Der Armschutz (Schwingarmschutz) ist ein wichtiges Sicherheitsbauteil in Backenbrechern. Er wird um den Schwingarm herum angebracht, um Bediener und Ausrüstung vor spritzenden Materialien zu schützen und das Verfangen von Fremdkörpern zu verhindern. Er besteht aus einer Hauptschutzplatte (Stahl Q235B/Q355), Befestigungswinkeln, optionalen Pufferschichten und Sichtfenstern mit Verstärkungsrippen für die strukturelle Stabilität.
Die Fertigung umfasst CNC-Schneiden, Formen (Biegen/Pressen), Schweißen und Oberflächenbeschichtung (Epoxid + Polyurethan). Die Qualitätskontrolle umfasst Materialprüfungen, Maßprüfungen, Schweißnahtprüfungen (MT), Beschichtungshaftungstests und die Überprüfung der Installationskompatibilität.
Mit einer Lebensdauer von 1–3 Jahren gewährleistet es einen sicheren Betrieb durch die Isolierung beweglicher Teile und die Widerstandsfähigkeit gegen Materialeinwirkungen.
Detaillierte Einführung in die Armschutzkomponente (Schwingarmschutz) von Backenbrechern
Der Armschutz ist ein wichtiges Sicherheitselement von Backenbrechern. Er wird an der Außenseite des Schwenkarms (dem Verbindungsmechanismus, der die Schwenkbacke antreibt) und am beweglichen Spalt zwischen Rahmen und Schwenkbacke angebracht. Seine Hauptfunktionen bestehen darin, bewegliche Teile von der Umgebung zu isolieren, Verletzungen von Bedienern oder Geräten durch spritzendes Material oder Kies während des Brechvorgangs zu verhindern und zu vermeiden, dass Fremdkörper in die beweglichen Mechanismen gelangen (was zu Blockierungen führen könnte). Er ist eine wichtige Vorrichtung für den sicheren Betrieb und den Personenschutz. Seine Konstruktion muss Schutzbereich, strukturelle Festigkeit und Bewegungsfreiheit der Schwenkbacke in Einklang bringen.
I. Zusammensetzung und Aufbau des Armschutzes
Die Struktur des Armschutzes wird basierend auf dem Brechermodell und der Bewegungsbahn des Schwenkarms individuell angepasst. Seine Kernkomponenten und strukturellen Merkmale sind wie folgt:
Hauptschutzplatte Das zentrale Schutzelement ist typischerweise eine bogenförmige oder gerade Stahlplatte. Bei kleinen und mittelgroßen Brechern beträgt die Dicke üblicherweise 6–12 mm, bei großen Maschinen kann sie 15–20 mm erreichen. Das Material ist Kohlenstoffstahl Q235B (aus wirtschaftlicher Sicht) oder niedriglegierter hochfester Stahl Q355 (aus schlagfester Sicht). Die Form entspricht der Bewegungsbahn des Schwenkarms, um sicherzustellen, dass innerhalb des maximalen Schwenkbereichs der Schwenkbacke kein Kontakt auftritt. Es schützt kritische bewegliche Teile wie den Schwenkarm, Gestänge-Rahmen-Verbindungen und Lagersitze.
Befestigungsklammern Stützstrukturen, die die Hauptschutzplatte mit dem Rahmen verbinden, werden üblicherweise aus Winkelstahl, U-Stahl oder Stahlplatten geschweißt. Sie werden in obere Befestigungswinkel (mit dem oberen Rahmen verbunden) und untere Befestigungswinkel (mit der Mitte oder Unterseite des Rahmens verbunden) unterteilt. Die Winkel und die Schutzplatte sind verschraubt (für einfache Demontage und Wartung), während die Verbindung zum Rahmen über Schweißnähte oder hochfeste Schrauben erfolgt, um ein Lösen bei Gerätevibrationen zu verhindern. An den Winkeln befinden sich lange runde Löcher (Einstellbereich ±5 mm), um die Position des Schutzes während der Montage zu optimieren und Störungen durch den Schwenkarm zu vermeiden.
