Dieses Dokument befasst sich mit der Riemenscheibe von Kegelbrechern, einem wichtigen Bauteil der Kraftübertragung, das die Drehbewegung vom Motor über einen Antriebsriemen auf die Vorgelegewelle überträgt, die Drehzahl der Vorgelegewelle regelt und Vibrationen absorbiert. Es beschreibt detailliert ihre Zusammensetzung und Struktur, einschließlich Riemenscheibenkörper, Keilnuten, Nabe, Felge und Steg. Der Gussprozess für den Riemenscheibenkörper wird erläutert und umfasst Material (Grauguss), Modellherstellung, Formen, Schmelzen, Gießen, Wärmebehandlung und Prüfung. Auch der Bearbeitungsprozess (Grob-/Feinbearbeitung, Oberflächenbehandlung) und die Montagefunktionen werden beschrieben. Zusätzlich werden Qualitätskontrollmaßnahmen wie Materialprüfung, Maßhaltigkeitsprüfung, Auswuchten, Funktionsprüfung und Oberflächenprüfung festgelegt. Diese Prozesse gewährleisten eine effiziente Kraftübertragung durch die Riemenscheibe, reduzieren den Riemenverschleiß und erhöhen die Betriebssicherheit des Kegelbrechers.
Detaillierte Einführung in die Kegelbrecher-Scheibenkomponente
1. Funktion und Rolle der Kegelbrecherscheibe
Die Riemenscheibe (auch Riemenscheibe genannt) ist ein wichtiges Kraftübertragungselement in Kegelbrechern. Sie überträgt die Drehbewegung vom Motor über einen Antriebsriemen (Keilriemen) auf die Vorgelegewelle. Zu ihren wichtigsten Funktionen gehören:
Überträgt das Drehmoment vom Motor auf das Getriebesystem des Brechers und ermöglicht so die Drehung der Vorgelegewelle und den anschließenden Betrieb des Brechmechanismus.
Durch die Anpassung der Geschwindigkeit der Vorgelegewelle durch Durchmesservariation (in Verbindung mit der Größe der Motorriemenscheibe) wird die Zerkleinerungseffizienz für unterschiedliche Materialien optimiert.
Absorbiert kleinere Vibrationen und Stöße vom Motor und verringert so die Auswirkungen auf die Getriebekomponenten des Brechers.
2. Zusammensetzung und Struktur der Seilscheibe
Kegelbrecherscheiben sind typischerweise Keilriemenscheiben, die auf das Profil des Antriebsriemens abgestimmt sind. Ihr Aufbau umfasst:
Scheibenkörper: Die zylindrische oder konische Hauptstruktur mit Nuten zur Riemenführung. Es handelt sich in der Regel um ein einteiliges Guss- oder Schmiedeteil mit einer Nabe in der Mitte zur Befestigung an der Vorgelegewelle.
V-Nuten: Mehrere umlaufende Rillen (Anzahl entsprechend der Riemenanzahl, z. B. 2–6 Rillen) mit einem Winkel von 34°–40°, die die Keilriemenseiten greifen und das Drehmoment durch Reibung übertragen. Rillentiefe und -breite sind standardisiert (z. B. Serien SPZ, SPA, SPB), um den Riemenabmessungen zu entsprechen.
Nabe: Ein zentraler zylindrischer Vorsprung mit einer Bohrung zur Montage auf der Vorgelegewelle. Er kann über eine Keilnut, Stellschraubenlöcher oder eine Kegelverriegelung verfügen, um die Scheibe an der Welle zu befestigen und ein Verrutschen während der Drehung zu verhindern.
Rand: Die Außenkante des Scheibenkörpers, die die Struktur verstärkt und die seitliche Bewegung des Riemens begrenzt. Sie kann Erleichterungslöcher (für große Scheiben) enthalten, um Gewicht und Trägheit zu reduzieren.
Web: Die radiale Struktur verbindet die Nabe mit der Felge und sorgt für mechanische Festigkeit bei minimalem Gewicht. Sie kann massiv (für kleine Scheiben) oder gerippt (für große Scheiben) sein, um die Steifigkeit zu erhöhen.
