Kaakbrekerlagers

Gedetailleerde introductie tot het lageronderdeel van kaakbrekers

I. Samenstelling en structuur van lagers

1. Binnenste ring
   Een ringvormig onderdeel met een perspassing op de excentrische as. De binnendiameter van de binnenring vormt een tolerantiepassing met de as (meestal H7/k6). Het buitenoppervlak is bewerkt met een loopvlak (bolvormig of boogvormig) om de beweging van de rollen te geleiden. Beide zijden van de binnenring zijn voorzien van flenzen om de axiale verplaatsing van de rollen te beperken; de hoogte van de flens is afgestemd op de rollengte (meestal 1/3–1/2 van de roldiameter) om een gelijkmatige krachtverdeling te garanderen.
2. Buitenring
   Een ringvormig onderdeel met een overgangspassing in de lagerbehuizing of frameboring van de zwenkbek. De buitendiameter van de buitenring vormt een tolerantiepassing met de lagerbehuizingboring (meestal J7/h6). Het binnenoppervlak is voorzien van een bolvormige loopbaan die overeenkomt met de binnenring, waarbij het kromtemiddelpunt van de loopbaan samenvalt met de lageras. Hierdoor kan de binnenring een hoekverplaatsing van ±2°–3° ten opzichte van de buitenring maken (ter compensatie van installatiefouten of asafbuiging).
3. Rollende elementen
   Dragende componenten tussen de binnen- en buitenring, meestal tonvormige (bolvormige) rollen. Het aantal varieert per lagergrootte (8-12 voor kleine/middelgrote lagers, 15-20 voor grote). De rollen zijn precisiegeslepen (oppervlakteruwheid Ra ≤ 0,4 μm) en gemaakt van hoogwaardig chroomlagerstaal (GCr15SiMn). Dit biedt een hoge hardheid (60-65 HRC) en slijtvastheid om radiale stootbelastingen te weerstaan.
4. Kooi
   Een frame dat de rollichamen scheidt en geleidt, gemaakt van messing (H62), gestanst staal (SPCC) of versterkt nylon (PA66+GF25). Grote lagers gebruiken vaak kooien van massief messing (voor hoge sterkte), terwijl kleine/middelgrote lagers kooien van gestanst staal gebruiken (voor een lichtgewicht ontwerp). Kooien hebben een "window-type"- of "wave-type"-structuur om een gelijkmatige rolverdeling te garanderen en onderlinge wrijving te voorkomen.
5. Afdichtingsapparaat
   Verontreinigingsbestendige componenten aan beide uiteinden van het lager, bestaande uit afdichtringen (nitrilrubber of fluorrubber) en stofkappen. Afdichtringen sluiten nauw aan op de binnenring, met lippen aan de binnenkant van de buitenring om lekkage van smeermiddel en binnendringen van stof/water te voorkomen (cruciaal voor stoffige breekomgevingen, waar beschermingsklasse IP54 of hoger vereist is).

II. Productieproces van lagers

(1) Fabricage van binnen- en buitenringen

1. Voorbereiding van grondstoffen

• Er wordt gekozen voor warmgewalste ronde staven van chroomstaal met een hoog koolstofgehalte (GCr15), waarvan de diameters worden bepaald op basis van de lagergrootte (met een bewerkingsmarge van 5-10 mm). Ultrasoon onderzoek (UT) garandeert de afwezigheid van interne scheuren of insluitsels.

2. Smeden

• Ronde staven worden verhit tot 850-900 °C en matrijsgesmeed tot ringvormige (binnenring) of komvormige (buitenring) smeedstukken door middel van stuiken, ponsen en uitzetten. De smeedstukken worden luchtgekoeld om een continue korrelstroom te behouden (wat de vermoeiingsweerstand verbetert).

3. Warmtebehandeling (tussentijds)

• Sferoïdiserend gloeien: Verwarmen tot 780-800 °C, 3-4 uur aanhouden en vervolgens langzaam afkoelen tot 600 °C voor luchtkoeling. Dit sferoïdiseert carbiden, waardoor de hardheid wordt verlaagd tot 207-255 HBW en de bewerkbaarheid verbetert.

4. Ruwe bewerking

• Draaien: CNC-draaibanken bewerken de binnen-/buitendiameters, kopvlakken en flenzen van de binnen-/buitenringen, met een nabewerkingsmarge van 1-2 mm. De parallelliteit van de kopvlakken is ≤ 0,1 mm/100 mm en de coaxialiteit van de binnen-/buitendiameter is ≤ 0,05 mm.

