Lagerblock für Backenbrecher

Detaillierte Einführung in die Lagerblockkomponente von Backenbrechern

I. Zusammensetzung und Aufbau des Lagerblocks

1. Lagerkörper
   Die tragende Kernstruktur, zylindrisch oder blockförmig, besteht aus hochfestem Grauguss (HT350), Sphäroguss (QT500-7) oder Stahlguss (ZG35SiMn). Gusseisengehäuse bieten eine gute Schwingungsdämpfung (geeignet für kleine/mittelgroße Brecher), während Stahlgussgehäuse eine höhere Festigkeit (geeignet für große Brecher) bieten. Das Gehäuse verfügt über eine Präzisionsbohrung für die Lagermontage mit externen Montageflanschen und Verstärkungsrippen. Die Gesamtstruktur muss einer plastischen Verformung unter der 1,5-fachen Nennlast standhalten.
2. Lagerbohrung
   Eine präzise Durchgangsbohrung in der Mitte des Körpers dient zur Montage des Lageraußenrings mit einer Toleranz von H7 (Presspassung) entsprechend den Lageranforderungen. Die Innenrauheit beträgt Ra ≤1,6 μm (zur Reduzierung des Verschleißes am Lageraußenring). Stufen (10–20 mm breit) an beiden Enden der Bohrung dienen der Positionierung von Lager und Dichtungsdeckel. Die Rechtwinkligkeit der Stufenflächen zur Bohrungsachse beträgt ≤0,02 mm/100 mm, um eine gleichmäßige Kraftverteilung nach dem Lagereinbau zu gewährleisten.
3. Montageflansch
   Eine Flanschkonstruktion an einem oder beiden Enden des Gehäuses, 10–20 mm dicker als das Gehäuse, dient zur Schraubverbindung mit den Seitenplatten. Die Flanschfläche verfügt über 4–8 umlaufende Schraubenlöcher (M16–M36) mit einer Positionstoleranz von ±0,2 mm. Die Ebenheit der Passfläche zur Seitenplatte beträgt ≤0,1 mm/100 mm, um exzentrische Belastungen nach der Montage zu vermeiden.
4. Dichtungsstruktur (Dichtungsnut)
   Dichtungsnuten (8–15 mm breit, 3–5 mm tief) an beiden Enden der Lagerbohrung beherbergen Öldichtungen oder Labyrinthdichtungen, die Schmiermittellecks und Staubeintritt verhindern. Die Koaxialität der Dichtungsnut zur Lagerbohrung beträgt ≤0,05 mm, um Dichtungsverschleiß durch Exzentrizität zu vermeiden.
5. Verstärkungs- und Hilfskonstruktionen

• Radiale Rippen: 15–30 mm dicke radiale Rippen an der Gehäuseaußenseite bilden mit dem Montageflansch dreieckige Stützen und erhöhen so die radiale Belastungsfestigkeit (Durchbiegung ≤0,1 mm/m).

• Öleinfüllöffnung: Eine gehäuseseitige Gewindebohrung (M10–M16) dient zur Verbindung mit einem Schmiernippel oder Schmierrohr zur Lagerschmierung. Der Kanal mit 3–5 mm Durchmesser ist mit der Lagerbohrung verbunden und sorgt so für ausreichende Schmierung.

• Lokalisierungsboss (optional): Ein ringförmiger Vorsprung (3–5 mm hoch) an einigen Flanschflächen passt in eine Nut in der Seitenplatte und begrenzt die Positionierungsabweichung auf ≤0,05 mm für eine verbesserte Installationsgenauigkeit.

II. Gießverfahren für Lagerblöcke (Beispiel: Sphäroguss QT500-7)

1. Form- und Sandvorbereitung

• Es werden Harzsandformen verwendet, wobei Holz- oder Metallmodelle auf Basis von 3D-Modellen gefertigt werden. Eine Schrumpftoleranz von 1,0–1,5 % (lineare Schrumpfung bei duktilem Gusseisen) wird berücksichtigt. Die Lagerbohrung wird mit Sandkernen geformt, die mit Graphitfarbe (0,5–1 mm dick) beschichtet sind, um die Oberflächenpräzision zu verbessern.

• Durch die Ausrichtung des Sandkerns wird eine Rechtwinkligkeitsabweichung der Lagerbohrung von ≤0,1 mm/m gewährleistet, um eine Exzentrizität in Gussteilen zu verhindern.

2. Schmelzen und Sphäroidisierung

• Schwefelarmes Roheisen (S ≤0,03 %), Stahlschrott und Rücklaufmaterial werden in einem Induktionsofen bei 1450–1480 °C geschmolzen. Die Zusammensetzung wird eingestellt (C 3,6–3,8 %, Si 2,5–2,8 %, Mn ≤0,5 %).

• Sphäroidisierung: Mithilfe des 冲入法 werden der Pfanne ein Sphäroidisierungsmittel (Magnesiumlegierung mit seltenen Erden, 1,2 %–1,5 %) und ein Impfmittel (75 % Ferrosilizium, 0,8 %–1,0 %) hinzugefügt. Die Schmelztemperatur nach der Behandlung beträgt 1380–1420 °C, mit einer Sphäroidisierungsrate von ≥ 80 % (Grad ≥ 3).

