Materiaal breken:Ruw materiaal (erts, gesteente, toeslagmateriaal) direct in contact brengen en samendrukken tussen de vaste en bewegende tandplaten, waarbij schuif- en buigkrachten worden toegepast om de grootte van het materiaal te verkleinen van tientallen centimeters tot millimeters.
Slijtvastheid: Bestand tegen intense slijtage en stoten door harde materialen, waardoor een lange levensduur wordt gegarandeerd onder zware werkomstandigheden (bijv. mijnbouw, steengroeven).
Materiaalbegeleiding: Het getande oppervlak geleidt het materiaal naar de breekkamer, voorkomt slippen en zorgt voor efficiënt breken. De vorm van de tanden (bijv. scherpte, afstand) beïnvloedt ook de verdeling van de productdeeltjesgrootte.
Bescherming van kaaklichamen:Fungeert als een vervangbare slijtlaag, die de vaste en bewegende kaakstructuren beschermt tegen directe slijtage, waardoor de onderhoudskosten voor het hoofdframe worden verlaagd.
Plaatlichaam: Een dikke (50–200 mm) rechthoekige of gebogen plaat van gietijzer met een hoog chroomgehalte (Cr15–20), mangaanstaal (ZGMn13) of gelegeerd gietijzer (HT350). De lengte varieert van 500 mm tot 2000 mm, passend bij de diameter van de kaakbreker (bijv. 600×900, 1200×1500).
Werkoppervlak (tanden): Een reeks gelijkmatig verdeelde uitsteeksels (tanden) en groeven op het breekvlak. Belangrijke parameters zijn onder meer:
Tandhoogte: 20–50 mm, met grotere tanden voor grof breken en kleinere tanden voor fijn breken.
Tandafstand: 30–80 mm, ontworpen om brugvorming van het materiaal te voorkomen en een gelijkmatige verbrijzeling te garanderen.
Tandprofiel: Driehoekig, trapeziumvormig of gebogen, met afgeronde punten om de spanningsconcentratie te verminderen en vroegtijdige afbrokkeling te voorkomen.
Achterkant: Een vlak of licht gebogen oppervlak met bevestigingselementen (bijv. T-gleuven, boutgaten) voor bevestiging aan de kaak. Vaak verstevigd met ribben om buigvervorming te voorkomen.
Montagekenmerken:
T-sleuven:Lengtevormige sleuven op het achteroppervlak voor bouten of klemmen om de plaat aan de bek te bevestigen, waardoor snelle vervanging mogelijk is.
Boutgaten: Ronde gaten (φ20–50 mm) voor bouten met hoge sterkte (kwaliteit 8.8+), verdeeld langs de randen of de middenlijn.
Locatiepennen: Uitsteeksels of gaten die de tandplaat uitlijnen met de kaak, waardoor een nauwkeurige positionering wordt gegarandeerd.
Versterkingsribben: Dwars- of lengteribben op het rugoppervlak (hoogte 30–80 mm) voor een betere stijfheid, waardoor kromtrekken bij drukbelasting wordt voorkomen.
Materiaalkeuze: Cr15–20 biedt uitstekende slijtvastheid (hardheid HRC 55–65) dankzij de chroomcarbideprecipitatie. Chemische samenstelling: C 2,8–3,5%, Cr 15–20%, Si 0,5–1,2%, Mn 0,5–1,0%, met sporenelementen (Mo, Ni) voor een verbeterde taaiheid.
Patroon maken: Er wordt een volledig schuim- of houtpatroon gecreëerd, inclusief tanden, ribben en bevestigingselementen. Er wordt een krimpmarge (1,5-2,0%) toegevoegd om rekening te houden met krimp door koeling.
Vormgeving: Er worden harsgebonden zandvormen voorbereid, met kernen voor boutgaten en T-gleuven. De matrijsholte wordt bekleed met een vuurvaste laag op basis van zirkonium om zandinsluiting te voorkomen en de oppervlakteafwerking te verbeteren.
Smelten en gieten:
Gesmolten ijzer wordt gesmolten in een inductieoven bij 1450–1500°C. Om de gewenste samenstelling te bereiken, worden chroom en legeringen toegevoegd.
Het gieten gebeurt bij een temperatuur van 1400–1450°C, met een gecontroleerde stroomsnelheid om dunne gedeelten (bijv. tandpunten) te vullen zonder dat er koude afsluitingen ontstaan.
