De tuimelplaat (drukplaat) is een cruciaal onderdeel voor krachtoverbrenging dat de beweegbare kaak en het frame van kaakbrekers met elkaar verbindt. Het dient tevens als een belangrijke overbelastingsbeveiliging, ook wel bekend als de "-veiligheidszekering van de apparatuur. Tijdens bedrijf zet de tuimelplaat de roterende beweging van de excentrische as om in een heen-en-weergaande beweging van de beweegbare kaak, waardoor de beweegbare kaak en de vaste kaak periodiek sluiten om materiaal te breken. Wanneer niet-breekbare harde voorwerpen (bijv. ijzeren blokken) de breker binnendringen, wat een plotselinge belastingstoename veroorzaakt, breekt de tuimelplaat onder overmatige spanning. Dit voorkomt krachtoverbrenging om kerncomponenten zoals het frame en de excentrische as tegen beschadiging te beschermen.
De wisselplaat heeft een relatief eenvoudige structuur, meestal plaat- of wigvormig. Afhankelijk van het brekermodel kan deze worden onderverdeeld in: integrale wisselplaten En gecombineerde schakelplaten (bestaande uit bovenste/onderste schakelplaten en verbindingsbouten, vaak gebruikt in grote brekers). De kernstructuur omvat:
Lichaam: Het hoofdlichaam is een vlakke plaat, met gebogen of vlakke oppervlakken aan beide uiteinden – zogenaamde "-steunuiteinden – die passen op de "-tuimelplaatzittingen op de beweegbare kaak en het frame. De kromtestraal van deze steunuiteinden moet precies overeenkomen met de zittingen om een gelijkmatige krachtverdeling te garanderen.
Versterkende ribben:In sommige grote tuimelplaten zijn aan beide zijden van de carrosserie longitudinale verstevigingsribben gegoten om de algehele stijfheid te verbeteren en vroegtijdige breuk door overmatige buigspanning tijdens bedrijf te voorkomen.
Verzwakkende groeven/Spanningsconcentratiegroeven: Groeven die in het midden of op specifieke posities van de tuimelplaat zijn ontworpen om de plaatselijke sterkte te verminderen en een gecontroleerde breuk (meestal in het midden) te garanderen bij overbelasting. Dit vergemakkelijkt vervanging en voorkomt schade aan andere componenten door breukfragmenten.
Verbindingsgaten (voor gecombineerde wisselplaten):De boven- en onderkant van gecombineerde tuimelplaten worden met bouten met elkaar verbonden. Op de plaatsen waar de verbindingen zitten, zijn positioneringsgaten aangebracht om coaxialiteit en loodrechtheid tijdens de montage te garanderen.
Kiepplaten worden meestal gemaakt van grijs gietijzer (HT200, HT250) of smeedbaar gietijzer (KT350-10). Grijs gietijzer, met zijn lage kosten en gemiddelde brosheid (voldoet aan de eisen voor breuk bij overbelasting), is geschikt voor kleine tot middelgrote brekers. Smeedbaar gietijzer, met een hogere taaiheid, wordt gebruikt in grote brekers om grotere impactkrachten te weerstaan.
Het gietproces van de tuimelplaat moet de sterkte en broosheid van het materiaal in evenwicht brengen, om een stabiele krachtoverbrenging tijdens normaal gebruik en een betrouwbare breuk bij overbelasting te garanderen. Het specifieke proces verloopt als volgt:
Schimmelvoorbereiding
Er wordt zandgieten (groen zand of kunstharszand) toegepast. Houten of metalen patronen worden gemaakt op basis van tekeningen van de tuimelplaat, waarbij de carrosserie, verstevigingsribben en verzwakkingsgroeven nauwkeurig worden nagebootst, met een bewerkingsmarge van 2-3 mm (grijs gietijzer heeft een krimppercentage van ~0,8-1%).
Het oppervlak van de zandvormholte moet glad zijn om zandgaten in het gietstuk te voorkomen. Er worden ventilatiekanalen op het scheidingsvlak aangebracht om gasinsluiting en porositeit tijdens het gieten te voorkomen.
