Kegelbrecher-Axiallager

Axiale Lastunterstützung: Absorbiert vertikale Kräfte (bis zu Tausenden von Kilonewton) vom beweglichen Kegel, der Hauptwelle und der Materialzerkleinerung und verhindert so eine axiale Verschiebung wichtiger Komponenten.

Rotationserleichterung: Ermöglicht eine gleichmäßige Drehung der Hauptwelle oder des Einstellrings bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der axialen Stabilität, wodurch Reibung und Energieverlust reduziert werden.

Ausrichtungswartung: Stellt sicher, dass die Hauptwelle konzentrisch zum Rahmen bleibt, und verhindert so eine Fehlausrichtung, die zu ungleichmäßigem Verschleiß des Mantels, der Dreschkegel oder anderer Komponenten führen könnte.

Schmierintegration: Arbeitet mit dem Schmiersystem zusammen, um das Öl gleichmäßig auf den Kontaktflächen zu verteilen und so Verschleiß und Wärmeentwicklung bei hoher Belastung zu minimieren.

Druckring (Rotierendes Element): Eine scheibenförmige Komponente, die an der Hauptwelle befestigt ist und über eine präzisionsgefertigte Druckfläche (Ra0,8–1,6 μm) verfügt, die die Lagerpolster berührt. Sie besteht aus hochfestem legiertem Stahl (z. B. 42CrMo) mit einer gehärteten Oberfläche (HRC 50–55).

Druckstücke (stationäre Elemente): Segmentierte oder vollkreisförmige Pads (3–8 Stück), die axiale Lasten gegen den Druckring aufnehmen. Sie bestehen aus Weißmetall (Zinnbasis: Sn 83–85 %, Sb 11–13 %), Bronze (ZCuSn10Pb1) oder bimetallischen Materialien mit Stahlrücken und verschleißfester Auflage.

Lagergehäuse: Ein zylindrisches oder ringförmiges Gehäuse, das die Druckstücke an ihrem Platz hält und am Rahmen oder Einstellring montiert ist. Es besteht aus Gusseisen (HT300) oder Stahlguss (ZG270-500) und verfügt über Ölnuten zur Schmiermittelverteilung.

Schmiersystem:

Öleinlass-/Auslassöffnungen: Kanäle im Gehäuse, die unter Druck stehendes Schmiermittel (Mineralöl oder synthetisches Fett) an die Kontaktflächen zwischen Kragen und Bremsbelägen liefern.

Ölnuten: Umfangs- oder radiale Nuten im Lagergehäuse oder in den Belagoberflächen sorgen für eine gleichmäßige Ölverteilung und verhindern Trockenreibung.

Fixierstifte/Clips: Vorrichtungen, die die Druckstücke im Gehäuse sichern und eine Drehung oder Verschiebung unter Last verhindern.

Dichtungselemente: O-Ringe oder Labyrinthdichtungen, die ein Austreten von Schmiermittel verhindern und eine Verunreinigung durch Staub, Wasser oder Erzpartikel blockieren.

Materialauswahl: Hochfester legierter Stahl (42CrMo) wird aufgrund seiner hervorragenden Zugfestigkeit (≥1080 MPa) und Schlagzähigkeit (≥60 J/cm²) ausgewählt.

Schmieden: Der Stahlblock wird auf 1100–1200 °C erhitzt und durch Freiformschmieden in eine Scheibenform geschmiedet, wodurch die Kornstruktur verfeinert und innere Defekte beseitigt werden.

Wärmebehandlung: Durch Abschrecken (850–880 °C, ölgekühlt) und anschließendes Anlassen (550–600 °C) wird eine Kernhärte von HRC 28–35 erreicht. Die Druckfläche wird zur Verschleißfestigkeit auf HRC 50–55 induktionsgehärtet.

Bearbeitung: Durch CNC-Dreh- und Schleifprozesse werden Ebenheit (≤0,01 mm/m) und Oberflächenrauheit (Ra0,8 μm) auf der Druckfläche erreicht, mit einer Maßtoleranz (±0,02 mm) für den Außendurchmesser.

