Backenbrecher-Schwingbackenplatten

Detaillierte Einführung in die Schwenkbackenplatte von Backenbrechern

I. Zusammensetzung und Aufbau der Schwenkbackenplatte

1. Körper: Die Hauptstruktur besteht aus einer dicken Platte, die normalerweise aus Manganstahl (z. B. ZGMn13) besteht (für kleine bis mittelgroße Brecher kann Chromgusseisen verwendet werden). Die Dicke beträgt je nach Brechergröße 50–300 mm, die Länge entspricht der Schwenkbacke (normalerweise 1–3 Meter).
2. Gezahnte Arbeitsfläche: Die materialberührende Oberfläche ist mit regelmäßig angeordneten Zähnen (dreieckig oder trapezförmig) mit einer Zahnhöhe von 8–20 mm und einer Zahnteilung von 20–50 mm versehen. Diese Zähne verbessern die Materialhaftung und sorgen für eine gleichmäßige Zerkleinerung. Die meisten Schwenkbackenplatten sind symmetrisch konstruiert, sodass eine Umkehrung nach Verschleiß eines Endes möglich ist, was die Lebensdauer um über 50 % verlängert.
3. Montageschlitze/Schraubenlöcher: Die Rückseite verfügt über T-Nuten oder Senkschraubenlöcher zur Verbindung mit dem Schwingbackenkörper, die durch Keilblöcke oder hochfeste Schrauben gesichert sind, um ein Lösen während des Betriebs zu verhindern (Vermeidung einer vibrationsbedingten Ablösung).
4. Kanten verstärken: Große Schwenkbackenplatten haben oft erhöhte Kanten, um die Gesamtsteifigkeit zu verbessern und Verformungen durch Materialeinwirkung zu verhindern.
5. Löcher zur Gewichtsreduzierung (optional): Ultragroße Schwenkbackenplatten können auf nicht arbeitenden Oberflächen gebohrte Löcher aufweisen, um das Gewicht zu reduzieren, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen.

II. Gießprozess der Schwenkbackenplatte

1. Formvorbereitung

• Es wird Sandguss (Natriumsilikatsand oder Harzsand) verwendet. Holz- oder Harzmodelle werden anhand von Zeichnungen (einschließlich Zähnen, Bolzenlöchern usw.) mit einer Bearbeitungszugabe von 5–8 mm hergestellt (lineare Schrumpfrate von Manganstahl ≈2 %).

• Die Oberfläche der Formhohlräume muss glatt sein und die Zahnbereiche präzise ausgestaltet sein, um übermäßige Abweichungen nach dem Guss zu vermeiden. Ein spezielles Anguss- und Steigersystem gewährleistet die vollständige Füllung komplexer Strukturen wie Zähne.

2. Schmelzen und Gießen

• Schmelzen von hochmanganhaltigem Stahl: Hochreines Roheisen (P ≤ 0,07 %, S ≤ 0,05 %), kohlenstoffarmer Stahlschrott und Ferromangan (Mn ≥ 95 %) werden dosiert. Das Schmelzen erfolgt in einem Lichtbogenofen oder Mittelfrequenzofen bei 1500–1550 °C, wobei die chemische Zusammensetzung kontrolliert wird (C: 1,0–1,4 %, Mn: 11–14 %, Si: 0,3–0,8 %), um ein Mn/C-Verhältnis ≥ 10 zu gewährleisten (kritisch für austenitische Struktur).

• Desoxidation: Zur endgültigen Desoxidation werden Ferrosilizium und Aluminium hinzugefügt, wodurch der Sauerstoffgehalt auf ≤0,005 % reduziert wird, um Porosität zu verhindern.

• Gießen: Es wird ein Bodengießsystem verwendet, wobei die Gießtemperatur auf 1400–1450 °C geregelt wird. Große Schwenkbackenplatten erfordern ein segmentiertes Gießen (um Kaltverklebungen zu vermeiden), wobei die Gießdauer je nach Gewicht 3–8 Minuten beträgt.

3. Ausschütteln und Reinigen

• Nach dem Abkühlen auf unter 200 °C wird das Gussteil ausgeschlagen. Steiger werden durch Brennschneiden entfernt und Angussstellen bündig mit dem Körper geschliffen.

• Oberflächensand und Grate werden gereinigt. Zahnbereiche werden auf Unversehrtheit geprüft und Bolzenlöcher auf Verstopfungen überprüft.

4. Wasserabschreckbehandlung (kritischer Schritt)

• Das Gussstück wird langsam auf 1050–1100 °C erhitzt (Heizrate ≤ 100 °C/h, um Rissbildung zu vermeiden) und 2–4 Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten (um die vollständige Auflösung der Carbide in Austenit sicherzustellen).

