Backenbrecher-Kippplatten

Detaillierte Einführung in die Kniehebelplatte (Druckplatte) von Backenbrechern

I. Zusammensetzung und Aufbau der Kippplatte

1. Körper: Der Hauptkörper ist eine flache Platte mit bogenförmigen oder flachen Oberflächen an beiden Enden – den sogenannten Stützenden –, die mit den Sitzen der Knebelplatte an der beweglichen Backe und dem Rahmen verbunden sind. Der Krümmungsradius dieser Stützenden muss genau mit den Sitzen übereinstimmen, um eine gleichmäßige Kraftverteilung zu gewährleisten.
2. Verstärkungsrippen: Bei einigen großen Kniehebelplatten sind auf beiden Seiten des Körpers Längsverstärkungsrippen eingegossen, um die Gesamtsteifigkeit zu erhöhen und so einen vorzeitigen Bruch aufgrund übermäßiger Biegespannung während des Betriebs zu verhindern.
3. Schwächungsrillen/Spannungskonzentrationsrillen: In der Mitte oder an bestimmten Stellen der Kniehebelplatte angebrachte Rillen verringern die lokale Festigkeit und gewährleisten so einen kontrollierten Bruch (normalerweise in der Mitte) bei Überlastung, was den Austausch erleichtert und Schäden an anderen Komponenten durch Bruchfragmente vermeidet.
4. Verbindungslöcher (für kombinierte Kippplatten): Die oberen und unteren Teile kombinierter Kniehebelplatten sind durch Bolzen verbunden, wobei an den Verbindungsstellen Positionierungslöcher eingearbeitet sind, um bei der Montage Koaxialität und Rechtwinkligkeit sicherzustellen.

II. Gießprozess der Kniehebelplatte

1. Formvorbereitung

• Es wird Sandguss (Grünsand oder Harzsand) verwendet. Holz- oder Metallmodelle werden auf Basis von Kniehebelplattenzeichnungen hergestellt, wobei der Körper, die Verstärkungsrippen und die Schwächungsnuten genau nachgebildet werden. Dabei wird eine Bearbeitungszugabe von 2–3 mm berücksichtigt (Grauguss weist eine Schrumpfrate von ca. 0,8–1 %).

• Die Oberfläche der Sandform muss glatt sein, um Sandlöcher im Gussteil zu vermeiden. Entlüftungskanäle an der Trennfläche verhindern Gaseinschlüsse und Porosität beim Gießen.

2. Schmelzen und Gießen

• Graugussschmelzen: Roheisen, Stahlschrott und Altschrott werden dosiert und in einem Kupolofen oder Mittelfrequenzofen bei 1380–1420 °C geschmolzen. Die chemische Zusammensetzung wird kontrolliert (C: 3,0–3,4 %, Si: 1,8–2,2 %, Mn: 0,5–0,8 %, S ≤ 0,12 %, P ≤ 0,2 %), um Festigkeit und Sprödigkeit auszugleichen (übermäßiger Si-Gehalt verringert die Sprödigkeit und verhindert möglicherweise Brüche bei Überlastung).

• Temperguss wird zunächst als Weißguss gegossen (mit reduziertem Kohlenstoffäquivalent, um Graphitbildung zu vermeiden), anschließend wird geglüht, um eine duktile Struktur zu erhalten.

• Ein offenes Gießsystem sorgt für einen gleichmäßigen Fluss des geschmolzenen Metalls in die Kavität und verhindert das Mitreißen von Schlacke. Bei Kippplatten mit Verstärkungsrippen wird die Gießgeschwindigkeit auf 5–8 kg/s geregelt, um Kaltverklebungen in den Rippen zu verhindern.

3. Ausschütteln und Reinigen

• Nach dem Abkühlen auf unter 300 °C wird das Gussstück ausgeschlagen. Speiser und Anschnitte werden entfernt (kleine Kippplatten durch Klopfen, große durch Brennschneiden) und die Anschnittmarken glattgeschliffen.

• Oberflächensand und Grate werden gereinigt und wichtige Bereiche (Stützenden, Schwächungsrillen) werden überprüft, um sicherzustellen, dass keine offensichtlichen Mängel vorliegen.

4. Wärmebehandlung

• Kipphebelplatten aus Grauguss: Es wird ein Spannungsarmglühen durchgeführt (auf 500–550 °C erhitzt, 2–3 Stunden gehalten, dann im Ofen auf 200 °C abgekühlt), um Gussspannungen zu beseitigen und Verformungen während der Bearbeitung oder des Betriebs zu verhindern.

• Kippplatten aus Temperguss: Es wird ein Graphitisierungsglühen durchgeführt (auf 900–950 °C erhitzt, 3–5 Stunden gehalten, dann langsam auf 700 °C abgekühlt und an der Luft abgekühlt), um Zementit in Kugelgraphit zu zersetzen und die erforderliche Zähigkeit zu erreichen (Zugfestigkeit ≥ 350 MPa, Dehnung ≥ 10 %).

III. Herstellungsprozess der Kipphebelplatte

1. Schruppbearbeitung

• Unter Verwendung des äußeren Kreises der Stützenden und der Seitenflächen als Referenz wird eine Fräsmaschine oder ein Hobel verwendet, um die oberen und unteren Ebenen (Verbindungsflächen der kombinierten Kniehebelplatten) zu bearbeiten. Dabei wird eine Endbearbeitungszugabe von 1–2 mm gelassen, um einen Ebenheitsfehler von ≤0,5 mm/m sicherzustellen.

