Die Zugstange ist ein wichtiges Zusatzbauteil in Backenbrechern. Sie verbindet den unteren Teil der Schwingbacke mit dem Rahmen und dient dazu, die Kniehebelplatte zu spannen und Stöße über eine Feder abzufedern. Sie besteht aus einem hochfesten Stangenkörper, einer Zugfeder (60Si2Mn), einer Stellmutter und Verbindungsstiften. Die Stange besteht aus Materialien wie 40Cr (Zugfestigkeit ≥800 MPa).
Die Herstellung umfasst das Schmieden und die Präzisionsbearbeitung der Stange (mit Wärmebehandlung auf 240–280 HBW), das Wickeln der Feder/Wärmebehandlung (38–42 HRC) und strenge Qualitätskontrollen (MT/UT auf Defekte, Maßprüfung und Spannungsprüfung).
Durch die Qualitätskontrolle wird eine stabile Leistung unter Last mit einer Lebensdauer von 1–2 Jahren gewährleistet, die für die Sicherheit und Betriebsstabilität des Brechers von entscheidender Bedeutung ist.
Detaillierte Einführung in die Zugstangenkomponente von Backenbrechern
Die Zugstange ist ein wichtiges, lasttragendes Zusatzelement in Backenbrechern und wird zwischen dem unteren Teil der Schwingbacke und der Rahmenrückwand eingebaut. Sie sorgt für eine konstante Spannung, um sicherzustellen, dass die Kniehebelplatte fest in den Kniehebelaufnahmen der Schwingbacke und des Rahmens sitzt. Gleichzeitig absorbiert sie zusammen mit einer Feder die Stoßschwingungen während des Brechens. Sie ist unerlässlich für die Stabilisierung des Brecherbetriebs und den Überlastschutz und beeinflusst somit direkt die Stabilität des Brechspalts und die Anlagensicherheit.
I. Zusammensetzung und Aufbau des Zugstabes
Das Design der Zugstange sorgt für ein Gleichgewicht zwischen der Effizienz der Spannungsübertragung und der Pufferleistung. Die wichtigsten Komponenten und Strukturmerkmale sind wie folgt:
Zugstangenkörper Eine lange Stange aus hochfestem Rundstahl oder Schmiedestahl mit Durchmessern von typischerweise 30–80 mm für kleine bis mittelgroße Brecher und 100–150 mm für große Maschinen. Ein Ende ist mit einem Außengewinde versehen (zum Anschluss der Einstellmutter), das andere Ende verfügt über eine ring- oder gabelförmige Öse (über einen Stift mit der unteren Schwenkbacke verbunden). Der Durchmesser der Öse muss genau zum Stift passen, um eine reibungslose Drehung zu gewährleisten.
Zugfeder Eine zylindrische Schraubenfeder aus hochfestem Federstahl (z. B. 60Si2Mn), die über den Stangenkörper geschoben ist. Der Federdrahtdurchmesser beträgt 8–30 mm, mit 5–15 aktiven Windungen. Beide Enden liegen an den Federsitzen an und erzeugen durch Vorspannung Spannung. Im Betrieb absorbiert die Feder durch Verformung Aufprallenergie und dämpft Vibrationen durch die Schwingung der Schwingbacke.
Einstellmutter und Unterlegscheiben Eine Sechskantmutter (45# Stahl oder 35CrMo), die zum Gewindeende der Stange passt, dient zur Einstellung der Federvorspannung (durch Anziehen/Lösen zur Änderung der Kompression). Verschleißfeste Unterlegscheiben (z. B. aus gehärtetem Stahl) werden typischerweise zwischen Mutter und Federsitz platziert, um die Reibung zu verringern.
Federteller und Sicherungsringe Kreis- oder ringförmige Teile (Federsitze) an beiden Enden der Feder dienen der Positionierung und Kraftübertragung. Eine Schulter oder ein Sicherungsring am Ösenende verhindert das Lösen der Feder beim Spannen.
Stift und Splint Ein zylindrischer Stift (40Cr), der die Nase mit der Schwenkbacke verbindet, oberflächengehärtet (50–55 HRC), mit einem Splint oder Sicherungsring für eine zuverlässige Verbindung gesichert.
II. Herstellungsprozess des Zugstangenkörpers
Der Stangenkörper hält konstanter Spannung und wechselnden Belastungen stand. Er besteht aus 45#-Stahl (vergütet) oder 40Cr (vergütet), wobei der Schwerpunkt der Herstellung auf Schmieden und maschineller Bearbeitung liegt:
Rohstoffaufbereitung und Schmieden
Hochwertige Rundstahlknüppel (10–15 mm größer als der fertige Durchmesser) werden mittels zerstörungsfreier Prüfung auf innere Risse untersucht.
Zum Freischmieden auf 850–1000 °C erhitzt, mit Ziehen und Stauchen zur Bildung der Öse (gabelförmige Ösen müssen nach dem Schmieden geschnitten werden). Das Schmieden gewährleistet einen kontinuierlichen Faserverlauf ohne Falten oder Überhitzung.
Normalisiert (860–880 °C, luftgekühlt) zum Spannungsabbau, mit einer Härte von 180–220 HBW für eine verbesserte Bearbeitbarkeit.
Schruppbearbeitung
Der Außenumfang der Stange wird auf einer Drehbank oder CNC-Drehmaschine vorgedreht, wobei 1–2 mm Feinzugabe verbleiben. Die Positionierungsstufe des Gewindeendes wird gedreht, wobei eine Rechtwinkligkeit von Ende zu Achse von ≤ 0,1 mm/100 mm sichergestellt wird.