• Boren (buitenring): In de flens van de buitenring worden smeergaten (diameter 3–5 mm) geboord, met een positietolerantie van ±0,5 mm om deze op één lijn te brengen met de oliekanalen van het lagerhuis.

5. Warmtebehandeling (definitief)

• Afschrikken: Verwarmen tot 830–860°C, afschrikken in olie (koelsnelheid ≥ 50°C/s) om 61–65 HRC voor binnen-/buitenringen te bereiken.

• Laagtemperatuurtempering: gedurende 2-3 uur op 150-180°C houden om de blusspanning te verlichten en de microstructuur te stabiliseren (behouden austeniet ≤ 5%).

6. Afwerking

• Slijpen: Centerloze slijpmachines bewerken de buitendiameter, binnenslijpmachines bewerken de binnendiameter (IT5-tolerantie), vlakslijpmachines bewerken de kopse kanten (parallelheid ≤ 0,01 mm/100 mm) en racewayslijpmachines bewerken bolvormige loopvlakken (oppervlakteruwheid Ra ≤ 0,1 μm, kromtestraalafwijking ≤ 0,005 mm).

• Superfinishing: De loopvlakken worden superfinished (0,005–0,01 mm verwijderd) om de ruwheid te verminderen tot Ra ≤ 0,025 μm, waardoor de contactnauwkeurigheid en slijtvastheid worden verbeterd.

(2) Productie van rolelementen

1. Koud Koppen

• GCr15-staaldraad wordt gesneden en koudgevormd tot tonvormige platen met een maattolerantie van ±0,1 mm en scheurvrije oppervlakken.

2. Warmtebehandeling

• Afschrikken: 830–860°C olieafschrikken tot 62–66 HRC.

• Temperen: 150–180°C gedurende 2 uur om spanning te verlichten.

3. Slijpen en superfinishen

• Centerloze slijpmachines bewerken buitendiameters (tolerantie ±0,002 mm). Bolvormige slijpmachines bewerken bolvormige oppervlakken (afwijking van de kromtestraal ≤ 0,003 mm). Superfinishing bereikt Ra ≤ 0,02 μm.

(3) Kooiproductie

1. Messing kooien: Gemaakt van messingstaven door middel van draaien en frezen tot vensterachtige structuren, met een venstermaattolerantie van ±0,05 mm om 0,1–0,2 mm speling met rollen te garanderen.

2. Gestempelde stalen kooien:Gevormd uit SPCC-platen door middel van stansen, met ontbraamde vensterranden en verzinkte oppervlakken (8–12 μm dikte) voor roestbestendigheid.

III. Kwaliteitscontroleproces voor lagers

1. Inspectie van grondstoffen

• Chemische analyse: Spectrometrie verifieert de samenstelling van GCr15 (C: 0,95–1,05%, Cr: 1,3–1,65%, P ≤ 0,025%, S ≤ 0,025%).

• Testen op niet-metalen insluitsels: beoordeling ≤ 2,5 (conform GB/T 10561) om te voorkomen dat grote insluitsels voortijdig falen veroorzaken.

2. Dimensionale nauwkeurigheidsinspectie

• Binnen-/buitenringen: coördinatenmeetmachines verifiëren de binnen-/buitendiameter en de kromming van de loopbaan (afwijking ≤ 0,005 mm). Rondheidstesters controleren de rondheid (≤ 0,001 mm).

• Rolelementen: Laserdiametermeters controleren de diameter (tolerantie ±0,002 mm) en de maatvastheid (afwijking ≤ 0,003 mm).

3. Mechanische eigenschappen testen

• Hardheidstest: Rockwell-hardheidstests verifiëren 61–65 HRC voor ringen en 62–66 HRC voor rollen, met een hardheidsuniformiteit ≤ 3 HRC.

• Slagvastheid: Bemonstering voor slagproeven bij -40°C (slagenergie ≥ 20 J) om de taaiheid bij lage temperaturen te garanderen.

4. Inspectie van de oppervlaktekwaliteit

• Magnetisch onderzoek (MT): detecteert oppervlaktescheuren op ringen/rollen (lengte ≤ 0,5 mm), met uitzondering van vouwen of krassen.

• Ruwheidstesten: laserinterferometers verifiëren de ruwheid van de raceway (Ra ≤ 0,1 μm) en de Ra ≤ 0,025 μm van superfinished materials.

