VSI-Sandbrecher

Obere Abdeckung: Eine Stahlgusskonstruktion (ZG270-500) oder eine geschweißte Stahlkonstruktion (Q355B) bildet die Oberseite der Brechkammer. Sie ist mit einer Einfüllöffnung und einer Materialführungsvorrichtung ausgestattet, die mit Verstärkungsrippen ausgestattet ist, um Aufprallkräften standzuhalten.

Brechkammer: Ein zylindrischer Hohlraum, der mit verschleißfesten Platten (Chromgusseisen Cr20) ausgekleidet ist. Es gibt zwei Arten von Kammern: "Stein-auf-Stein" (für harte Materialien) mit einer wirbelförmigen Auskleidung und "Stein-auf-Eisen" (für mittelharte Materialien) mit einer Prallplatte.

Unterer Rahmen: Eine robuste Basis aus Stahlguss (ZG35CrMo) trägt Rotor und Motor und ist mit Ankerbolzen am Fundament befestigt. Sie enthält den Auslass und eine Zugangstür für Wartungsarbeiten.

Rotorscheibe: Eine geschmiedete Stahlscheibe (42CrMo) mit einer Dicke von 50–100 mm, die auf der Hauptwelle montiert ist. Sie verfügt über gleichmäßig verteilte Materialwurfköpfe (6–12 Stück) und Strömungskanäle zur Materialbeschleunigung.

Wurfköpfe: Verschleißfeste Komponenten aus hochchromhaltigem Gusseisen (Cr20–25) oder Hartmetall, die mit der Rotorscheibe verschraubt sind. Ihre Form (gebogen oder gerade) bestimmt die Wurfgeschwindigkeit und den Wurfwinkel des Materials.

Hauptwelle: Eine geschmiedete Welle aus legiertem Stahl (40CrNiMoA) mit einem Durchmesser von 80–180 mm verbindet die Rotorscheibe mit dem Motor. Sie wird an beiden Enden durch hochpräzise Schrägkugellager gestützt, um der hohen Rotationsgeschwindigkeit standzuhalten.

Einfülltrichter: Eine geschweißte Stahlkonstruktion mit verschleißfester Auskleidung, die das Material in den Brecher leitet. Sie ist mit einem Vibrationsförderer oder einer Dosiervorrichtung zur Steuerung der Förderleistung ausgestattet.

Materialverteiler: Ein kegelförmiges Bauteil im Inneren der oberen Abdeckung, das das Material in zwei Teile aufteilt: Ein Teil gelangt zur Beschleunigung in den Rotor, der andere fällt in die Brechkammer, wo es Stein auf Stein zerkleinert wird.

Motor: Ein schnelllaufender Asynchronmotor (75–315 kW) mit Frequenzumrichter zur Drehzahlanpassung. Die Verbindung mit der Hauptwelle erfolgt über eine Kupplung oder einen Keilriemenantrieb.

Riemenscheibe/Kupplung: Beim Keilriemenantrieb sorgen eine große Riemenscheibe auf der Hauptwelle und eine kleine Riemenscheibe am Motor für ein Übersetzungsverhältnis von 1:1,2–1:1,5. Zur Reduzierung des Energieverlustes werden beim Direktantrieb Kupplungen (z. B. elastische Stiftkupplungen) eingesetzt.

Schmiersystem: Eine automatische Fettschmierpumpe oder ein Dünnschichtöl-Schmiersystem, das Schmiermittel an Lager liefert. Das Dünnschichtöl-System verwendet ISO VG 32-Öl mit einer Durchflussrate von 2–5 l/min.

Kühlgerät: Ein wassergekühlter oder luftgekühlter Kühler für das Schmiersystem, der die Öltemperatur während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs unter 60 °C hält.

Blockerwärmung: Stahlknüppel werden in einem Gasofen auf 1150–1200 °C erhitzt, um die Plastizität zu gewährleisten.

Schmieden: Die Scheibenform wird durch Freiformschmieden mit Stauch- und Ziehprozessen hergestellt. Die Kornverteilung ist radial ausgerichtet, um die Schlagfestigkeit zu erhöhen.

Wärmebehandlung: Abschrecken bei 840–860 °C (ölgekühlt) und Anlassen bei 560–600 °C, um eine Härte von HRC 28–32 und eine Zugfestigkeit von ≥900 MPa zu erreichen.

Musterherstellung: Schaummuster werden mit einer Schrumpfungszugabe von 1,5–2,0 % hergestellt, wobei die komplexe Form der Wurfköpfe berücksichtigt wird.

Formen: Es werden harzgebundene Sandformen verwendet, wobei der Hohlraum mit einer feuerfesten Beschichtung auf Zirkoniumbasis beschichtet ist, um die Oberflächenqualität zu verbessern.

Schmelzen und Gießen:

Die Rohstoffe werden in einem Induktionsofen bei 1450–1500 °C geschmolzen, wobei Chrom und Molybdän hinzugefügt werden, um die chemische Zusammensetzung (C 3,0–3,5 %, Cr 20–25 %) zu erreichen.

Geschmolzenes Eisen wird bei 1400–1450 °C in die Form gegossen, wobei die Gießgeschwindigkeit kontrolliert wird, um Einschlüsse zu vermeiden.

Wärmebehandlung: Lösungsglühen bei 980–1020 °C (luftgekühlt) und Anlassen bei 280–320 °C, um eine Härte von HRC 60–65 und eine gute Zähigkeit zu erreichen.

Schmieden: Erhitzen des Blocks auf 1100–1150 °C, anschließendes Präzisionsschmieden zur Herstellung der Welle mit Stufen und Keilnuten.

Wärmebehandlung: Abschrecken bei 820–840 °C (wassergekühlt) und Anlassen bei 500–550 °C, um eine Härte von HRC 28–32 und eine Streckgrenze von ≥ 835 MPa zu erreichen.