Materialauswahl: Zinnbasiertes Weißmetall (Sn-Sb-Cu-Legierung) wird aufgrund seines niedrigen Reibungskoeffizienten (≤0,1) und seiner hervorragenden Anpassungsfähigkeit an kleinere Fehlausrichtungen verwendet.

Besetzung: Weißmetall wird im Schleuderguss- oder Schwerkraftgussverfahren auf eine Stahlträgerplatte (Q235) gegossen, wodurch eine 2–5 mm dicke Auflage entsteht. Die Stahlträgerplatte wird vorgereinigt und aufgeraut, um eine metallurgische Bindung zu gewährleisten.

Bearbeitung: Die Belagoberfläche wird geschliffen, um eine Ebenheit (≤0,02 mm/m) und Oberflächenrauheit (Ra1,6 μm) zu erreichen. Zur Schmierung werden Rillen mit präziser Tiefe (0,5–1 mm) in die Oberfläche gefräst.

Materialauswahl: Grauguss (HT300) wird aufgrund seiner guten Schwingungsdämpfung und Bearbeitbarkeit mit einer Zugfestigkeit von ≥300 MPa ausgewählt.

Sandguss: Zum Gießen des Gehäuses wird eine harzgebundene Sandform verwendet, wobei die Kerne Ölkanäle und Befestigungselemente bilden. Die Gießtemperatur beträgt 1380–1420 °C.

Wärmebehandlung: Durch das Glühen bei 550–600 °C werden Gussspannungen abgebaut und das Risiko einer Verformung während der Bearbeitung verringert.

Bearbeitung: Durch CNC-Fräs- und Bohrprozesse werden Montagelöcher, Ölanschlüsse und Pad-Aussparungen mit Maßtoleranzen (±0,1 mm) für kritische Merkmale erstellt.

Einbau des Druckstücks: Beläge werden mit leichtem Presssitz (0,01–0,03 mm) in die Gehäuseaussparungen eingepresst und mit Passstiften gesichert.

Integration von Schmiersystemen: Die Ölkanäle werden gereinigt und auf Durchfluss geprüft. Zur Vermeidung von Leckagen werden Dichtungen eingebaut.

Ausrichtung des Druckrings: Der Bund wird auf die Hauptwelle montiert und mit einer Messuhr auf Rechtwinkligkeit zur Wellenachse (≤0,05 mm/m) geprüft.

Rundlaufprüfung: Das montierte Lager wird im Leerlauf gedreht, um den Rund- und Planlauf zu messen und Werte ≤0,05 mm sicherzustellen.

Materialprüfung: Die Analyse der chemischen Zusammensetzung (Spektrometrie) überprüft die Legierungskonformität (z. B. 42CrMo, HT300). Härteprüfungen (Rockwell/Brinell) bestätigen, dass die Oberflächen- und Kernhärte den Spezifikationen entsprechen.

Maßprüfung: Koordinatenmessgeräte (KMG) prüfen die kritischen Abmessungen von Kragen, Auflagen und Gehäuse und stellen die Einhaltung der Toleranzen sicher. Ebenheit und Parallelität werden mithilfe optischer Planflächen überprüft.

Zerstörungsfreie Prüfung (NDT):

Durch die Ultraschallprüfung (UT) werden innere Defekte im Druckring (z. B. Risse, Einschlüsse) erkannt.

Durch die Magnetpulverprüfung (MPT) wird die Druckfläche des Kragens auf Oberflächenrisse untersucht.

Durch Haftprüfungen (Ultraschall- oder Schälprüfungen) wird die Haftung von Weißmetall auf Stahl in Druckstücken sichergestellt (keine Delamination).

Leistungstests:

Bei der Belastungsprüfung werden 120 % der axialen Nennlast eine Stunde lang angewendet, wobei der Temperaturanstieg (≤ 40 °C über Umgebungstemperatur) und der Verschleiß (≤ 0,01 mm) überwacht werden.

Bei Reibungstests wird der Reibungskoeffizient unter simulierten Betriebsbedingungen gemessen. Bei richtiger Schmierung sind Werte von ≤0,15 erforderlich.

Schmierungsvalidierung: Durch Druckprüfung der Ölkanäle wird sichergestellt, dass keine Verstopfungen auftreten und die Durchflussraten den Konstruktionsspezifikationen entsprechen.