Smelten en gieten
Smelten van grijs gietijzer: Ruwijzer, schrootstaal en retourschroot worden geproportioneerd en gesmolten in een koepeloven of een oven met middelhoge frequentie bij 1380–1420 °C. De chemische samenstelling wordt gecontroleerd (C: 3,0–3,4%, Si: 1,8–2,2%, Mn: 0,5–0,8%, S ≤ 0,12%, P ≤ 0,2%) om sterkte en brosheid in evenwicht te brengen (overmatig Si vermindert de brosheid en voorkomt mogelijk breuk bij overbelasting).
Smeedbaar gietijzer wordt eerst gegoten als wit gietijzer (met een verlaagd koolstofequivalent om grafietvorming te voorkomen). Vervolgens wordt het gegloeid om een ductiele structuur te verkrijgen.
Een open gietsysteem zorgt voor een soepele doorstroming van het gesmolten metaal in de holte en voorkomt het meesleuren van slak. Bij wisselplaten met verstevigingsribben wordt de gietsnelheid geregeld op 5-8 kg/s om koude afsluiting van de ribben te voorkomen.
Uitschudden en schoonmaken
Na afkoeling tot onder de 300 °C wordt het gietstuk uitgeschud. De risers en gates worden verwijderd (kleine toggle plates door kloppen, grote door vlamsnijden) en de gate-markeringen worden gladgeslepen.
Oppervlaktezand en bramen worden schoongemaakt en belangrijke plekken (steunpunten, verzwakkingsgroeven) worden geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat er geen duidelijke defecten zijn.
Warmtebehandeling
Knevelplaten van grijs gietijzer: spanningsarm gloeien (verhitten tot 500–550°C, 2–3 uur op die temperatuur houden en vervolgens in een oven afkoelen tot 200°C) om gietspanningen te elimineren en vervorming tijdens het bewerken of bedienen te voorkomen.
Knevelplaten van gegoten gietijzer: Er vindt grafitiserend gloeien plaats (verhitten tot 900–950°C, 3–5 uur op deze temperatuur gehouden en vervolgens langzaam afgekoeld tot 700°C voordat het aan de lucht wordt afgekoeld) om cementiet te ontbinden in nodulair grafiet, waarmee de vereiste taaiheid wordt bereikt (treksterkte ≥ 350 MPa, rek ≥ 10%).
De bewerkingsnauwkeurigheid van de tuimelplaat heeft direct invloed op de stabiliteit van de passing met de beweegbare bek en het frame, evenals op de efficiëntie van de krachtoverbrenging. Het specifieke proces verloopt als volgt:
Ruwe bewerking
Met de buitenste cirkel van de steunuiteinden en de zijvlakken als referentiepunten worden de boven- en ondervlakken (verbindingsvlakken van gecombineerde tuimelplaten) met een freesmachine of schaafmachine bewerkt. Hierbij wordt een nabewerkingstoeslag van 1–2 mm aangehouden om een vlakheidsfout ≤0,5 mm/m te garanderen.
De boogvormige oppervlakken van de uiteinden van de steun worden ruw gedraaid of ruw gefreesd om een kromtestraalafwijking van ≤0,5 mm te garanderen. Daarmee wordt de basis gelegd voor de latere afwerking.
Afwerking
Precisiebewerking van steunuiteinden: Met een verticale freesbank of boormachine worden de boog- of vlakke oppervlakken van de steunuiteinden bewerkt. Hierbij wordt gezorgd voor een passende speling met de tuimelplaatzittingen van ≤ 0,1 mm (een te grote speling veroorzaakt lawaai en slijtage tijdens het gebruik) en een oppervlakteruwheid Ra van ≤ 6,3 μm.
Bewerking van de verzwakkingsgroef: Met een frees wordt de middelste verzwakkingsgroef bewerkt, met een tolerantie van ±0,3 mm in breedte en diepte. De filletradius aan de onderkant van de groef moet voldoen aan de tekeningeisen (om vroegtijdige breuk door te kleine fillets te voorkomen).