3. Gießen und Abkühlen

• Ein Bodengießsystem füllt den Körper von der unteren Mitte aus bei 1350–1380 °C. Die Gießzeit beträgt 3–10 Minuten (50–500 kg Gewicht), um eine gleichmäßige Füllung ohne Schlackeneinschluss zu gewährleisten.

• Gussteile werden in der Form auf unter 300 °C abgekühlt, um Risse durch schnelles Abkühlen zu vermeiden.

4. Wärmebehandlung

• Glühen: Die Gussteile werden auf 550–600 °C erhitzt, 3–4 Stunden gehalten und anschließend im Ofen auf 200 °C gekühlt, um Restspannungen (≤ 80 MPa) zu beseitigen und Verformungen durch die Bearbeitung zu vermeiden. Stahlgussteile werden für eine gleichmäßige Struktur normalisiert (850–900 °C für 2 Stunden, luftgekühlt).

III. Bearbeitungsprozess von Lagerblöcken

1. Schruppbearbeitung

• Mit der Flanschfläche als Bezugspunkt wird die Lagerbohrung auf einer Drehbank oder einem vertikalen Bearbeitungszentrum vorgedreht/gefräst (2–3 mm Feinzugabe). Die Flanschfläche wird vorgefräst (1–2 mm Zugabe), um eine Rechtwinkligkeit von ≤0,3 mm/100 mm zwischen Bohrungsachse und Flanschfläche zu gewährleisten.

• Schraubenlöcher und Öleinfülllöcher sind gebohrt (1 mm Zugabe) und Dichtungsnuten sind vorgedreht (0,5 mm Zugabe in Breite/Tiefe).

2. Alterungsbehandlung

• Nach dem Schruppen wird eine künstliche Alterung durchgeführt (200–250 °C für 4 Stunden bei Gusseisen; 300–350 °C für 6 Stunden bei Stahlguss), um die Bearbeitungsspannung weiter abzubauen und die Abmessungen zu stabilisieren.

3. Fertigbearbeitung

• Lagerbohrung: Fertiggebohrt auf einer CNC-Drehbank oder Bohrmaschine mit Diamantwerkzeugen (Gusseisen) oder Hartmetallwerkzeugen (Gussstahl) auf H7-Toleranz, Ra ≤1,6 μm und Zylindrizität ≤0,005 mm/100 mm.

• Flanschfläche: Fertiggefräst auf Ebenheit ≤0,1 mm/100 mm, Rechtwinkligkeit zur Bohrungsachse ≤0,01 mm/100 mm und Ra ≤3,2 μm.

• Dichtungsnuten und Gewinde: Fertiggedrehte Dichtungsnuten (±0,1 mm Toleranz) und Ölbohrungen (6H-Gewinde) sorgen für zuverlässige Abdichtung und sicheren Sitz der Befestigungselemente.

4. Oberflächenbehandlung

• Unbearbeitete Oberflächen werden entgratet und mit einer Rostschutzschicht (bei Gusseisen phosphatiert) versehen. Bearbeitete Oberflächen werden mit Rostschutzöl behandelt. Lagerbohrungen bei großen Einheiten können zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit phosphatiert oder verchromt (5–10 μm) werden.

IV. Qualitätskontrollprozess

1. Gussqualität

• Sichtprüfung: Keine Risse, Schrumpfungen oder Sandlöcher. Die Lagerbohrungsoberfläche muss frei von Poren oder Einschlüssen mit einem Durchmesser von ≥1 mm sein.

• Innere Qualität: Sphäroguss wird auf seinen Sphäroidisierungsgrad (≥ 80 %) und seine Graphitmorphologie (überwiegend kugelförmig) geprüft. Stahlguss wird einer Ultraschallprüfung (UT) unterzogen. Innerhalb von 20 mm der Lagerbohrung dürfen keine Defekte ≥ φ 2 mm auftreten.

• Mechanische Eigenschaften: Geprüft auf Härte (QT500-7: 170–230 HBW; ZG35SiMn: 220–260 HBW) und Zugfestigkeit (QT500-7: ≥500 MPa).

2. Maßgenauigkeit

• Koordinatenmessgeräte überprüfen den Lagerbohrungsdurchmesser (H7), die Zylindrizität, die Rechtwinkligkeit zum Flansch und die Positionen der Bolzenlöcher mit wichtigen Abweichungen von ≤ 50 % der Konstruktionstoleranzen.

• Eine Messuhr prüft die Flanschebenheit (≤0,1 mm/100 mm) und die Koaxialität der Dichtungsnut (≤0,05 mm).

3. Baugruppenprüfung

• Lagerpassung: Ein Standard-Lageraußenring wird in die Bohrung gepresst, um das Übermaß (0,01–0,03 mm) zu überprüfen und sicherzustellen, dass kein Spiel oder übermäßige Spannung vorhanden ist.

• Dichtungsprüfung: Die Dichtungen werden für eine Druckprüfung mit 0,3 MPa (30 Minuten) ohne Schmiermittelleckage eingebaut.

4. Belastungstests

• Eine statische Belastung mit dem 1,5-fachen der radialen Nennlast über eine Stunde zeigt eine Verformung von ≤ 0,05 mm ohne bleibende Verformung nach der Entlastung.