Seitenplatte des Backenbrechers

Detaillierte Einführung in die Seitenplatten von Backenbrechern

I. Zusammensetzung und Struktur der Seitenplatten

1. Plattenkörper
   Der tragende Kern ist eine vertikale rechteckige oder trapezförmige flache Platte mit einer Dicke von 50–150 mm (je nach Modell). Er besteht aus hochfestem Stahlguss (ZG35CrMo) oder niedriglegiertem Baustahl (Q355D) mit einer Oberflächenhärte von ≥220 HBW, um seitlichen Stoßbelastungen standzuhalten. Die Ober- und Unterkante der Platte sind mit der Ober- bzw. Unterplatte des Rahmens verbunden. Die Innenseite ist mit Lagergehäusebohrungen und Führungsstrukturen versehen, während die Außenseite mit Verstärkungsrippen zur Erhöhung der Verformungsbeständigkeit versehen ist.
2. Lagergehäusebohrung
   Eine kreisförmige Durchgangsbohrung im oberen Teil der Platte dient zur Montage des Exzenterwellenlagers und dient als zentrale Funktion der Seitenplatte. Der Bohrungsdurchmesser ist entsprechend dem Lagermodell (Toleranz H7) ausgelegt, mit einer Wandstärke von ≥ 1/3 des Lageraußendurchmessers (zur Gewährleistung der Tragfähigkeit). Beide Enden der Bohrung sind mit Stufen (15–30 mm tief) versehen, um den Lageraußenring und die Dichtungsabdeckung zu positionieren. Die innere Oberflächenrauheit der Bohrung beträgt Ra ≤ 1,6 μm (zur Reduzierung des Lagerverschleißes). Die Koaxialität der Lagergehäusebohrungen an beiden Seitenplatten muss ≤ 0,05 mm (≤ 0,1 mm bei großen Maschinen) betragen; andernfalls kann es während des Betriebs zu ungewöhnlichen Geräuschen oder einer Überhitzung der Exzenterwelle kommen.
3. Führungsrutsche (optional, für einige Modelle)
   Eine Längsrinne im unteren Innenteil der Platte (2–3 mm breiter als der Flansch auf der Seite der beweglichen Backe) begrenzt die Schwenkbewegung der beweglichen Backe und gewährleistet so eine Bewegung in eine vorgegebene Richtung. Die Rinnenoberfläche ist gehärtet (50–55 HRC) und zur Reibungsreduzierung mit Fett beschichtet. Der Passungsspalt zwischen Rinne und beweglicher Backe beträgt 0,5–1 mm. Ein zu großer Spalt kann zum Wackeln der beweglichen Backe führen, ein zu kleiner Spalt zum Verklemmen.
4. Verstärkungsstrukturen

• Ringförmige Verstärkungsrippen: Ringförmige Rippen (rechteckiger Querschnitt, 50–100 mm breit) werden um die Außenseite der Lagergehäusebohrung gegossen oder geschweißt, um die Scherfestigkeit um die Bohrung herum zu erhöhen und eine Verformung durch übermäßige Krafteinwirkung zu verhindern.

• Längsverstärkungsrippen: Auf der Außenseite der Platte sind Längsrippen (im Abstand von 300–500 mm) aufgeschweißt oder angegossen. Ihre Höhe entspricht dem 1,5- bis 2-fachen der Plattendicke. Sie bilden eine Gitterstruktur mit Querrippen an den oberen und unteren Kanten und verbessern so die Gesamtsteifigkeit (Durchbiegung ≤ 0,5 mm/m).

5. Verbindungs- und Positionierungsstrukturen

• Flanschkanten: An der Vorder- und Hinterkante der Platte sind Flanschkanten (10–20 mm dicker als die Platte) für die Schraubverbindung mit der Vorder- und Rückwand bearbeitet (Schraubenspezifikationen M24–M48, Klasse 8.8 oder höher). In die Flanschoberfläche sind Fixierstiftlöcher (20–40 mm Durchmesser) mit einem Passungsabstand ≤0,1 mm eingearbeitet, um die Montagepräzision zu gewährleisten.