Schruppbearbeitung: CNC-Fräsmaschine bearbeitet den Außenkreis, die Stirnfläche und die Befestigungslöcher für die Wurfköpfe mit einem Spiel von 1–2 mm.

Präzisionsbearbeitung: Schleifen der Stirnfläche auf eine Ebenheit ≤0,05 mm/m und eine Oberflächenrauheit Ra1,6 μm. Bohren und Gewindeschneiden der Schraubenlöcher (M16–M24) mit Gewindetoleranz 6H.

Drehen: Die CNC-Drehmaschine bearbeitet den Außenkreis, die Stufen und die Keilnuten und lässt dabei eine Schleifzugabe von 0,3–0,5 mm.

Schleifen: Die Zapfenoberflächen sind auf IT5-Toleranz und eine Oberflächenrauheit von Ra0,4 μm geschliffen, wodurch eine Koaxialität von ≤0,01 mm gewährleistet wird.

Mahlen: Das CNC-Bearbeitungszentrum formt die Innenfläche der Auskleidung so, dass sie zum Wirbel- oder Prallplattendesign passt, mit einer Oberflächenrauheit von Ra3,2 μm.

Bohren: Zur Gewährleistung einer genauen Positionierung auf der oberen Abdeckung oder dem unteren Rahmen werden Befestigungslöcher gebohrt.

Schweißen und Spannungsabbau: Geschweißte Komponenten (obere Abdeckung, unterer Rahmen) werden bei 600–650 °C geglüht, um Schweißspannungen zu beseitigen.

Mahlen: Eine CNC-Fräsmaschine bearbeitet die Passflächen der oberen Abdeckung und des unteren Rahmens und gewährleistet eine Ebenheit von ≤0,1 mm/m für eine dichte Abdichtung.

Materialprüfung:

Durch spektrometrische Analyse wird die chemische Zusammensetzung (z. B. Cr-Gehalt in Wurfköpfen) überprüft.

Durch Zug- und Schlagprüfungen werden die mechanischen Eigenschaften überprüft (z. B. Rotorscheiben-Schlagenergie ≥60 J/cm²).

Maßprüfung:

Koordinatenmessgerät (KMG) prüft wichtige Abmessungen: Rundlauf der Rotorscheibe ≤0,05 mm, Toleranz des Hauptwellenzapfendurchmessers ±0,01 mm.

Durch Laserscanning wird das Innenprofil der Brechkammer überprüft, um einen optimalen Materialfluss sicherzustellen.

Zerstörungsfreie Prüfung (NDT):

Durch Ultraschallprüfung (UT) werden innere Defekte in der Rotorscheibe und der Hauptwelle erkannt (Defekte >φ2 mm werden abgelehnt).

Mit der Magnetpulverprüfung (MPT) werden Oberflächenrisse in Wurfköpfen und Rotorscheiben untersucht.

Leistungstests:

Dynamisches Auswuchten: Die Rotorbaugruppe ist auf G2,5-Klasse (Vibration ≤ 2,5 mm/s) ausgewuchtet, um übermäßige Vibrationen zu vermeiden.

Probelauf: Leerlauf für 2 Stunden zur Überprüfung der Lagertemperatur (≤70°C) und des Geräuschpegels (≤85 dB). Belastungstest mit Flusskieseln für 8 Stunden zur Überprüfung der Sandproduktionsrate, der Kornform und des Verschleißes der Wurfköpfe.

Vorbereitung des Fundaments: Betonfundament (Klasse C30) mit eingebetteten Ankerbolzen, Ebenheit ≤ 0,1 mm/m, Aushärtungszeit 28 Tage. Auf dem Fundament wird eine Schwingungsisolationsunterlage (5–10 mm dick) platziert, um die Geräusch- und Schwingungsübertragung zu reduzieren.

Installation des unteren Rahmens: Der untere Rahmen wird auf das Fundament gehoben, mit Unterlegscheiben nivelliert und die Ankerbolzen werden mit 70 % des angegebenen Drehmoments angezogen.

Hauptwelle und Rotorbaugruppe: Die Hauptwelle wird in den Lagersitzen des unteren Rahmens installiert und die Rotorscheibe wird auf der Welle montiert. Die Lager werden vor der Installation mit Fett (NLGI 2) geschmiert.

Installation der Wurfköpfe: Wurfköpfe werden mit einem Drehmoment von 300–500 Nm an die Rotorscheibe geschraubt, wodurch eine gleichmäßige Verteilung gewährleistet wird.

Installation der oberen Abdeckung und der Brechkammer: Die obere Abdeckung ist mit dem unteren Rahmen verschraubt und die Auskleidung der Brechkammer ist mit Dichtungen ausgestattet, um ein Austreten von Material zu verhindern.

Installation des Zuführ- und Antriebssystems: Der Einfülltrichter ist auf der oberen Abdeckung montiert und der Motor ist mit der Hauptwelle ausgerichtet (Koaxialität ≤0,1 mm). Keilriemen sind mit der richtigen Spannung installiert (Durchbiegung 15–20 mm bei 100 N Kraft).

Schmier- und Kühlsystemanschluss: Die Rohre werden angeschlossen und das Schmiersystem wird auf Durchfluss und Druck (0,2–0,4 MPa) geprüft.

Inbetriebnahme:

1 Stunde leer laufen lassen, um Drehrichtung und Stabilität zu prüfen.

Belastungsprobe mit Materialien, Einstellung des Materialverteilers, um die gewünschte Sandkörnung zu erreichen.

Überprüfen Sie alle Systeme auf Lecks, ungewöhnliche Geräusche oder Überhitzung und nehmen Sie bei Bedarf Anpassungen vor.