In diesem Dokument wird die Zuführplatte von Kegelbrechern erläutert, eine Schlüsselkomponente im Materialzufuhrsystem oben am Zufuhreinlass des Brechers. Sie leitet den Materialfluss, verhindert Rückspritzen, reduziert die Aufprallspannung und steuert die Zufuhrrate. Zusammensetzung und Struktur der Komponente werden detailliert beschrieben, einschließlich Plattenkörper, Befestigungsflansch bzw. Bolzenlöcher, schlagfeste Auskleidung, Prallplatten (bei einigen Ausführungen), Verstärkungsrippen und Rutsche bzw. geneigte Fläche sowie deren strukturelle Merkmale. Für Varianten aus hochchromhaltigem Gusseisen wird der Gießprozess beschrieben, einschließlich Materialion, Modellherstellung, Formen, Schmelzen, Gießen, Abkühlen und Ausschütteln, Wärmebehandlung und Prüfung. Für Varianten aus Stahlplatten werden der Bearbeitungs- und Herstellungsprozess umrissen, einschließlich Plattenschneiden, Biegen und Formen, Schweißen von Verstärkungen, Oberflächenbehandlung und Installation der Auskleidung. Zusätzlich werden Maßnahmen zur Qualitätskontrolle festgelegt, wie z. B. Materialvalidierung, Prüfung der Maßgenauigkeit, Prüfung der Schweißnahtqualität, Schlag- und Verschleißprüfung, Montage- und Funktionsprüfung und Endkontrolle. Diese Verfahren gewährleisten eine hohe Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Maßgenauigkeit der Förderplatte und gewährleisten so eine zuverlässige Materialzufuhr und den Schutz des Kegelbrechers im Schwerlastbetrieb.
Detaillierte Einführung in die Komponente der Zufuhrplatte des Kegelbrechers
1. Funktion und Rolle der Zuführplatte
Die Zuführplatte (auch Einfülltrichterplatte oder Einlaufplatte genannt) ist ein zentrales Bauteil im Materialzufuhrsystem von Kegelbrechern und befindet sich oben am Zulauf des Brechers. Zu ihren Hauptfunktionen gehören:
Materialfluss steuern: Schüttgüter (Erze, Gesteine) werden gleichmäßig in die Brechkammer geleitet, wobei eine gleichmäßige Verteilung gewährleistet wird, um ungleichmäßigen Verschleiß der Auskleidungen des beweglichen Kegels und des festen Kegels zu vermeiden.
Rückspritzen verhindern: Dient als Barriere, um zu verhindern, dass zerkleinertes Material beim Hochgeschwindigkeitszerkleinern aus dem Einfüllstutzen zurückspritzt, und schützt so Bediener und umliegende Geräte.
Reduzierung der Aufprallbelastung: Absorbiert die anfänglichen Aufprallkräfte, wenn Materialien in den Brecher fallen, und minimiert so den direkten Aufprall auf die Hauptwelle und die Exzenterbaugruppe, um deren Lebensdauer zu verlängern.
Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit: Einige Zuführplatten sind mit einstellbaren Leitblechen oder Kanälen ausgestattet, um die Materialflussrate zu regulieren, sie an die Verarbeitungskapazität des Brechers anzupassen und die Brechleistung zu optimieren.
2. Zusammensetzung und Aufbau der Zuführplatte
Die Zuführplatte ist typischerweise ein hochbelastbares, platten- oder trichterförmiges Bauteil, das aus den folgenden Kernteilen besteht:
Plattenkörper: Das Hauptstrukturbauteil besteht aus hochfestem, abriebfestem Stahl (z. B. Mn13, AR400) oder hochchromhaltigem Gusseisen (Cr20) und hat je nach Brechergröße eine Dicke von 30 bis 100 mm. Seine Form ist auf den Einfüllstutzen abgestimmt und weist häufig eine gekrümmte oder geneigte Oberfläche zur Führung des Materialflusses auf.
Montageflansch oder Bolzenlöcher: Ein umlaufender Flansch oder eine Reihe von Schraubenlöchern (M16–M24) am Plattenkörper dient zur Befestigung am Brecherrahmen oder Einfülltrichter. Der Flansch ist mit Rippenplatten verstärkt, um die strukturelle Steifigkeit bei Stoßbelastungen zu erhöhen.
Schlagfeste Auskleidung: Eine austauschbare Verschleißschicht, die an der Innenfläche des Plattenkörpers angebracht ist und aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) oder Keramikfliesen besteht, wodurch Reibung und Verschleiß durch abrasive Materialien verringert werden.