• Hebelöcher: Zur Handhabung und Montage sind an der Ober- oder Seite der Platte Hebelöcher (mit Gewinde oder Durchgangslöcher) mit einem Durchmesser von φ50–φ100 mm eingearbeitet. Der Bereich um die Löcher ist verdickt (≥40 mm), um ein Reißen zu verhindern.

II. Gießverfahren für Seitenplatten (Beispiel: Stahlguss)

1. Vorbereitung von Formen und Sandformen

• Es wird Harzsandguss (klein/mittel) oder Natriumsilikatsandguss (groß) verwendet. Holz- oder Schaumstoffmodelle werden auf Basis von 3D-Modellen hergestellt, mit einer Schrumpfungstoleranz von 2,5 % bis 3 % (lineare Schrumpfung bei Stahlguss 2,2 % bis 2,8 %). Für wichtige Bereiche wie Lagergehäusebohrungen werden Sandkerne verwendet. Die Kernoberflächen werden mit einer Zirkonpulverbeschichtung (1–1,5 mm dick) versehen, um die Präzision zu verbessern.

• Bei der Sandformmontage wird auf die Symmetrie der Formen für beide Seitenplatten geachtet, wobei die Koaxialitätsabweichung der Lagergehäusebohrungskerne ≤0,1 mm beträgt, um Maßfehler bei Gussteilen zu vermeiden.

2. Schmelzen und Gießen

• Stahlschrott mit niedrigem Phosphor- und Schwefelgehalt (P ≤ 0,03 %, S ≤ 0,02 %) und Legierungen werden in einem Lichtbogenofen bei 1540–1580 °C geschmolzen. Die chemische Zusammensetzung wird eingestellt (ZG35CrMo: C 0,32–0,40 %, Cr 0,8–1,1 %, Mo 0,2–0,3 %) und Gas und Einschlüsse werden durch Pfannenraffination entfernt (Wasserstoffgehalt ≤ 2 ppm).

• Es wird ein Bodengusssystem verwendet, bei dem gleichzeitig von beiden Unterseiten der Platte gegossen wird. Die Gießtemperatur beträgt 1500–1540 °C und die Gießzeit 15–40 Minuten (je nach Gewicht: 1000–8000 kg), um ein gleichmäßiges Füllen zu gewährleisten und Schlackeneinschlüsse oder Kaltverklebungen zu vermeiden. Bei großen Platten werden Speiser (15–20 % des Gussgewichts) verwendet, um Lunkerbildung zu vermeiden.

3. Ausschütteln und Wärmebehandlung

• Nach dem Abkühlen auf unter 200 °C werden die Gussteile ausgeklopft. Steiger werden durch mechanisches Schneiden entfernt, bündig mit der Plattenoberfläche geschliffen und von Grat und Sandanhaftungen gereinigt.

• Wärmebehandlung: Normalisieren (880–920 °C für 2–3 Stunden, luftgekühlt) + Anlassen (550–600 °C für 4–5 Stunden, luftgekühlt), um die Struktur in Perlit + 少量-Ferrit zu homogenisieren, mit einer Härte von 220–260 HBW und einer Schlagzähigkeit von ≥35 J/cm² (-20 °C).

III. Bearbeitungsprozess der Seitenplatten

1. Schruppbearbeitung

• Die Flanschkanten und Innenflächen werden mit der Außenseite der Platte auf einer Portalfräse vorgefräst, wobei 3–5 mm Feinzugabe verbleiben. Die Flanschebenheit muss ≤ 1 mm/m und die Rechtwinkligkeit zur Platte ≤ 0,5 mm/100 mm betragen.

• Die Bohrungen der Lagergehäuse werden auf einer Horizontalbohrmaschine auf 5–8 mm Übermaß vorgebohrt. Die Senkrechtstellung der Bohrungsachse zum Flansch beträgt ≤0,3 mm/100 mm. Um die Symmetrie zu gewährleisten, werden beide Seitenplatten gleichzeitig bearbeitet.