Das Ösenloch wird gefräst oder gebohrt: Gabelförmige Ösen werden aus Symmetriegründen mit 0,5–1 mm Bearbeitungszugabe gefräst; Rechtwinkligkeit von Lochachse zu Stangenachse ≤ 0,1 mm/100 mm.
Wärmebehandlung
Abschrecken und Anlassen: Erhitzen auf 840–860 °C zum Abschrecken in Öl, dann angelassen bei 550–580 °C, um angelassenen Sorbit zu bilden, der eine Zugfestigkeit ≥ 800 MPa, eine Streckgrenze ≥ 600 MPa und eine Härte von 240–280 HBW erreicht.
Induktionshärtung für Ösenloch und Gewindeende: Oberflächenhärte 45–50 HRC, mit 2–5 mm gehärteter Schicht für Verschleißfestigkeit.
Fertigstellung
Der Außenkreis der Stange wird auf die Konstruktionsmaße präzisionsgedreht (Toleranz IT7, Ra ≤ 1,6 μm). Die Gewinde werden mit einer Präzision von 6 g gerollt oder gedreht, mit intakten, gratfreien Profilen.
Das Ösenloch ist mit einer Toleranz von H7 präzisionsgebohrt, Ra ≤ 0,8 μm, Rundheit ≤ 0,01 mm und einer Rechtwinkligkeit von Achse zu Stangenachse ≤ 0,05 mm/100 mm.
III. Herstellungsprozess der Zugfeder
Aufwickeln
60Si2Mn-Federdraht (Durchmessertoleranz ±0,05 mm) wird auf einer Federwickelmaschine gewickelt, wobei eine Außendurchmessertoleranz von ±0,5 mm, eine gleichmäßige Steigung (Abweichung ≤ 0,3 mm) und die richtige freie Länge gewährleistet werden.
Wärmebehandlung
Abschrecken: Erhitzen auf 860–880 °C zum Abschrecken in Öl (Härte 45–50 HRC). Anlassen: 380–420 °C für 2 Stunden, um angelassenen Troostit mit einer Härte von 38–42 HRC zu bilden, der Elastizitätsgrenze und Zähigkeit ausgleicht.
Oberflächenbehandlung
Kugelstrahlen: Oberflächenbehandlung mit 0,3–0,8 mm großen Stahlkugeln zur Verbesserung der Ermüdungslebensdauer (≥30 % Erhöhung).
Korrosionsschutzbehandlung: Verzinken oder Phosphatieren + Lackieren (8–12 μm Beschichtung), mit Salzsprühbeständigkeit ≥48 Stunden.
IV. Qualitätskontrollprozess für Zugstabkomponenten
Qualitätskontrolle des Zugstangenkörpers
Materialprüfung: Spektralanalyse verifiziert Zusammensetzung (z. B. 40Cr mit 0,8–1,1 % Cr). Zugversuche bestätigen Festigkeit (≥800 MPa).
Zerstörungsfreie Prüfung: Magnetpulverprüfung (MT) auf Oberflächenrisse an Stange und Öse; Fluoreszenzprüfung auf Mikrorisse im Gewindegrund.
Maßgenauigkeit: Mikrometer prüfen den Stangendurchmesser, Gewindelehren die Präzision. Koordinatenmessgeräte prüfen die Rechtwinkligkeit der Ösenlöcher (Abweichung ≤ 0,05 mm/100 mm).
Qualitätskontrolle von Zugfedern
Mechanische Leistung: Probenahme für Druckprüfung (Kraftabweichung ≤ 5 % bei Nennkompression); Ermüdungsprüfung (1 Million Zyklen) ohne Bruch oder bleibende Verformung, psssst, 2 %.
Maßprüfungen: Messschieber messen Außendurchmesser und freie Länge; Gleichmäßigkeit der Teilung (Abweichung ≤ 0,3 mm).
Qualitätskontrolle bei der Montage
Probemontage: Nach der Montage der Komponenten die Federspannung prüfen (15–25 % der freien Länge). Sicherstellen, dass die Passung zwischen Bolzen und Öse (Toleranz H8/f7) für eine reibungslose Drehung sorgt.
Spannungsprüfung: Wenden Sie 1 Stunde lang die 1,2-fache Nennspannung an und prüfen Sie, ob eine plastische Verformung (Dehnung ≤ 0,1 %) oder ein Abstreifen des Gewindes vorliegt.
Überprüfung der Gesamtleistung
Inbetriebnahme: 4-stündiger Betrieb unter Nennlast prüft Temperatur (≤ 60 °C), Vibration (Amplitude ≤ 0,1 mm) und keine ungewöhnlichen Geräusche.
Überlastungstest: 1,5-fache Nennlast bestätigt die Wirksamkeit der Federpufferung, ohne dass die Stange oder die Verbindungen beschädigt werden.
Durch strenge Prozesskontrolle gewährleisten die Zugstangen einen stabilen Sitz der Kniehebelplatte und eine optimale Stoßdämpfung. Die Lebensdauer beträgt 1–2 Jahre (Federn müssen regelmäßig ausgetauscht werden). Zur routinemäßigen Wartung gehört die Überprüfung der Federvorspannung und der Gewindefestigkeit, um ein Ablösen der Kniehebelplatte oder unregelmäßige Spaltmaße zu verhindern.