5. Kwaliteitsinspectie van de assemblage

• Spelingtesten: Speciale instrumenten meten de radiale speling (conform GB/T 4604, afwijking ±5 μm).

• Rotatienauwkeurigheid: Lagertesters controleren de radiale slingering (≤ 0,01 mm) en de axiale beweging (≤ 0,02 mm) bij nominale snelheid.

6. Levensverificatie

• Versnelde levensduurtests: De bemonstering vindt plaats onder een belasting van 1,2× van de nominale belasting gedurende 1000 uur, waarbij geen abnormale trillingen (amplitude ≤ 0,01 mm) of extreme temperatuurstijging (≤ 40 °C) nodig zijn. Demontage bevestigt dat er geen sprake is van afbrokkeling van de loopbaan of ernstige slijtage.

Het lager is een belangrijk onderdeel van de kaakbreker. Over het algemeen worden raketrollagers gebruikt. Het specifieke lagermodel kan worden bepaald aan de hand van drie aspecten: lagergrootte, lagernauwkeurigheid en lagerspeling.

Een lagermaat

De grootte van de excentrische as wordt berekend op basis van de drukkracht. Nadat de lagertappen van de excentrische as bij het framelager en het lager met beweegbare kaak zijn bepaald, worden op basis hiervan de lagerspecificaties bepaald. De specificaties voor de middelbrede serie worden doorgaans zo veel mogelijk geselecteerd om de theoretische levensduur van het lager te controleren en te voldoen aan de relevante normen.

B Lagernauwkeurigheid

Lagernauwkeurigheid omvat twee aspecten: maattolerantie en rotatienauwkeurigheid, of het nu gaat om de geometrische tolerantie van elk onderdeel van het lager of de radiale en axiale uitloopfouten tijdens de rotatie, omdat de kaakbreker beweegt met een spindelsnelheid lager dan 300 tpm. Gewone precisielagers kunnen dus aan de eisen voldoen.

C Lagerspeling

Raketrollagers hebben alleen radiale speling. Volgens de norm is de radiale speling verdeeld in vijf groepen, die door de fabrikant zijn geselecteerd en afgesteld voordat ze de fabriek verlaten. De speling wordt op dit moment de oorspronkelijke speling genoemd. Nadat het lager is gemonteerd, neemt de oorspronkelijke speling af. Bij het lager met beweegbare kaak wordt de excentrische as met een perspassing gemonteerd. Nadat het lager met beweegbare kaak is verwarmd, wordt de binnenring uitgezet en op de excentrische as gemonteerd. De uitzetting van de binnenring vermindert de oorspronkelijke speling van het lager.

2. Lagers van kaakbrekers - slijtage

Als de as nauwelijks slijt, kan deze op een draaibank worden gedraaid om de astap de juiste geometrische vorm te geven, om de geometrische vorm te herstellen. Verklein vervolgens de binnendiameter van het lager dienovereenkomstig. Als de astap na meerdere van dergelijke behandelingen echter met 5% is verkleind ten opzichte van de originele astap, is draaien niet toegestaan en moet een nieuwe as worden vervangen.

3. Installatie van kaakbrekerlagers

a. Controleer op roest vóór installatie. U kunt dit reinigen met diesel of kerosine. Controleer vervolgens of de radiale speling van het lager, de grootte en nauwkeurigheid van het binnenste gat en de maat van de excentrische as aan de eisen voldoen.

b. Vanwege de grote hoeveelheid overtollig lager (tot het maximum dat kan worden opgenomen of weerstaan) wordt het gemonteerde lager over het algemeen gemonteerd met behulp van de warmfixatiemethode. Het lager wordt verwarmd tot een temperatuur van ongeveer 100 °C, waarna het asgat groter wordt dan de diameter van het lager. Daarna kan de montage plaatsvinden. De warmvulmethode maakt gebruik van een oliebad voor de verwarming, waardoor alle onderdelen van het lager gelijkmatig worden verwarmd zonder dat het vervormt of de hardheid afneemt.

c. Nadat het lager is gemonteerd, controleert u met een voelermaat de radiale speling van het lager nadat het volledig is afgekoeld. Spoor de oorzaak tijdig op als de speling te klein is of als er geen speling is. Als de oorzaak niet kan worden gevonden, moet het lager worden verwijderd en opnieuw worden gemonteerd. Als de speling voldoende is, kunt u vet aanbrengen en vervolgens de andere onderdelen monteren.