mogelijk te maken (meestal 10–30% van de vrije lengte).
Haak- of verbindingsfuncties (optioneel):Voor kleinere veren kunnen er eindhaken worden gevormd om ze aan de afstelring of de basis te bevestigen, hoewel de meeste grote crusherveren platte uiteinden gebruiken voor direct contact.
Oppervlaktecoating: Een beschermende laag zoals zinkplating, epoxycoating of olie-immersie om corrosie te voorkomen, vooral in vochtige of stoffige mijnbouwomgevingen.
Materiaalkeuze en -voorbereiding:
Verenstaaldraad met hoog koolstofgehalte (60Si2MnA) wordt gekozen vanwege de uitstekende elasticiteitsgrens (≥ 1200 MPa) en vermoeiingssterkte. De draad wordt gecontroleerd op oppervlaktedefecten (krassen, scheuren) en rechtgetrokken om een uniforme diameter te garanderen (tolerantie ± 0,1 mm).
Oprollen:
De draad wordt in een CNC-veerwikkelmachine gevoerd, die deze met behulp van precisiedoornen en rollen in een spiraalvorm buigt. De machine bestuurt:
Toonhoogte: Zorgt voor een gelijkmatige afstand tussen de spoelen (tolerantie ±0,5 mm).
Diameter: De buitendiameter blijft binnen ±1 mm van de ontwerpwaarde.
Aantal spoelen: Nauwkeurig tellen van actieve en eindspoelen om te voldoen aan de specificatie voor de vrije lengte (tolerantie ±2 mm).
Warmtebehandeling:
Blussen en temperenDe spiraalveer wordt in een oven verhit tot 850-880 °C, gedurende 30-60 minuten, en vervolgens afgeschrikt in olie om een martensitische structuur te verkrijgen. Vervolgens wordt de veer 1-2 uur getemperd bij 420-480 °C om broosheid te verminderen, wat resulteert in een hardheid van HRC 45-50 en een treksterkte van 1600-1900 MPa.
Door dit proces worden de elastische eigenschappen van de veer bepaald, waardoor deze herhaaldelijke samendrukking kan weerstaan zonder blijvende vervorming.
Eindverwerking:
De eindwikkelingen worden met een vlakslijpmachine vlak geslepen om parallelliteit (≤0,1 mm/m) en loodrechtheid op de veeras (≤0,5°) te bereiken. Hierdoor wordt een stabiele bevestiging op het bovenframe en de basis gegarandeerd.
Door ontbramen worden scherpe randen van de geslepen uiteinden verwijderd, om spanningsconcentratie en schade aan de contactoppervlakken te voorkomen.
Lenteselectie en -matching:
Veren worden gesorteerd op vrije lengte en veerconstante (stijfheid) om een gelijkmatige belastingverdeling te garanderen. Veren met een constantevariatie van >5% worden afgekeurd om ongelijkmatige belasting te voorkomen.
Installatie van de montageplaat:
Boven- en ondermontageplaten (staal of gietijzer) met gaten die overeenkomen met de buitendiameter van de veer, worden gebruikt om de veren te positioneren. Elke veer wordt in het gat geplaatst en vastgezet met borgringen om zijwaartse beweging te voorkomen.
Voorbelastingsinstelling:
De constructie wordt met een hydraulische pers samengeperst tot de opgegeven voorspanning en met vulplaatjes vastgezet. Zo wordt ervoor gezorgd dat elke veer een gelijke belasting draagt (gemeten via weegcellen met een tolerantie van ±2%).
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) bevestigt dat het veerstaal voldoet aan de normen (bijv. 60Si2MnA: C 0,56–0,64%, Si 1,50–2,00%, Mn 0,60–0,90%).
Bij trekproeven op draadmonsters worden de treksterkte (≥1600 MPa) en de rek (≥6%) gemeten.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) inspecteert de diameter van de spoel, de spoed, de vrije lengte en de vlakheid van het uiteinde, en zorgt ervoor dat aan de ontwerptoleranties wordt voldaan.
Met een verentester wordt de kracht per mm compressie gemeten om te controleren of deze binnen het opgegeven bereik valt (±5%).
Mechanische eigenschappen testen:
Hardheidstests (Rockwell) garanderen dat de veer een hardheid heeft van HRC 45–50; de kernhardheid wordt gecontroleerd via microhardheidsprofielen om een gelijkmatige warmtebehandeling te bevestigen.
Bij vermoeiingstests wordt de veer onderworpen aan 10⁶ compressiecycli (van 10% tot 70% van de maximale doorbuiging) zonder dat er scheuren of permanente vervorming ontstaan.
Niet-destructief onderzoek (NDO):
Met magnetisch onderzoek (MPT) worden scheuren in het oppervlak van de spoelen opgespoord, met name bij bochten in de spoelen (concentratiepunten van de spanning). Elke scheur met een lengte van 0,2 mm leidt tot afkeuring.
Bij ultrasoon onderzoek (UT) wordt de draad gecontroleerd op interne defecten (bijvoorbeeld insluitsels) die de vermoeiingslevensduur kunnen verkorten.
Corrosiebestendigheidstesten:
Zoutneveltest (ASTM B117) gedurende 48 uur beoordeelt verzinkte of geverfde veren. Er mag geen rode roest op kritische oppervlakken voorkomen.