Puffer-/Verschleißschicht (bei einigen Modellen) Verschleißfeste Gummiplatten (5–10 mm dick) oder Auskleidungen aus Manganstahl werden auf die der Brechkammer zugewandte Seite geklebt oder genietet, um den direkten Einfluss von Spritzmaterial zu reduzieren und die Lebensdauer zu verlängern. Einige Armschutzvorrichtungen verfügen über Gummidichtungen an den Kanten, um Lücken zum Rahmen zu schließen und so das Eindringen von Feinmaterial zu verhindern.
Beobachtungsfenster (optional) Große Armschutzvorrichtungen können in unkritischen Bereichen rechteckige Sichtfenster mit Einlegeteilen aus gehärtetem Glas oder Polycarbonatplatten (≥ 8 mm dick) aufweisen. Diese ermöglichen es dem Bediener, die Bewegung des Schwenkarms und den inneren Verschleiß zu überprüfen, ohne die Schutzvorrichtung abnehmen zu müssen. Ein Metallrahmen um das Fenster verbessert die Abdichtung.
Verstärkungsrippen An der Rückseite der Hauptplatte sind quer- oder längsgerichtete Verstärkungsrippen (Abstand 200–300 mm) angeschweißt. Die Rippen haben einen L- oder T-förmigen Querschnitt und die gleiche Dicke wie die Schutzplatte, um die Verformungsbeständigkeit zu erhöhen und Dellen durch starke Materialeinwirkungen zu verhindern.
II. Herstellungsprozess des Armschutzes (mit Schwerpunkt auf der Hauptschutzplatte)
Obwohl der Armschutz kein tragendes Kernelement ist, muss er ausreichend stoßfest und strukturell stabil sein. Seine Herstellung umfasst hauptsächlich das Schneiden, Formen und Schweißen von Blechen:
Rohstoffaufbereitung
Standardstahlplatten (z. B. Q355) werden mit einer Dickentoleranz von ±0,5 mm ausgewählt. Vor der Produktion werden Sichtprüfungen (keine Risse oder Delamination) und Proben der mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit ≥355 MPa, Dehnung ≥20 %) durchgeführt.
Bei bogenförmigen Schutzvorrichtungen wird die erweiterte Größe anhand des Radius berechnet, wobei eine Bearbeitungszugabe von 10–15 mm berücksichtigt wird.
Schneiden und Formen
Zum Stanzen wird CNC-Plasmaschneiden oder Laserschneiden verwendet. Dabei wird eine Konturmaßtoleranz von ±1 mm und eine Schnittflächenrauheit Ra ≤25 μm gewährleistet. Grate oder Schlacke werden glattgeschliffen.
Bogenbiegen: Bei dicken Platten wird durch Erhitzen auf 600–800 °C (für niedriglegierten Stahl) und anschließendes Pressbiegen auf einer Form eine Radiusabweichung von ≤±2 mm erreicht. Beim Kaltbiegen (für Platten mit einer Dicke von ≤8 mm) wird eine CNC-Abkantpresse mit mehrstufiger Biegung (jeder Schritt ≤15°) verwendet, um Rissbildung zu vermeiden.
Schweißen von Halterungen und Verstärkungsrippen
Schweißen von Verstärkungsrippen an die Hauptplatte: Es wird CO₂-Schutzgasschweißen mit einer Schweißnahthöhe von 5–8 mm (angepasst an die Plattendicke), einem Schweißstrom von 180–220 A und einer Geschwindigkeit von 30–50 cm/min verwendet. Eine vollständige Durchdringung ohne Kaltüberlappungen ist gewährleistet, und die Schweißnähte werden glatt geschliffen, um Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
Schweißbefestigungshalterungen: Kehlnähte verbinden die Halterungen mit der Schutzvorrichtung. Heftschweißen (Abstand 100–150 mm) gewährleistet eine Rechtwinkligkeitsabweichung von ≤1 mm/100 mm. Nach dem Schweißen werden die Schweißspannungen durch eine 24-stündige Alterungsbehandlung abgebaut.
