Der Backenbrecher mit Doppelpendel zeichnet sich durch seine kompakte Bauweise und die elliptische Bahn der beweglichen Backe aus (Kombination von Extrusion und Mahlen). Er bietet eine um 15–30 % höhere Effizienz als der einfache Pendeltyp und eignet sich für mittelharte Materialien (z. B. Granit, Eisenerz) mit einem Zerkleinerungsverhältnis, das Ausgangsgrößen von 10–300 mm ermöglicht.
Zu den Kernkomponenten gehören ein Rahmen (gegossen oder geschweißt), feste/bewegliche Backen (mit hochchromhaltigen oder ZGMn13-Auskleidungen), eine Exzenterwelle (40Cr/42CrMo geschmiedet), eine Kniehebelplatte (Sicherheitskomponente) und hydraulische Einstellsysteme. Die Herstellung umfasst Präzisionsschmieden (Schmiedeverhältnis der Exzenterwelle ≥3), Wasserhärten der Auskleidungen und strenge Qualitätskontrollen – Ultraschallprüfung des Rohmaterials, Lagerpassungsspiel (0,1–0,2 mm) und 4-stündige Belastungstests (≥90 % Übereinstimmung mit der Partikelgröße).
Es wird häufig als sekundäre oder primäre Zerkleinerungsanlage im Bergbau (Metall-/Nichtmetallerze), bei Baumaterialien (recycelte Zuschlagstoffe) und in der Infrastruktur (Straßenunterbaumaterialien) eingesetzt und eignet sich hervorragend für kleine bis mittlere Produktionslinien (10–200 t/h), die eine effiziente mittelfeine Zerkleinerung erfordern.
Detaillierte Einführung in Doppelpendel-Backenbrecher
Der Doppelpendel-Backenbrecher ist eine der am häufigsten eingesetzten Backenbrecherarten. Seine bewegliche Backe führt gleichzeitig Schwingungen um die Aufhängungswelle und Drehbewegungen mit der Exzenterwelle aus, wodurch eine komplexe elliptische Bahn entsteht. Diese Konstruktion bietet Vorteile wie eine kompakte Bauweise, hohe Brechleistung und geringen Energieverbrauch und eignet sich daher für die mittlere und feine Zerkleinerung mittelharter Materialien.
I. Zusammensetzung und Struktur
Der Doppelpendel-Backenbrecher zeichnet sich im Vergleich zum einfachen Pendeltyp durch eine kompaktere Bauweise aus. Seine Kernkomponenten und Funktionen sind wie folgt:
1. Wichtige Strukturkomponenten
Rahmen: Dient als tragendes Gerüst und trägt alle Lasten beim Zerkleinern. Es besteht typischerweise aus Grauguss (HT250) oder geschweißten Stahlkonstruktionen (Q355B) und ist in integraler oder modularer Ausführung (für einfacheren Transport und Installation) erhältlich.
Feste Backe: An der Vorderwand des Rahmens befestigt, ist seine Oberfläche mit einer festen Backenplatte (aus verschleißfesten Materialien wie ZGMn13 oder hochchromhaltigem Gusseisen) ausgestattet, die mit der beweglichen Backe eine Brechkammer bildet.
Beweglicher Kiefer: Ein bewegliches Kernelement, das oben über Lager mit der Exzenterwelle verbunden und unten an der Kniehebelplatte angelenkt ist. Seine Oberfläche ist mit einer beweglichen Backenplatte (aus dem gleichen Material wie die feste Backenplatte) ausgestattet. Die bewegliche Backe folgt einer elliptischen Bahn ("kleiner Schwung oben, großer Schwung unten") und kombiniert Extrusions- und Mahlvorgänge.
Exzenterwelle: Geschmiedet aus 40Cr oder 42CrMo (Schmiedeverhältnis ≥3), wird es von einem Motor über eine Riemenscheibe angetrieben und dreht sich. Es fungiert als Kernkomponente, die die bewegliche Backe antreibt. An beiden Enden sind Schwungräder montiert, um die Trägheit auszugleichen und Vibrationen zu reduzieren.
Kippplatte: Verbindet die Unterseite der beweglichen Backe mit der Rückwand des Rahmens, überträgt Quetschkräfte und dient als Sicherheitsvorrichtung – bricht bei übermäßiger Belastung (z. B. bei nicht brechbaren Materialien) und schützt so kritische Komponenten. Es besteht normalerweise aus ZG35CrMo.
Vorrichtung zur Einstellung der Auslassöffnung: Passt den Abstand zwischen der beweglichen Backe und der festen Backe unten durch Hinzufügen/Entfernen von Unterlegscheiben oder Einstellen von Keilen an und steuert so die ausgegebene Partikelgröße (normalerweise 10–300 mm).
Schmiersystem: Enthält Schmiernippel oder Zentralschmiervorrichtungen an den Exzenterwellenlagern und Aufhängungswellenlagern. Die Verwendung von Fett auf Kalziumbasis (Betriebstemperatur ≤ 60 °C) gewährleistet die Verschleißfestigkeit und Wärmeableitung der beweglichen Teile.
