Structurele ondersteuning:Het dragen van het gewicht van de vaste conusvoering, de afstelring en de binnenkomende materiaallast (tot honderden tonnen) en het overbrengen van deze lasten naar het onderste frame of de fundering.
Vorming van de breekkamer:Werkt samen met de bewegende kegel om het bovenste gedeelte van de breekruimte te vormen, de ruimte voor de eerste invoer van het materiaal te definiëren en erts naar de breekzone te geleiden.
Componentuitlijning: Handhaving van de nauwkeurige positionering van de vaste kegel en de afstelring ten opzichte van de bewegende kegel, waardoor een stabiele regeling van de verbrijzelingsspleet en een gelijkmatige deeltjesgrootte-uitvoer wordt gegarandeerd.
Bescherming: Het omsluiten van interne componenten (bijv. excentrische assemblage, tandwielen) om ze te beschermen tegen externe invloeden, stof en schade uit de omgeving.
Frame lichaam: Het hoofdonderdeel van de constructie, meestal taps toelopend of getrapt cilindrisch, gemaakt van hoogwaardig gietstaal (bijv. ZG310–570) of nodulair gietijzer (QT600–3) voor grote brekers. De wanddikte varieert van 50 tot 150 mm, met dikkere delen op dragende plaatsen.
Vast kegelmontageoppervlak: Een nauwkeurig bewerkt intern conisch oppervlak (conische hoek 15°–30°) dat past op de vaste conusvoering, voorzien van boutgaten of zwaluwstaartgroeven voor een veilige bevestiging.
Afstelringgeleider: Een extern cilindrisch of geschroefd oppervlak dat aansluit op de afstelring, waardoor rotatieverstelling van de vaste kegel mogelijk is om de breekopening aan te passen. Geleiders met schroefdraad maken gebruik van trapeziumvormige schroefdraden (metrisch of inch) voor een soepele, dragende beweging.
Flensverbindingen:
Bovenste flens: Een omtreksflens aan het boveneinde om de invoertrechter vast te zetten, met gelijkmatig verdeelde boutgaten (M20–M36) en een bewerkt afdichtingsoppervlak om materiaallekkage te voorkomen.
Onderste flens: Een onderste flens die verbinding maakt met het onderste frame of de basis, voorzien van zware bouten (kwaliteit 8.8 of 10.9) en paspennen voor uitlijning, waardoor concentriciteit met de hoofdas wordt gegarandeerd.
Versterkende ribben: Interne en externe radiale ribben (10–30 mm dik) verdeeld over het framelichaam om de stijfheid te verbeteren en de doorbuiging onder belasting te verminderen (doorgaans beperkt tot ≤0,5 mm bij volledige belasting).
Smering- en inspectiepoorten: Geboorde gaten of gegoten kanalen voor de toevoer van smeermiddel naar de schroefdraad van de afstelring en toegangspoorten voor visuele inspectie van interne componenten.
Koelmantel (optioneel): Een watergekoelde holte in grote brekers om warmte uit de breekruimte af te voeren, met inlaat-/uitlaatpoorten die zijn aangesloten op het koelsysteem.
Materiaalkeuze:
Hoogwaardig gietstaal (ZG310–570) heeft de voorkeur vanwege de uitstekende treksterkte (≥ 570 MPa) en slagvastheid (rek ≥ 15%), geschikt voor toepassingen met zware belasting. Voor middelgrote frames wordt nodulair gietijzer (QT600–3) gebruikt vanwege de betere gietbaarheid en lagere kosten.
Patroon maken:
Met polyurethaanschuim of hout wordt een patroon op ware grootte gemaakt, dat de buitenvorm, de interne tapsheid, de flenzen en de ribben van het frame nabootst. Krimpmarges (1,5-2,5%) worden toegevoegd op basis van het materiaal (hoger voor staal) en er worden lossingshoeken (3°-5°) toegepast voor eenvoudige verwijdering van de mal.
Het patroon is verstevigd met interne steunen om vervorming tijdens het gieten te voorkomen.
Vormgeving:
Er wordt een tweedelige (kop en sleep) groene zandmal of een met hars gebonden zandmal gemaakt, met grote zandkernen om de interne holte en ribben te vormen. Het maloppervlak wordt gecoat met een vuurvaste laag (alumina-silica) om de oppervlakteafwerking te verbeteren en metaalpenetratie in het zand te voorkomen.
Smelten en gieten:
Voor gegoten staal: de legering wordt gesmolten in een elektrische vlamboogoven bij 1520–1560 °C, waarbij de chemische samenstelling wordt gecontroleerd op C 0,25–0,35%, Si 0,2–0,6% en Mn 0,8–1,2% om een evenwicht te vinden tussen sterkte en taaiheid.
Het gieten gebeurt met een grote gietlepel met een bodemgietmechanisme. Dit zorgt voor een constante stroomsnelheid (50-100 kg/s) om de matrijsholte te vullen zonder turbulentie, wat porositeit of koude afsluitingen kan veroorzaken. De giettemperatuur bedraagt 1480-1520 °C voor staal en 1380-1420 °C voor nodulair gietijzer.