Oberflächenbehandlung
Entfetten und Entrosten: Durch Sandstrahlen (Grad Sa2,5) werden Oxidschichten und Öl entfernt, wodurch eine Rauheit von Ra50–80 μm erreicht wird, um die Haftung der Beschichtung zu verbessern.
Beschichtung: Epoxidgrundierung (40–60 μm dick) und Polyurethan-Decklack (30–50 μm dick) werden aufgetragen. Es wird gelbe oder rote Warnfarbe verwendet. Die Lackhaftung entspricht Klasse 2 nach GB/T 9286 (kein großflächiges Ablösen im Gitterschnitttest).
III. Qualitätskontrollprozess des Armschutzes
Die Qualität des Armschutzes hat direkten Einfluss auf die Schutzwirkung und Lebensdauer und erfordert mehrstufige Kontrollen:
Qualitätskontrolle der Rohstoffe
Stahlplatten müssen von Materialzertifikaten begleitet sein. Die Probenahme umfasst eine Spektralanalyse (Überprüfung der chemischen Zusammensetzung) und Zugversuche (Gewährleistung der Einhaltung von Festigkeit und Dehnung). Platten mit Laminierungen oder Rissen werden abgelehnt.
Prüfung der Maß- und Formgenauigkeit
Maßbänder und Schablonen prüfen Konturmaße und Radius (Abweichung ≤±2 mm). Ein Winkel überprüft die Rechtwinkligkeit zwischen Schutz und Halterungen (Fehler ≤1 mm/100 mm). Krümmungslehren gewährleisten einen Abstand von ≥10 mm zwischen der Bogenplatte und der Bewegungsbahn des Schwenkarms (keine Kollisionsgefahr).
Schweißqualitätsprüfung
Visuelle Prüfung der Schweißnähte: Keine Poren, Schlackeneinschlüsse oder Hinterschneidungen (Tiefe ≤0,5 mm), mit gleichmäßigen Schenkelgrößen. Kritische Schweißnähte (z. B. Halterungs-Rahmen-Verbindungen) werden einer Magnetpulverprüfung (MT) unterzogen, um Oberflächenrisse zu erkennen.
Belastungsprüfung: Eine 1,5-fache Nennstoßlast (simuliert Materialeinwirkung) wird 10 Minuten lang auf die Mitte des Schutzes ausgeübt. Die Verformung muss ≤2 mm betragen, ohne dass Schweißrisse auftreten.
Oberflächenbeschichtungsprüfung
Ein Schichtdickenmessgerät misst die Gesamtschichtdicke (≥70 μm). Ein Gitterschnittprüfer prüft die Haftung (Beschichtungsverlust ≤5 %). Ein 48-stündiger Salzsprühtest stellt sicher, dass keine Blasen oder Rostbildung auftritt.
Überprüfung der Installationskompatibilität
Durch die Probemontage mit Rahmen und Schwenkarm wird die vollständige Abdeckung der Gefahrenbereiche sichergestellt. Die Einstellbarkeit der Halterungsschlitze (für eine reibungslose Feineinstellung) wird überprüft und es treten keine Reibungsgeräusche während der vollständigen Hubbewegung der Schwenkbacke auf.
Bei einer typischen Lebensdauer von 1–3 Jahren (abhängig von der Häufigkeit des Materialeinschlags) ist eine regelmäßige Wartung des Armschutzes unerlässlich. Bei Inspektionen sollten Beschichtungsverschleiß, lose Schweißnähte und intakte Sichtfenster überprüft und rechtzeitig repariert oder ausgetauscht werden, um die Sicherheit zu gewährleisten.