3. Gießverfahren für den Scheibenkörper
Die meisten Seilscheiben werden aus Kostengründen und aufgrund komplexer Geometrien mit den folgenden Schritten gegossen:
Materialauswahl: Grauguss (HT250 oder HT300) wird aufgrund seiner guten Gießbarkeit, Verschleißfestigkeit und Schwingungsdämpfung bevorzugt. Für Hochleistungsanwendungen wird Sphäroguss (QT500-7) oder Stahlguss (ZG270-500) wegen seiner höheren Zugfestigkeit verwendet.
Musterherstellung: Ein Muster aus Holz, Metall oder 3D-Druck bildet die Geometrie der Seilscheibe ab, einschließlich Rillen, Nabe und Steg. Schrumpfungszugaben (1–2 %) und Entformungsschrägen (2–3°) werden zum Entfernen der Form hinzugefügt.
Formen: Um das Modell herum werden harzgebundene Sandformen geformt. Kerne erzeugen die zentrale Bohrung und ggf. Entlastungslöcher. Die Form wird ausgehärtet, um die Dimensionsstabilität zu gewährleisten.
Schmelzen und Gießen: Gusseisen wird in einem Induktionsofen bei 1400–1450 °C geschmolzen. Das geschmolzene Metall wird über ein Angusssystem mit kontrollierter Geschwindigkeit in die Form gegossen, um Turbulenzen zu vermeiden und eine vollständige Füllung der Nuten zu gewährleisten.
Abkühlen und Ausschütteln: Das Gussteil kühlt langsam in der Form ab, um Spannungen abzubauen, und wird dann durch Vibration entfernt. Steigrohre und Anschnitte werden abgeschnitten und der Oberflächensand wird gereinigt.
Wärmebehandlung: Spannungsarmglühen (550–600 °C für 2–3 Stunden) beseitigt Eigenspannungen und verhindert so ein Verziehen bei der Bearbeitung.
Gussteilprüfung: Visuelle Kontrolle auf Risse, Porosität oder unvollständige Rillen. Ultraschallprüfungen (UT) erkennen innere Defekte in kritischen Bereichen (Nabe und Steg).
4. Bearbeitungs- und Herstellungsprozess
Schruppbearbeitung:
Der äußere Rand und die Nabe werden gedreht, um überschüssiges Material zu entfernen und die Grundmaße mit 1–2 mm Bearbeitungszugabe festzulegen.
Die zentrale Bohrung wird vorgebohrt und auf die ungefähre Größe aufgerieben.
Fertigbearbeitung:
V-Nuten werden mithilfe einer Drehbank und einem Nutenschneidwerkzeug präzise gedreht, um sicherzustellen, dass Winkel (±0,5°), Tiefe (±0,1 mm) und Breite (±0,05 mm) den Riemenspezifikationen entsprechen.
Die Nabenbohrung ist auf IT7-Toleranz fertiggeschliffen, mit einer Oberflächenrauheit von Ra1,6 μm. Passfedernuten werden mit engen Toleranzen auf Standardmaße (z. B. DIN 6885) gefräst.
Die Stirnfläche der Scheibe ist so bearbeitet, dass sie senkrecht zur Bohrungsachse steht (Rundlauf ≤ 0,05 mm), um eine Fehlausrichtung des Riemens zu verhindern.
Oberflächenbehandlung:
Die Rillen werden kugelgestrahlt, um Grate zu entfernen und die Reibung mit dem Riemen zu verbessern.
Die Außenfläche ist zur Erhöhung der Haltbarkeit lackiert oder mit einer Korrosionsschutzbeschichtung (z. B. Verzinkung) versehen.
Baugruppenfunktionen:
Taperlock-Buchsen (sofern verwendet) werden in die Nabe eingepresst, mit passenden Kegeln, um eine sichere Wellenmontage zu gewährleisten.
Stellschrauben werden in Gewindelöcher eingebaut und haben gehärtete Spitzen, die sich in die Welle greifen und ein Abrutschen verhindern.