• Schnelle Wasserkühlung (Wassertemperatur ≤ 30 °C, Abkühlrate ≥ 50 °C/s) verhindert die Karbidausscheidung und bildet eine einheitliche austenitische Struktur (was eine hohe Zähigkeit gewährleistet). Die Härte nach der Behandlung beträgt ≈ 200 HBW bei einer Aufprallenergie von ≥ 180 J.

III. Herstellungsprozess der Schwenkbackenplatte

1. Schruppbearbeitung

• Unter Verwendung der Rückseite als Referenz fräst eine Portalfräse die Arbeitsfläche grob und lässt dabei eine Endbearbeitungszugabe von 2–3 mm übrig, um einen Ebenheitsfehler von ≤ 1 mm/m sicherzustellen.

• Die Bolzenlöcher werden mit einem Radialbohrer gebohrt, mit einer Durchmessertoleranz von ±0,5 mm und einer Tiefe, die 2–3 mm größer ist als die Bolzenlänge.

2. Fertigstellung

• Zahnbearbeitung: Ein spezieller Formfräser auf einer Portalfräsmaschine bearbeitet die Zähne und gewährleistet eine Zahnhöhen-/Teilungstoleranz von ±0,5 mm und eine Oberflächenrauheit Ra ≤6,3 μm. Zahnsymmetriefehler ≤0,3 mm (kritisch für die Umkehrgenauigkeit).

• Bearbeitung der Montagefläche: Die hintere Montagefläche und der Zentrierzapfen werden fertig gefräst, um einen Kontakt von ≥80 % mit dem Schwingbackenkörper (Spalt ≤0,1 mm über Fühlerlehre) und eine Ebenheit von ≤0,5 mm/m sicherzustellen.

• Spannungsabbau: Durch Niedertemperaturglühen nach der Bearbeitung (200–250 °C, 1–2 Stunden) werden die durch die Bearbeitung entstehenden Spannungen beseitigt, um Verformungen im Betrieb zu verhindern.

3. Oberflächenbehandlung

• Bearbeitungsgrate werden entfernt. Nicht arbeitende Oberflächen werden sandgestrahlt (Rauhigkeit Ra=25–50 μm), um die Reibung mit dem Schwingbackenkörper zu erhöhen.

• Die Innenseiten der Montagelöcher werden (falls erforderlich) mit Gewinden mit einer Präzision von 6H versehen, um eine sichere Schraubverbindung zu gewährleisten.

IV. Qualitätskontrollprozess der Schwenkbackenplatte

1. Materialleistungskontrolle

• Prüfung der chemischen Zusammensetzung: Ein Spektrometer analysiert C, Mn usw. und stellt die Einhaltung der ZGMn13-Standards sicher (Mn: 11–14 %, C: 1,0–1,4 %).

• Prüfung der mechanischen Eigenschaften: Die Proben werden Schlagprüfungen (-40 °C, Schlagenergie ≥ 120 J) und Härtemessungen (≤ 230 HBW nach Wasserabschreckung) unterzogen. Die metallografische Prüfung bestätigt, dass keine Netzwerkkarbide (die die Zähigkeit verringern) vorhanden sind.

2. Gussqualitätskontrolle

• Visuelle Mängelprüfung: 100%ige Sichtprüfung schließt Risse, Lunker und Fehlläufe aus. Die Magnetpulverprüfung (MT) an verzahnten Flächen stellt sicher, dass keine Oberflächenrisse vorhanden sind.

• Interne Qualitätsprüfung: Durch Ultraschallprüfung (UT) an großen Platten wird sichergestellt, dass in kritischen Bereichen (Zahnwurzeln, Bolzenlöcher) keine Poren oder Einschlüsse ≥φ3 mm vorhanden sind.

3. Kontrolle der Bearbeitungsgenauigkeit

• Prüfung der Maßtoleranzen: Messschieber und Zahnschablonen prüfen Zahnhöhe/-teilung. Ein Koordinatenmessgerät überprüft die Toleranz der Befestigungslochposition (≤0,3 mm).

• Prüfung der geometrischen Toleranzen: Eine Laserwasserwaage prüft die Ebenheit der Arbeitsfläche (Fehler ≤ 0,5 mm/m). Eine Messuhr überprüft die Rechtwinkligkeit zwischen Montage- und Arbeitsfläche (≤ 0,1 mm/100 mm).

4. Montageprüfung

• Probemontage: Die Schwenkbackenplatte wird auf dem Schwenkbackenkörper montiert, um Kontakt und Dichtheit zu prüfen, ohne dass beim manuellen Klopfen ein loses Geräusch auftritt.

• Verschleißsimulationstest: Probenplatten werden einem Prüfstandtest (8 Stunden bei Nennlast) unterzogen, um den Zahnverschleiß (≤ 0,5 mm) zu messen und sicherzustellen, dass keine Risse oder Verformungen auftreten.