Koelen en uitschudden:
Het gietstuk wordt 72 tot 120 uur in de mal afgekoeld om thermische spanning te minimaliseren en vervolgens door middel van trillingen verwijderd. Zandresten worden gereinigd door middel van stralen (G18 staalgrit) om een oppervlakteruwheid van Ra50 tot 100 μm te bereiken.
Warmtebehandeling:
Gegoten stalen frames ondergaan een normalisatie (850–900°C, luchtgekoeld) om de korrelstructuur te verfijnen, gevolgd door een tempering (600–650°C) om de hardheid terug te brengen tot 180–230 HBW, waardoor de bewerkbaarheid wordt verbeterd.
Nodulair gietijzeren frames worden gegloeid bij 850–900°C (gekoeld in een oven) om carbiden te verwijderen en de hardheid terug te brengen tot 190–270 HBW.
Ruwe bewerking:
Het gegoten frame wordt gemonteerd op een grote CNC-boormachine of portaalfreesmachine om de boven- en onderflensvlakken, de buitendiameter en de referentievlakken te bewerken, waarbij een nabewerkingsmarge van 5-10 mm wordt aangehouden. Dit garandeert vlakheid (≤ 2 mm/m) voor de daaropvolgende bewerking.
Het interne conische oppervlak (vaste conusbevestiging) wordt ruw bewerkt met behulp van een CNC-draaibank met een actieve gereedschapsas, waarbij ervoor wordt gezorgd dat de conische hoek binnen ±0,5° van het ontwerp blijft.
Tussentijdse warmtebehandeling:
Spanningsarm gloeien bij 600–650°C (luchtgekoeld) wordt uitgevoerd om restspanningen van de voorbewerking te verwijderen en vervorming tijdens de nabewerking te voorkomen.
Afwerking:
FlenzenDe boven- en onderflenzen zijn met een CNC-freesmachine afgewerkt om vlakheid (≤ 0,1 mm/m) en loodrechtheid ten opzichte van de frame-as (≤ 0,05 mm/100 mm) te bereiken. Boutgaten worden geboord en getapt met een tolerantie van klasse 6H, met een positienauwkeurigheid (± 0,2 mm) ten opzichte van het framemidden.
Interne taps toelopende vorm:Het bevestigingsoppervlak van de vaste kegel is afgewerkt met een oppervlakteruwheid van Ra3,2 μm, met een tolerantie voor de tapsheidshoek (±0,1°) en een diametertolerantie (±0,2 mm) om een goede pasvorm met de vaste kegel te garanderen.
Afstelringgeleider: Schroefdraadoppervlakken (indien van toepassing) worden met precisie bewerkt met een CNC-schroefdraadfreesmachine, waarbij de spoedtolerantie (±0,05 mm) en de profielnauwkeurigheid zorgen voor een soepele aanpassing.
Oppervlaktebehandeling:
Het buitenoppervlak is geverfd met een epoxyprimer en polyurethaan toplaag (totale dikte 100–150 μm) om corrosie in buitenomgevingen of vochtige omgevingen te voorkomen.
De bewerkte contactvlakken (flenzen, inwendige conus) zijn voorzien van een roestwerende olie om oxidatie tijdens opslag en transport te voorkomen.
Inspectie van de gietkwaliteit:
Ultrasoon onderzoek (UT) wordt uitgevoerd op kritische dragende oppervlakken (flenzen, ribverbindingen) om interne defecten op te sporen (bijvoorbeeld krimpporiën >φ5 mm worden afgekeurd).
Met behulp van magnetisch onderzoek (MPT) wordt gecontroleerd op oppervlaktescheuren in flenzen en schroefdraadgedeelten. Bij lineaire defecten groter dan >1 mm volgt afkeuring.
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) met een groot meetvolume controleert de belangrijkste afmetingen: totale hoogte (±1 mm), vlakheid van de flens, conische hoek en posities van boutgaten.
De concentriciteit van het frame (buitendiameter ten opzichte van de interne tapsheid) wordt gemeten met een lasertracker, met een tolerantie ≤0,1 mm/m.
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) bevestigt de naleving van materiaalnormen (bijv. ZG310–570: C ≤0,37%, Mn ≤1,2%).
Hardheidstest (Brinell) zorgt ervoor dat het frame voldoet aan de hardheidsspecificaties (180–230 HBW voor staal, 190–270 HBW voor nodulair gietijzer).
Belastingstesten:
Bij een statische belastingstest wordt gedurende 24 uur 120% van de nominale belasting op de bovenflens uitgeoefend. Hierbij mag geen zichtbare vervorming (gemeten via meetklokken) optreden.
Montage Pasvorm Verificatie:
Het frame wordt proefgemonteerd met de vaste conus, afstelring en invoertrechter om de juiste uitlijning en pasvorm te controleren, waarbij de speling tussen de contactoppervlakken (≤0,1 mm) wordt gecontroleerd met behulp van voelermaten.