2. Strukturelle Merkmale
Im Gegensatz zum einfachen Pendeltyp integriert der Doppelpendel-Backenbrecher die bewegliche Backe und die Pleuelstange in einem. Dadurch entfällt die vordere Schubknebelplatte und nur eine Knebelplatte bleibt erhalten, was zu einer einfacheren Struktur führt. Die bewegliche Backe oszilliert sowohl um die Exzenterwelle (die auch als Aufhängungswelle dient) als auch um den Drehpunkt der Knebelplatte. Der obere Teil der Brechkammer hat einen kleinen Hub (erleichtert das Klemmen des Materials), während der untere Teil einen großen Hub hat (verbessert die Brechleistung). Dadurch ist die Effizienz 15–30 % höher als beim einfachen Pendeltyp.
II. Herstellungsprozess
Die Herstellung von Doppelpendel-Backenbrechern erfordert eine strenge Kontrolle der Verarbeitungsgenauigkeit und der Materialleistung der Schlüsselkomponenten. Die wichtigsten Prozesse sind:
Rahmenfertigung
Gussrahmen: Sandguss (Grauguss HT250) mit einer Schmelztemperatur von 1400–1450 °C. Nach dem Gießen wird eine Alterungsbehandlung (200–250 °C für 24 Stunden) durchgeführt, um innere Spannungen abzubauen. Kritische Teile (z. B. Lagersitze) werden geglüht (600–650 °C), um die Härte auf HB180–220 zu kontrollieren.
Geschweißter Rahmen: Q355B-Stahlplatten werden zugeschnitten, abgeschrägt und geschweißt (mit E5015-Elektroden). Nach dem Schweißen wird eine Vibrationsalterung oder Spannungsarmglühung (550–600 °C) durchgeführt, um Verformungen zu vermeiden. Nach dem Schweißen erfolgt eine zerstörungsfreie Prüfung (UT, Stufe II).
Herstellung von Exzenterwellen
Rohmaterial: Rundstahl 40Cr wird mit einem Schmiedeverhältnis ≥3 (zur Kornverfeinerung) zu Rohlingen geschmiedet (Freischmieden). Nach dem Schmieden wird eine Normalisierung (860–880 °C Luftkühlung) durchgeführt, um eine Härte von HB200–230 zu erreichen.
Bearbeitung: Nach dem Grobdrehen erfolgt das Abschrecken und Anlassen (840–860 °C Ölabschrecken + 580–600 °C Anlassen), um HRC28–32 zu erreichen. Der Exzenterabschnitt und der Zapfen werden auf IT6-Toleranz mit einer Oberflächenrauheit von Ra ≤1,6 μm fertiggedreht. Abschließend wird eine Magnetpulverprüfung (MT) durchgeführt, um sicherzustellen, dass keine Risse vorhanden sind.
Fertigung von beweglichen Backen und Linern
Beweglicher Backenkörper: Hergestellt aus ZG35CrMo, wird er nach dem Gießen geglüht, um Spannungen zu beseitigen, und nach der Grobbearbeitung durch Abschrecken und Anlassen (HRC25–30) behandelt. Kritische Teile (z. B. Lagerbohrungen) werden auf Toleranz IT7 fertiggebohrt, mit einem Passungsspiel von 0,1–0,2 mm zur Exzenterwelle.
Auskleidungen: Es wird hochmanganhaltiger Stahl ZGMn13 (wassergehärtet: auf 1050–1100 °C erhitzt, gehalten und wassergehärtet, um eine austenitische Struktur mit Kaltverfestigungseigenschaften zu erhalten) oder hochchromhaltiges Gusseisen (Cr15–20, HRC60–65, geeignet zum Brechen von hartem Gestein) verwendet. Die Auskleidungen werden mit Bolzen oder Keilen mit einem Pufferspalt von 1–2 mm am Backenkörper befestigt.
Kipphebelplatte und Getriebekomponenten
Kniehebelplatte: Hergestellt aus ZG35 oder QT500-7, wird sie nach dem Gießen spannungsarm geglüht. Die Kontaktflächen an beiden Enden werden auf eine Oberflächenrauheit von Ra ≤6,3 μm gefräst, um eine flexible Verbindung mit der beweglichen Backe und dem Rahmen zu gewährleisten.
Riemenscheibe und Schwungrad: Aus Grauguss HT200 gegossen, werden sie einem statischen Unwuchttest (Exzentrizität ≤0,05 mm/kg) unterzogen, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.
III. Qualitätskontrollprozesse
Um die Leistung und Lebensdauer der Geräte sicherzustellen, werden während der Herstellung mehrere Maßnahmen zur Qualitätskontrolle durchgeführt:
Rohstoffprüfung
Für Stahlplatten, Rundstahl und andere Rohstoffe müssen Materialzertifikate (z. B. Berichte zur chemischen Zusammensetzung und zu mechanischen Eigenschaften) vorgelegt werden. Es werden Proben für die Spektralanalyse (zur Sicherstellung der Einhaltung des Elementgehalts) und Zugversuche (zur Überprüfung der Einhaltung der Normen hinsichtlich Zugfestigkeit und Streckgrenze) entnommen.