Prallplatten (in einigen Ausführungen): Verstellbare oder feste vertikale Platten, die an den Plattenkörper geschweißt oder geschraubt sind und den Zufuhreinlass in Kanäle unterteilen, um die Materialrichtung zu steuern und eine Brückenbildung (Materialblockierung) zu verhindern.
Verstärkungsrippen: An der Rückseite des Plattenkörpers sind dreieckige oder rechteckige Stahlrippen angeschweißt, die die Biegefestigkeit verbessern und Verformungen bei wiederholten Materialeinwirkungen verhindern.
Rutsche oder geneigte Fläche: Eine glatte, nach unten geneigte Oberfläche am Plattenkörper (Winkel 30°–45°), um das Gleiten des Materials in die Brechkammer zu erleichtern, mit einer polierten Oberfläche, um die Materialhaftung zu verringern.
3. Gießverfahren für die Zuführplatte (für Varianten aus hochchromhaltigem Gusseisen)
Bei Zuführplatten aus hochchromhaltigem Gusseisen (für Anwendungen mit starker Abnutzung) läuft der Gießprozess wie folgt ab:
Materialauswahl:
Hochchromhaltiges Gusseisen (Cr20–Cr26) mit einem Kohlenstoffgehalt von 2,5–3,5 % wird aufgrund seiner hohen Härte (HRC 58–65) und Abriebfestigkeit gewählt. Zur Verbesserung der Zähigkeit werden Legierungselemente wie Mo (0,5–1,0 %) und Ni (0,5–1,5 %) hinzugefügt.
Musterherstellung:
Aus Holz oder Schaumstoff wird ein maßstabsgetreues Muster erstellt, das die Form, den Flansch und die Schraubenlöcher des Plattenkörpers nachbildet. Schrumpfungszugaben (1,5–2,0 %) werden hinzugefügt, um die Kontraktion nach dem Gießen auszugleichen.
Formen:
Es werden harzgebundene Sandformen hergestellt, wobei ein Sandkern zum Formen von Bolzenlöchern und Innenkanälen verwendet wird. Der Formhohlraum wird mit einer feuerfesten Schlichte beschichtet, um das Eindringen von Metall zu verhindern und eine glatte Oberfläche zu gewährleisten.
Schmelzen und Gießen:
Die Eisenlegierung wird in einem Induktionsofen bei 1450–1500 °C geschmolzen, wobei der Chrom- und Kohlenstoffgehalt streng kontrolliert wird, um eine Karbidabscheidung zu vermeiden.
Das Gießen erfolgt bei einer Temperatur von 1380–1420 °C und mit einer gleichmäßigen Fließgeschwindigkeit, um eine vollständige Füllung der Form sicherzustellen und die durch Turbulenzen verursachte Porosität zu minimieren.
Abkühlen und Ausschütteln:
Das Gussstück wird 24–48 Stunden in der Form gekühlt, um die thermische Spannung zu reduzieren, und anschließend durch Vibration entfernt. Sandrückstände werden durch Kugelstrahlen entfernt.
Wärmebehandlung:
Der Guss wird abgeschreckt (950–1000 °C, wassergekühlt), um harte Chromkarbide zu bilden. Anschließend wird er getempert (200–250 °C), um die Restspannungen abzubauen. Durch diesen Prozess wird eine Härte von HRC 58–65 erreicht.
Gussteilprüfung:
Durch Sichtprüfung und Farbeindringprüfung (DPT) wird auf Oberflächenrisse, Lunker oder unvollständige Füllung geprüft.
Durch Ultraschallprüfungen (UT) werden innere Defekte erkannt, wobei für nicht kritische Bereiche akzeptable Grenzwerte von ≤φ3 mm gelten und in Aufprallzonen keine Defekte auftreten.
4. Bearbeitungs- und Herstellungsprozess (für Stahlplattenvarianten)
Bei Zuführplatten aus abriebfestem Stahl (AR400 oder Mn13) steht das Schneiden und Schweißen im Vordergrund, nicht das Gießen:
Plattenschneiden:
Große Stahlplatten werden mittels Plasma- oder Laserschneiden in die gewünschte Form geschnitten, wobei eine Maßtoleranz von ±1 mm gilt. Die Schraubenlöcher werden mit CNC-Bohrmaschinen gebohrt und mit Senkungen für bündige Schraubenköpfe versehen.
