De achterwand, een belangrijk dragend onderdeel in kaakbrekers, ondersteunt de zitting van de tuimelplaat en weerstaat de impactkrachten van de zwenkkaak via de tuimelplaat. De achterwand is gemaakt van ZG35SiMn/Q355D en bestaat uit een hoofdwandplaat, bevestigingselementen voor de tuimelplaat (uitsparing/nok met boutverbindingen), verstevigingsribben en hulpconstructies (inspectiegaten, hijsogen).
De productie omvat het gieten van gegoten staal (1500–1540 °C) met normaliseren en ontlaten, gevolgd door precisiebewerking (vlakheid van de tuimelzitting ≤ 0,08 mm/m) en oppervlaktecoating. Kwaliteitscontrole omvat MT/UT op defecten, mechanische testen (treksterkte ≥ 550 MPa) en statische belastingsproeven (1,5× nominale belasting, vervorming ≤ 0,1 mm/m).
Met een levensduur van 4 tot 6 jaar zorgt het voor een stabiele krachtoverbrenging en brekerstijfheid door het robuuste ontwerp en de strikte procescontrole.
Gedetailleerde introductie tot het achterwandcomponent van kaakbrekers
De achterwand is een cruciaal dragend onderdeel aan de achterkant van het frame van een kaakbreker en vormt samen met de voorwand en de zijwanden de gesloten frameconstructie. De belangrijkste functies zijn onder andere het ondersteunen van de zitting van de tuimelplaat, het weerstaan van tegengestelde krachten die door de zwenkkaak via de tuimelplaat worden overgebracht, en het bepalen van de achtergrens van de breekkamer om morsen van materiaal aan de achterkant te voorkomen. De structurele sterkte en stabiliteit van de achterwand zijn direct van invloed op de efficiëntie van de krachtoverbrenging en de algehele stijfheid van de breker, waardoor deze essentieel is voor een stabiele werking op lange termijn.
I. Samenstelling en structuur van de achterwand
De achterwand is ontworpen om te passen bij het frametype (integraal of gedeeld) en de belastingskarakteristieken, en wordt gecategoriseerd in rechte plaat (klein/middelgroot) en boogversterkte (groot) types, gebaseerd op de specificaties van de breker. De belangrijkste componenten en structurele kenmerken zijn als volgt:
Hoofdwandplaat Het dragende kerndeel heeft de vorm van een verticale of licht hellende plaat (grote modellen kantelen 3°–5° naar achteren om de krachtoverbrenging te optimaliseren). De dikte varieert van 40 mm (klein) tot 120 mm (groot). Het is gemaakt van hoogwaardig gietstaal (ZG35SiMn) of laaggelegeerd constructiestaal (Q355D) met een oppervlaktehardheid van ≥ 220 HBW om cyclische stootbelastingen van de tuimelplaat te weerstaan. Het bovenste deel is verbonden met de bovenplaat van het frame en het onderste deel is aan de bodemplaat gelast of geschroefd, waardoor een volledig krachtoverbrengingspad ontstaat.
Montagestructuur voor de wisselplaatzitting
Recess/Boss: Een uitsparing (10-30 mm diep) of nok (5-15 mm hoog) die past bij de zitting van de tuimelplaat, is ontworpen in het midden van de hoofdwandplaat (uitgelijnd met de zitting van de tuimelplaat). De loodrechtheid tussen het midden van de uitsparing/nok en het montageoppervlak van de vaste klauw aan de voorwand moet ≤ 0,1 mm/100 mm zijn om ervoor te zorgen dat de krachtrichting van de tuimelplaat is uitgelijnd met de as van de drukkracht.
Boutgat-array: 4–8 rondom de uitsparing/nok geplaatste boutgaten (M24–M48) worden rond de uitsparing/nok gefreesd met een positietolerantie van ±0,3 mm. Hoogwaardige bouten (kwaliteit 10.9) fixeren de zitting van de tuimelplaat om verschuiving onder stootbelasting te voorkomen.