Gussteile (Rahmen, bewegliche Backen usw.) werden einer Sichtprüfung (keine Poren oder Schrumpfung), einer Ultraschallprüfung (UT, innere Defekte ≤Φ3 mm) und einer Härteprüfung (z. B. HT250-Härte ≥ HB180) unterzogen.
Kontrolle der Verarbeitungsgenauigkeit wichtiger Komponenten
Exzenterwelle: Rundheitsfehler des Zapfens ≤0,01 mm, Koaxialitätsfehler ≤0,02 mm/m, geprüft mit einem Koordinatenmessgerät.
Lagerbohrung der beweglichen Backe: Das Passungsspiel mit der Exzenterwelle wird mit Fühlerlehren überprüft, um sicherzustellen, dass es im Bereich von 0,1–0,2 mm liegt; ein zu großes Spiel verursacht Geräusche und Verschleiß.
Abmessungen der Brechkammer: Der Parallelitätsfehler zwischen der festen und der beweglichen Backe beträgt ≤ 0,5 mm/m (oben und unten), kalibriert mit einer Laserwasserwaage, um eine ungleichmäßige Partikelgröße am Ausgang zu vermeiden.
Qualitätskontrolle bei der Montage
Lagermontage: Durch Warmpassung (Erwärmen der Lager auf 80–100 °C) werden Verformungen durch hartes Hämmern vermieden. Nach der Montage sollte sich die Exzenterwelle ohne Verklemmen von Hand drehen lassen, mit einer axialen Bewegung von ≤ 0,3 mm.
Kniehebelplattenverbindung: Die Kontaktflächen mit der beweglichen Backe und dem Rahmen werden mit Fett beschichtet und der Abstand wird mit Fühlerlehren überprüft, um sicherzustellen, dass er ≤0,1 mm beträgt, um eine gleichmäßige Kraftverteilung zu gewährleisten.
Leerlauf- und Lasttests
Leerlauftest: 2-stündiger Betrieb mit einem Anstieg der Lagertemperatur von ≤ 40 °C (über Umgebungstemperatur), ohne anormale Vibrationen (Amplitude ≤ 0,1 mm) und Geräuschpegel ≤ 85 dB.
Belastungstest: 4-stündiges Zerkleinern von mittelharten Materialien (z. B. Kalkstein) mit ≥90 % Übereinstimmung mit der Ausgangspartikelgröße (pro eingestellter Auslassöffnung), gleichmäßigem Auskleidungsverschleiß und keiner lokalen Überhitzung.
IV. Hauptanwendungen in Produktionslinien und Industrien
1. Rolle in Produktionslinien
Der Doppelpendel-Backenbrecher dient in erster Linie als Sekundärbrechanlage (Verarbeitung vorzerkleinerter Materialien) oder als Primärbrechanlage in kleinen und mittleren Produktionslinien. Zu seinen Kernfunktionen gehören:
Weiteres Zerkleinern vorzerkleinerter Materialien (z. B. 100–300 mm) auf 20–100 mm, wodurch qualifizierte Rohstoffe für das anschließende Kegelbrechen oder die Sandherstellung bereitgestellt werden.
Durch Ausnutzung der komplexen Bewegungsbahn der beweglichen Backe zum Biegen und Zerkleinern von Materialien wird die Zerkleinerungseffizienz verbessert (15–30 % höher als beim einfachen Pendeltyp), geeignet zum Zerkleinern mittelharter Materialien (z. B. Granit, Eisenerz).
2. Industrielle Anwendungen
Bergbau: Wird zum mittleren und feinen Zerkleinern von Metallerzen (Eisen, Kupfer, Gold) und nichtmetallischen Erzen (Kalkstein, Quarzsand) verwendet. Beispielsweise zum Zerkleinern von vorzerkleinertem Eisenerz (200–300 mm) auf 50–100 mm für das Mahlen in einer Kugelmühle.
Baustoffindustrie: Zerkleinern von Bauschutt (Betonblöcke, Ziegel) zur Herstellung von Recycling-Zuschlagstoffen (5–30 mm); Zerkleinern von Kalkstein, Gips usw. zur Zement- und Kalkproduktion.
Straßen- und Eisenbahnbau: Zerkleinern von Hartgestein (Basalt, Granit) zur Herstellung von Straßenunterbau-Zuschlagstoffen (10–30 mm) mit gleichmäßiger Korngröße.
Metallurgische Industrie: Zerkleinern von Koks, Eisenerz und anderen Rohstoffen, um qualifiziertes Material für die Hochofenverhüttung bereitzustellen.
Chemische Industrie: Zerkleinern von Phosphatgestein, Pyrit usw. zur Verarbeitung von Düngemitteln und chemischen Rohstoffen.
Im Vergleich zum einfachen Pendelbackenbrecher ist der Doppelpendeltyp kompakter und effizienter, wodurch er sich für Produktionslinien mit begrenztem Platz und mittleren Kapazitätsanforderungen (10–200 t/h) eignet und eine gängige Ausrüstung in kleinen und mittelgroßen Brechprojekten ist.