2. Halbfertigbearbeitung und Alterung

• Oberflächen sind halbfertig (1–2 mm Toleranz) und Bohrungen sind halbgebohrt (1–2 mm Toleranz). Durch Vibrationsalterung (60–100 Hz für 2–3 Stunden) werden Bearbeitungsspannungen (Restspannung ≤ 100 MPa) abgebaut, um Verformungen nach der Endbearbeitung zu vermeiden.

3. Fertigbearbeitung

• Die Bohrungen der Lagergehäuse werden auf einer CNC-Bohrmaschine mit zweiachsigen Synchronwerkzeugen fertiggebohrt, um eine Koaxialität von ≤0,05 mm (≤0,1 mm bei großen Maschinen), eine H7-Toleranz, Ra ≤1,6 μm und eine schrittweise Rechtwinkligkeit zur Bohrungsachse von ≤0,02 mm/100 mm sicherzustellen.

• Verbindungslöcher und Rutschen werden bearbeitet: Bolzenlöcher (Toleranz H12) und Fixierstiftlöcher (H7/m6-Passung mit Vorder-/Rückwand) werden in die Flansche gebohrt. Bei Führungsrutschen gewährleistet CNC-Fräsen + Schleifen (Ra ≤3,2 μm) die Parallelität zur Lagerbohrungsachse ≤0,1 mm/m.

4. Oberflächenbehandlung und Montagevorbereitung

• Unbearbeitete Oberflächen werden sandgestrahlt (Sa2,5) und mit Epoxid-Zinkgrundierung (60–80 μm) und Chlorkautschuk-Decklack (40–60 μm) beschichtet. Bearbeitete Oberflächen erhalten Rostschutzöl (groß) oder Phosphatierung (klein/mittel).

• Die Bohrungen der Lagergehäuse sind mit Rostschutzfett beschichtet und mit Schutzhülsen abgedeckt; die Gewindebohrungen der Flansche sind mit Schutzstopfen versehen, um Transportschäden zu vermeiden.

IV. Qualitätskontrollprozess

1. Gussqualitätskontrolle

• Sichtprüfung: 100 % Prüfung auf Risse, Schrumpfung oder Fehlläufe. Magnetpulverprüfung (MT) um die Lagergehäusebohrungen stellt sicher, dass keine Oberflächenrisse von 1 mm vorhanden sind.

• Interne Qualität: Bei der Ultraschallprüfung (UT) für große Platten (>3000 kg) sind Defekte ≥φ3 mm innerhalb von 20 mm unterhalb der Lagerbohrung nicht zulässig; in anderen Bereichen sind Defekte ≤φ5 mm zulässig (einzelner Bereich ≤5 cm²).

2. Prüfung der Maßgenauigkeit

• Koordinatenmessgeräte überprüfen Bohrungsdurchmesser (H7), Koaxialität, Rechtwinkligkeit und Flanschebenheit, wobei die wichtigsten Abweichungen innerhalb von 50 % der Konstruktionstoleranzen liegen.

• Lasertracker prüfen die Geradheit (≤0,5 mm/m) und Verdrehung (≤0,3 mm/m) der Platte, um Rahmenspannungen nach der Montage zu vermeiden.

3. Prüfung mechanischer Eigenschaften

• Zugversuch: Die Proben weisen eine Zugfestigkeit von ≥600 MPa, eine Streckgrenze von ≥350 MPa und eine Dehnung von ≥15 % auf.

• Härteprüfung: Brinellhärte (220–260 HBW) mit ≤30 HBW-Abweichung; gehärtete Stufen werden über Rockwell (50–55 HRC) geprüft.

4. Montage und Funktionsprüfung

• Probemontage: Seitenplatten werden mit der Vorder-/Rückwand verbunden, wobei die Bohrungskoaxialität mittels Dorn (Spalt ≤0,05 mm) und Flanschpassung (≥80 % Fläche mit ≤0,1 mm Spalt) geprüft wird.

• Leerlauftest: Nach der Montage der Exzenterwelle und der Lager werden in einem 2-stündigen Betrieb die Lagertemperatur (≤70 °C), Vibration (≤0,1 mm/s) und Geräusche auf Anomalien geprüft.