Versterkingsribben
dwarse ribben: T-vormige of I-vormige dwarsribben worden aan de buitenzijde (niet-breekkamerzijde) van de hoofdwandplaat gelast of gegoten met een tussenruimte van 300–500 mm. Hun hoogte is 2–3 keer de wanddikte om de schuifweerstand te verbeteren.
Omtrekversterkingsframe:Aan de randen is een rechthoekig verstevigingsframe (15–30 mm dik) gelast dat de hoofdwandplaat verbindt met de bovenplaat, de basisplaat en de zijwanden. Hierdoor wordt de spanningsconcentratie verspreid en worden scheuren aan de randen voorkomen.
Hulpstructuren
Inspectiegat: In het midden van de grote achterwanden bevindt zich een cirkelvormig of rechthoekig inspectiegat (150-300 mm diameter/zijlengte) met een afneembaar deksel voor het controleren van de slijtage van de schakelplaat en de interne kamercondities. De randen van het gat zijn afgerond (R≥10 mm) om spanningsconcentratie te voorkomen.
Hijsogen: Hijsogen (20-40 mm dik) met gaten van 30-80 mm diameter worden aan de boven- of zijkanten gelast voor hantering en installatie. De lassen tussen de ogen en de wandplaat worden niet-destructief getest.
II. Gietproces van de achterwand (voorbeeld van gegoten staal)
Voorbereiding van zandvorm en patroon
Er worden mallen met zelfhardend kunstharszand gebruikt. Schuimpatronen (klein/middelgroot) of houten patronen (groot) worden vervaardigd op basis van 3D-modellen met een krimpmarge van 2,5% tot 3% (lineaire krimp van gegoten staal: 2,2% tot 2,8%).
Voor kritieke gebieden (knevelzittingen, randen van boutgaten) worden zeer nauwkeurige zandkernen gebruikt. De kernoppervlakken worden gecoat met keramische verf (1-1,5 mm dik) en gebakken (150 °C gedurende 3 uur) om een zeer sterke laag te vormen die maatnauwkeurigheid garandeert.
Smelten en gieten
Hoogwaardig schrootstaal en legeringen worden gesmolten in een inductieoven met middelhoge frequentie tot 1540-1580 °C. De samenstelling wordt aangepast (ZG35SiMn: C 0,32%-0,40%, Si 1,1%-1,4%, Mn 1,1%-1,4%) en gezuiverd in een LF-oven om gassen en insluitsels te verwijderen, met een zuiverheid van ≥ 99,95%.
Er wordt gebruikgemaakt van een trapsgewijze gietmethode, waarbij gelijktijdig vanaf beide onderzijden wordt gegoten. De giettemperatuur bedraagt 1500-1540 °C en de giettijd bedraagt 10-30 minuten (afhankelijk van het gewicht: 800-8000 kg) om een soepele vulling te garanderen en slakinsluiting te voorkomen.
Uitschudden en warmtebehandeling
Gietstukken worden uitgeschud nadat ze zijn afgekoeld tot onder de 200 °C. De risers worden mechanisch gesneden en vlak geslepen, waarbij braam en zandaanhechting worden verwijderd.
Normaliseren + ontlaten: Verwarmd tot 880-920 °C gedurende 2-3 uur, luchtgekoeld, vervolgens getemperd tot 550-600 °C gedurende 4-5 uur en luchtgekoeld. Dit homogeniseert de structuur (perliet + ferriet) tot 220-260 HBW met een slagvastheid ≥ 30 J/cm².
III. Bewerkingsproces van de achterwand
Ruwe bewerking
Met de binnenkant (gericht op de breekkamer) als referentie, worden de buiten- en omtreksverbindingsvlakken ruw gefreesd op een portaalfrees, waarbij een nabewerkingsmarge van 3-5 mm wordt aangehouden. Vlakheid van het buitenoppervlak ≤ 1 mm/m; loodrechtheid op de grondplaat ≤ 0,5 mm/100 mm.