5. Qualitätskontrollprozesse
Materialprüfung: Gussteile werden auf chemische Zusammensetzung (Spektrometrie) und mechanische Eigenschaften (Zugfestigkeit, Härte: 180–240 HBW für HT250) analysiert.
Maßgenauigkeit:
CMM (Koordinatenmessgerät) überprüft Nutmaße, Bohrungsdurchmesser und Planrundlauf.
Der Rillenwinkel wird mit einem Winkelmesser überprüft; der Teilkreisdurchmesser (Abstand zwischen den Rillenmitten) wird gemessen, um die Riemenausrichtung sicherzustellen.
Ausgleich:
Bei Riemenscheiben mit einer Drehzahl von über 1000 U/min wird ein dynamisches Auswuchten durchgeführt, wobei zur Reduzierung von Vibrationen eine Restunwucht von ≤10 g·mm/kg sichergestellt wird.
Funktionstests:
Riemensitzprüfung: Keilriemen werden eingebaut, um den Eingriff der Rillen zu prüfen (keine übermäßige Spannung oder Lockerheit).
Drehmomenttest: Die Scheibe wird auf einer Prüfwelle montiert und dem Nenndrehmoment ausgesetzt, um sicherzustellen, dass kein Schlupf oder keine Verformung auftritt.
Oberflächenqualität:
Die Rillenoberflächen werden (mittels Mikroskopie) auf Risse oder scharfe Kanten untersucht, die die Riemen beschädigen könnten.
Die Lackhaftung wird mit einem Gitterschnittverfahren (ISO 2409) geprüft, bei dem kein Abziehen erforderlich ist.
Die präzise Fertigung und Qualitätskontrolle der Riemenscheibe gewährleisten eine effiziente Kraftübertragung, minimieren den Riemenverschleiß und maximieren die Betriebssicherheit des Kegelbrechers.
Um die oben genannten Mängel zu beheben, bietet Shilong eine Verbindungsstruktur für die Antriebswelle und die Riemenscheibe des Kegelbrechers an, die sich leicht montieren und demontieren lässt. Gleichzeitig wird sichergestellt, dass die Verbindungsflächen von Antriebswelle und Riemenscheibe beim Zusammenbau und Einbau der Antriebswelle nicht beschädigt werden. Unsere technische Lösung besteht in einer Verbindungsstruktur zwischen Antriebswelle und Riemenscheibe des Kegelbrechers, die die Riemenscheibe und die Antriebswelle umfasst. Die Riemenscheibe weist in der Mitte eine Wellenbohrung auf, in der der Verbindungsabschnitt der Antriebswelle sitzt. Die Riemenscheibe weist eine koaxial zur Wellenbohrung verlaufende Dehnhülsenbohrung auf. Der Durchmesser der Dehnhülsenbohrung ist größer als der der Wellenbohrung. Die Innenumfangsfläche der Dehnhülsenbohrung und die Außenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts der Antriebswelle bilden einen Dehnhülsenhohlraum. In diesem Hohlraum ist eine Dehnhülse angeordnet. Am äußeren Ende der Riemenscheibe ist eine Druckplatte befestigt, deren Mitte über eine Verbindungsschraube mit dem Wellenkopf der Antriebswelle verbunden ist. Die von uns gewählte technische Lösung ist eine Verbindungsstruktur zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe des Kegelbrechers. Die Antriebswelle und die Riemenscheibe sind über eine im Hohlraum der Spannhülse angeordnete Spannhülse verbunden, wodurch die Notwendigkeit von Passfedernuten und Passstiften in der herkömmlichen Verbindungsstruktur entfällt, insbesondere bei hoher Zentrierung. Hohe Präzision; einfache Installation, Einstellung und Demontage; hochfeste, stabile und zuverlässige Verbindung; Schutz der Geräte vor Beschädigungen bei Überlastung. Darüber hinaus verhindert die am äußeren Ende der Riemenscheibe befestigte Druckplatte, dass Verunreinigungen in den Spannhohlraum gelangen und die Spannhülse verunreinigen.