Biegen und Formen:
Die zugeschnittene Platte wird mithilfe einer hydraulischen Presse in eine gekrümmte oder trichterförmige Form gebogen, wobei Formwerkzeuge für eine gleichmäßige Krümmung sorgen (Toleranz ±0,5°).
Schweißen von Bewehrungen:
Verstärkungsrippen und Befestigungsflansche werden mittels Unterpulverschweißen (UP) oder Metall-Inertgasschweißen (MIG) mit dem Plattenkörper verschweißt. Schweißnähte werden glatt geschliffen, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen (PWHT) wird 2–4 Stunden lang bei 600–650 °C durchgeführt, um die Schweißspannung zu reduzieren und so Rissen während des Betriebs vorzubeugen.
Oberflächenbehandlung:
Die Verschleißfläche wird auf eine Rauheit von Ra6,3–12,5 μm poliert, um die Materialhaftung zu minimieren. Bei AR400-Platten ist aufgrund der inhärenten Verschleißfestigkeit keine zusätzliche Beschichtung erforderlich; Mn13-Platten können zur Rostvorbeugung passiviert werden.
Liner-Installation:
Schlagfeste Auskleidungen (UHMWPE oder Keramik) werden mit Epoxidklebern auf die Innenfläche geklebt. In stark beanspruchten Bereichen werden Schrauben zur Verstärkung hinzugefügt. Die Kanten der Auskleidung werden mit Silikon versiegelt, um das Eindringen von Material zwischen Auskleidung und Plattenkörper zu verhindern.
5. Qualitätskontrollprozesse
Materialvalidierung:
Für Gusseisenplatten: Die spektrometrische Analyse bestätigt die chemische Zusammensetzung (Cr: 20–26 %, C: 2,5–3,5 %). Die Härteprüfung (Rockwell C) gewährleistet HRC 58–65.
Für Stahlplatten: Zugversuche bestätigen die Festigkeit von AR400 (≥1300 MPa) und die Zähigkeit von Mn13 (Dehnung ≥40 %).
Maßgenauigkeitsprüfungen:
Eine Koordinatenmessmaschine (KMG) überprüft die Gesamtabmessungen, die Flanschebenheit (≤ 1 mm/m) und die Lochpositionen (± 0,2 mm).
Der Krümmungsradius wird mithilfe einer Schablone gemessen, mit einer Toleranz von ±1 mm.
Schweißqualitätsprüfung:
Schweißnähte werden mittels Sichtprüfung und Ultraschallprüfung (UT) auf Porosität, Risse oder unvollständige Verschmelzung geprüft. Die Festigkeit der Schweißnähte wird mittels zerstörender Probenahme (Zugfestigkeit ≥480 MPa) geprüft.
Schlag- und Verschleißprüfung:
Aufprallprüfung: Ein 50 kg schwerer Stahlblock wird aus 1 m Höhe auf die Plattenoberfläche fallen gelassen, wobei keine sichtbare Verformung oder Rissbildung zulässig ist.
Abriebprüfung: Die Proben werden einer ASTM G65-Trockensand-/Gummiradprüfung unterzogen, wobei der Gewichtsverlust bei AR400 ≤0,5 g/1000 Zyklen und bei hochchromhaltigem Gusseisen ≤0,3 g/1000 Zyklen beträgt.
Montage und Funktionsprüfung:
Die Zuführplatte wird probeweise am Brecherrahmen montiert, um eine korrekte Ausrichtung mit dem Zuführeinlass (Spalt ≤ 2 mm) sicherzustellen.
Es wird ein Materialflusstest mit simuliertem Erz (50–100 mm große Partikel) durchgeführt, um eine gleichmäßige Verteilung und das Fehlen von Rückspritzern sicherzustellen.
Endkontrolle:
Vor der Genehmigung wird eine umfassende Überprüfung aller Testdaten, einschließlich Materialzertifikaten, Maßberichten und NDT-Ergebnissen, durchgeführt.
Zur Rückverfolgbarkeit ist das Schild mit Teilenummern, Materialqualität und Prüfdatum gekennzeichnet.
Durch diese Fertigungs- und Qualitätskontrollmaßnahmen erreicht die Zuführplatte eine hohe Schlagfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Maßgenauigkeit und gewährleistet so eine zuverlässige Materialzufuhr und den Schutz des Kegelbrechers im Dauerbetrieb mit hoher Beanspruchung.