• Die Bogenflächen der Stützenden werden vorgedreht oder vorgefräst, um eine Krümmungsradiusabweichung von ≤0,5 mm zu gewährleisten und so die Grundlage für die anschließende Endbearbeitung zu legen.

2. Fertigstellung

• Präzisionsbearbeitung der Stützenden: Mit einer vertikalen Fräsmaschine oder Bohrmaschine werden die Bogen- oder Flachflächen der Stützenden bearbeitet. Dabei wird ein Passungsspalt mit den Kniehebelplattensitzen von ≤0,1 mm (ein zu großer Spalt verursacht Geräusche und Verschleiß während des Betriebs) und eine Oberflächenrauheit von Ra ≤6,3 μm sichergestellt.

• Bearbeitung der Schwächungsnut: Die mittlere Schwächungsnut wird mit einem Schaftfräser bearbeitet. Die Nutbreite und -tiefe beträgt ±0,3 mm. Der Rundungsradius am Nutgrund muss den Zeichnungsanforderungen entsprechen (um vorzeitige Brüche durch zu kleine Rundungen zu vermeiden).

• Bearbeitung der Verbindungslöcher (für kombinierte Kniehebelplatten): Die Bolzenlöcher zum Verbinden der oberen und unteren Kniehebelplatten werden auf einer Bohrmaschine gebohrt, mit einer Lochpositionstoleranz von ±0,2 mm, einer Lochwandrauheit Ra ≤12,5 μm und Gewinden (Gewindegenauigkeit 6H), die mit einem Gewindebohrer geschnitten werden.

3. Oberflächenbehandlung

• Bearbeitungsgrate werden entfernt. Die Passflächen der Stützenden werden phosphatiert (zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit), und die Nicht-Passflächen werden zum Rostschutz lackiert (Lackschichtdicke 40–60 μm), um sicherzustellen, dass keine Beschichtung fehlt oder sich ablöst.

IV. Qualitätskontrollprozess der Toggle-Platte

1. Materialqualitätskontrolle

• Rohmaterialprüfung: Zur Überprüfung der chemischen Zusammensetzung wird eine Spektralanalyse des Gusseisens durchgeführt (z. B. C-Gehalt 3,0–3,4 % bei HT250-Grauguss). Zugversuche werden an den Proben durchgeführt, um die Einhaltung der Normen hinsichtlich Zugfestigkeit (Grauguss ≥ 250 MPa) und Härte (170–240 HBW) sicherzustellen.

• Metallografische Prüfung: Grauguss muss Graphit Typ A (Flockengraphit) ohne Netzwerkkarbide aufweisen. Temperguss wird auf Kugelgraphit geprüft, um weiße Eisenstrukturen (die zu übermäßiger Sprödigkeit führen) zu vermeiden.

2. Gussqualitätskontrolle

• Visuelle Defektprüfung: Es wird eine 100%ige Sichtprüfung durchgeführt, um Risse, Lunker oder Durchgangsporen auszuschließen. An Schlüsselstellen (Stützenden, Schwächungsrillen) wird eine Magnetpulverprüfung (MT) durchgeführt, um sicherzustellen, dass keine Oberflächenrisse vorhanden sind.

• Prüfung auf Maßabweichungen: Mit Messschiebern und Schablonen werden Längen- und Breitenabweichungen (≤±1 mm) geprüft, mit Bogenschablonen wird die Passung der Stützbögen (Spalt ≤0,3 mm) überprüft.

3. Kontrolle der Bearbeitungsgenauigkeit

• Prüfung der geometrischen Toleranzen: Mittels Messuhr und Richtlineal werden Ebenheit und Rechtwinkligkeit (Fehler ≤0,1 mm/100 mm) geprüft. Die Positionsgenauigkeit der Anschlussbohrungen wird mittels Koordinatenmessgerät überprüft (Abweichung ≤0,2 mm).

• Überprüfung der Festigkeit der Schwächungsnut: Proben der fertigen Kniehebelplatten werden einem Drucktest unterzogen, bei dem das 1,5-Fache der Nennbetriebslast angewendet wird, um festzustellen, ob an der vorgegebenen Stelle (Schwächungsnut) ein Bruch mit ebener Bruchfläche und ohne herumspritzende Bruchstücke auftritt.

4. Endkontrolle vor der Montage

• Probemontage mit Kniehebelplattensitzen: Die Kniehebelplatte wird in die Kniehebelplattensitze der beweglichen Backe und des Rahmens eingebaut. Mit einer Fühlerlehre wird der Passungsspalt überprüft, um sicherzustellen, dass kein Klemmen oder Spiel vorhanden ist. Die bewegliche Backe sollte sich bei manueller Betätigung flexibel drehen lassen.

• Etikettenprüfung: Fertige Produkte müssen zur Rückverfolgbarkeit mit Modell, Material und Produktionsdatum gekennzeichnet sein. Nicht qualifizierte Produkte werden einzeln gekennzeichnet und isoliert, um eine Vermischung mit qualifizierten Produkten zu verhindern.