Bewerking van verbindingsgaten (voor gecombineerde tuimelplaten): Boutgaten voor de verbinding van de bovenste en onderste tuimelplaat worden op een boormachine geboord, met een gatpositietolerantie van ±0,2 mm, een ruwheid van de gatwand Ra ≤12,5 μm en er wordt schroefdraad (schroefdraadnauwkeurigheid 6H) getapt met een tap.
Oppervlaktebehandeling
De kwaliteit van de tuimelplaat heeft direct invloed op de operationele stabiliteit en veiligheid van de breker. Om de prestatie-eisen te waarborgen, worden er meertrapsregelingen geïmplementeerd:
Materiaalkwaliteitscontrole
Grondstofinspectie: Spectrale analyse wordt uitgevoerd op gietijzer om de chemische samenstelling te verifiëren (bijv. C-gehalte 3,0-3,4% voor HT250 grijs gietijzer). Trekproeven worden uitgevoerd op de monsters om te garanderen dat de treksterkte (grijs gietijzer ≥ 250 MPa) en hardheid (170-240 HBW) aan de normen voldoen.
Metallografische inspectie: Grijs gietijzer moet type A (schilferig) grafiet bevatten zonder netwerkcarbiden. Smeedbaar gietijzer wordt gecontroleerd op nodulair grafiet, waarbij witte ijzerstructuren (die overmatige broosheid veroorzaken) worden vermeden.
Kwaliteitscontrole van het gieten
Visuele inspectie op defecten: 100% visuele inspectie wordt uitgevoerd om scheuren, krimpholtes of door poriën heen uit te sluiten. Magnetische deeltjestests (MT) worden uitgevoerd op belangrijke plekken (steunpunten, verzwakkingsgroeven) om te garanderen dat er geen scheuren in het oppervlak zijn.
Inspectie van maatafwijkingen: Met schuifmaten en sjablonen kunt u lengte- en breedteafwijkingen (≤±1 mm) controleren. Met boogsjablonen kunt u de pasvorm van de bogen aan de uiteinden van de steun verifiëren (speling ≤0,3 mm).
Bewerkingsnauwkeurigheidscontrole
Geometrische tolerantie-inspectie: een meetklok en een liniaal worden gebruikt om de vlakheid en haaksheid te controleren (afwijking ≤ 0,1 mm/100 mm). Een coördinatenmeetmachine controleert de positienauwkeurigheid van de verbindingsgaten (afwijking ≤ 0,2 mm).
Verificatie van de sterkte van de verzwakkingsgroef: De afgewerkte schakelplaten worden in monsters genomen en ondergaan een druktest met 1,5 keer de nominale werklast. Op deze manier wordt vastgesteld of er breuk optreedt op de vooraf ingestelde positie (verzwakkingsgroef) met een vlak breukvlak en zonder rondspattende fragmenten.
Eindinspectie vóór montage
Proefpassing met tuimelplaatzittingen: De tuimelplaat wordt in de tuimelplaatzittingen van de beweegbare bek en het frame geplaatst. Met een voelermaat wordt de passing gecontroleerd en wordt er geen vastlopen of loszitten geconstateerd. De beweegbare bek moet soepel draaien bij handmatige bediening.
Etiketinspectie: Afgewerkte producten moeten worden gemarkeerd met model, materiaal en productiedatum voor traceerbaarheid. Niet-goedgekeurde producten worden afzonderlijk gemarkeerd en geïsoleerd om vermenging met goedgekeurde producten te voorkomen.
Door middel van strenge giet-, bewerkings- en kwaliteitscontroleprocessen kan de tuimelplaat een stabiele krachtoverbrenging garanderen tijdens normaal gebruik en betrouwbare overbelastingsbeveiliging. De levensduur bedraagt doorgaans 3 tot 6 maanden (gecorrigeerd op basis van de hardheid van het materiaal en de breekfrequentie), en regelmatige vervanging kan de onderhoudskosten en het risico op storingen van de breker effectief verlagen.