De uitsparing voor de knevelzitting wordt ruw gefreesd op een verticale freesmachine tot 2–3 mm dieper dan ontworpen, met een middenafwijking van de middellijn van de wandplaat ≤1 mm.
Halfafwerking en stressverlichting
De oppervlakken zijn half afgewerkt (1-2 mm speling) en er worden boutgaten geboord (1-2 mm overmaat). Thermische veroudering (250-300 °C gedurende 6 uur) verlicht de spanning tijdens het bewerken.
Afwerking
Montageoppervlak van de tuimelzitting: CNC geboord en gefreesd tot vlakheid ≤0,08 mm/m, Ra ≤3,2 μm en parallelliteit aan het vaste bekoppervlak van de voorwand ≤0,15 mm/m.
Boutgaten en draadsnijden: Precisiegeboord op een coördinatenboormachine en getapt met een nauwkeurigheid van 6H. Positietolerantie tussen boutgaten en uitsparingsmidden ≤ 0,2 mm.
Inspectie- en hijsgaten: inspectiegaten worden plasmagesneden en geboord (H12-tolerantie) met afgeronde randen (R5-R10). Hijsgaten worden geboord tot H11-tolerantie met schroefdraad (groot) of versterkte hulzen (klein/middelgroot).
Oppervlaktebehandeling en assemblage
Onbewerkte oppervlakken worden gezandstraald (Sa2,5) en voorzien van epoxyprimer (60-80 μm) en polyurethaan toplaag (40-60 μm). Bewerkte oppervlakken worden behandeld met roestwerende olie (groot) of verzinkt (klein/middel).
Proefmontage met het frame: Controleer de pasvorm met de zijwanden (speling ≤ 0,3 mm) en markeer de posities van de boutgaten om de dichtheid van het frame te garanderen.
IV. Kwaliteitscontrole van de achterwand
Gietkwaliteit
Visuele inspectie: geen scheuren, krimp of spelingsfouten. 100% magnetische deeltjestest (MT) op de knevelzittingen garandeert dat er geen scheuren aan het oppervlak/onder het oppervlak zijn (lengte ≤ 0,3 mm).
Interne kwaliteit: Ultrasoon onderzoek (UT) voor grote achterwanden (>3000 kg) bestrijkt de volledige dikte, zonder defecten van ≥φ4 mm in ≥95% van het oppervlak.
Dimensionale nauwkeurigheid
Coördinatenmeetmachines verifiëren de vlakheid, positietolerantie en loodrechtheid van het oppervlak van de knevelzitting (tolerantie van ±0,1 mm).
Lasertrackers controleren de rechtheid (≤0,5 mm/m) en de loodrechtheid (≤0,1 mm/100 mm) om fouten in de krachtoverbrenging te voorkomen.
Mechanische eigenschappen
Trekproeven: De monsters hebben een treksterkte van ≥ 550 MPa, een vloeigrens van ≥ 300 MPa en een rek van ≥ 18%.
Slagvastheid: -20°C slagenergie ≥27 J (ZG35SiMn) voor lagetemperatuurbestendigheid.
Montage en belastingstesten
Proefmontage met de kniehefboom: Controleer de pasvorm (0,05 mm voelermaatinvoeging ≤ 10 mm). Aandraaien van de bout, vlakheidsverandering ≤ 0,05 mm.
Statische belastingstest: 1,5× de nominale belasting gedurende 1 uur, toont een vervorming ≤0,1 mm/m zonder restvervorming; verlies van boutkoppel ≤3%.
Met een levensduur van 4 tot 6 jaar (afhankelijk van de hardheid van het materiaal en het onderhoud) garandeert de achterwand stabiele prestaties dankzij strenge productiecontroles. Routinematige controles van de boutvastheid en slijtage van het tuimelzittingoppervlak (repareren bij >1 mm) zorgen voor een optimale krachtoverbrenging.