Warmtebehandeling:
Oplossingsgloeien:Gietstukken worden gedurende 2 tot 4 uur verhit tot temperaturen tussen 950 en 1000 °C en vervolgens aan de lucht afgekoeld om carbiden op te lossen en broosheid te verminderen.
Veroudering:Opnieuw verhit tot 250–300°C gedurende 4–6 uur om fijne carbiden te laten neerslaan en zo de hardheid te vergroten.
Materiaalkeuze:ZGMn13 biedt superieure taaiheid (impactenergie ≥200 J) en verharding van het werkstuk onder impact, geschikt voor het verbrijzelen van grote, harde rotsen.
Gietproces: Vergelijkbaar met ijzer met een hoog chroomgehalte, maar met een hogere giettemperatuur (1500–1550°C) om vloeibaarheid te garanderen.
Warmtebehandeling: Waterafschrikking van 1050–1100°C om een austenitische microstructuur te vormen, die tijdens gebruik verhardt (oppervlaktehardheid neemt toe van HB 200 tot HB 500+ na slijtage).
Ruwe bewerking:
De gegoten plaat wordt op een CNC-freesmachine gemonteerd om de achterkant en de randen bij te snijden, waarbij 3-5 mm overtollig materiaal wordt verwijderd. Dit garandeert een vlakke plaat (≤ 1 mm/m) voor een correcte montage.
Precisiebewerking van montage-elementen:
T-sleuven/boutgaten: Bewerkt met CNC-frezen of boren, met T-sleufafmetingen (breedte, diepte) gecontroleerd op ±0,5 mm en boutgaten met schroefdraadklasse 6H.
Oppervlakken lokaliseren:De achterkant is vlak geslepen (≤0,5 mm/m) om een goed contact met de kaakbehuizing te garanderen, waardoor trillingen tijdens het breken worden verminderd.
Tandoppervlaktebehandeling (optioneel):
Bij platen met een hoog chroomgehalte kunnen de tandpunten gepolijst worden om gietbramen te verwijderen en zo voortijdig afbrokkelen te voorkomen.
Voor platen van mangaanstaal is geen aanvullende behandeling nodig, aangezien er tijdens het gebruik verharding optreedt.
Markering en inspectie:
Met lasergraveren of -stansen worden onderdeelnummers, materiaalsoorten en productiedata toegevoegd voor traceerbaarheid.
Bij een laatste visuele inspectie wordt het tandoppervlak gecontroleerd op gietfouten (bijvoorbeeld scheuren, porositeit).
Materiaaltesten:
Chemische samenstellingsanalyse (spectrometrie) controleert of aan de Cr15–20- of ZGMn13-normen wordt voldaan.
Hardheidstest (Rockwell/Brinell) bevestigt de oppervlaktehardheid: Cr15–20 (HRC 55–65); ZGMn13 (HB 200–250 vóór verharding).
Controles op dimensionale nauwkeurigheid:
Een coördinatenmeetmachine (CMM) controleert de tandhoogte, tandafstand en plaatafmetingen en controleert de toleranties (±1 mm voor lengte/breedte, ±0,5 mm voor tandhoogte).
Controleer de vlakheid van het achtervlak met een liniaal en voelermaat. Hierbij is een marge van ≤0,5 mm/m vereist om ongelijkmatige belasting te voorkomen.
Structurele integriteitstesten:
Ultrasoon onderzoek (UT): Detecteert interne defecten (bijv. krimpporiën) in de plaatbehuizing, waarbij defecten >φ5 mm worden afgewezen.
Magnetische deeltjestest (MPT): Controleert op oppervlaktescheuren in tandwortels en ribben, met lineaire defecten >1 mm die resulteren in afstoting.
Prestatietesten:
Slijtagetest: ASTM G65 droog zand/rubberen wieltest meet de slijtvastheid, waarbij Cr15–20 een gewichtsverlies vertoont van ≤0,8 g/1000 cycli.
Impacttest: Charpy V-kerftest garandeert taaiheid: Cr15–20 (≥15 J/cm² bij 20°C); ZGMn13 (≥200 J/cm²).
Veldvalidatie:
Prototypeplaten ondergaan proefdraaien in een kaakbreker, waarbij de levensduur wordt bijgehouden (meestal 500-2000 uur, afhankelijk van de hardheid van het materiaal). Overmatige slijtage of afbrokkeling wijst op ontwerp- of materiaalaanpassingen.
