Plaques de mâchoires pivotantes pour concasseur à mâchoires

Introduction détaillée à la plaque à mâchoires pivotantes des concasseurs à mâchoires

I. Composition et structure de la plaque de mâchoire pivotante

1. CorpsLa structure principale est une plaque épaisse, généralement en acier à haute teneur en manganèse (par exemple, ZGMn13) (les concasseurs de petite et moyenne taille peuvent utiliser de la fonte à haute teneur en chrome). L'épaisseur varie de 50 à 300 mm selon la taille du concasseur, et la longueur correspond à la mâchoire pivotante (généralement de 1 à 3 mètres).
2. Surface de travail dentéeLa surface en contact avec le matériau est usinée avec des dents disposées régulièrement (triangulaires ou trapézoïdales), d'une hauteur de 8 à 20 mm et d'un pas de 20 à 50 mm. Ces dents améliorent la préhension du matériau et assurent un broyage uniforme. La plupart des mâchoires pivotantes sont conçues symétriquement, ce qui permet une inversion après usure d'une extrémité, prolongeant ainsi la durée de vie de plus de 50 %.
3. Fentes de montage/trous de boulons:La surface arrière comporte des rainures en T ou des trous de boulons fraisés pour la connexion au corps de la mâchoire pivotante, fixés par des cales ou des boulons à haute résistance pour éviter le desserrage pendant le fonctionnement (évitant le détachement induit par les vibrations).
4. Bords de renforcement:Les grandes plaques à mâchoires pivotantes ont souvent des bords surélevés pour améliorer la rigidité globale et empêcher la déformation due à l'impact du matériau.
5. Trous de réduction de poids (facultatif):Les plaques de mâchoires pivotantes ultra-larges peuvent inclure des trous percés sur les surfaces non fonctionnelles pour réduire le poids sans compromettre la résistance.

II. Procédé de moulage de la plaque à mâchoires pivotantes

1. Préparation du moule

• Le moulage au sable (sable de silicate de sodium ou sable de résine) est utilisé. Des modèles en bois ou en résine sont fabriqués à partir de plans (dents, trous de boulons, etc.), avec une surépaisseur d'usinage de 5 à 8 mm (taux de retrait linéaire de l'acier au manganèse élevé : ≈ 2 %).

• La surface de la cavité du moule doit être lisse et présenter une répartition précise des zones dentelées afin d'éviter des écarts excessifs après la coulée. Un système d'injection et de rehausse dédié assure le remplissage complet des structures complexes telles que les dents.

2. Fondre et couler

• Fusion d'acier à haute teneur en manganèse : fonte brute de haute pureté (P ≤ 0,07 %, S ≤ 0,05 %), ferraille d'acier à faible teneur en carbone et ferromanganèse (Mn ≥ 95 %) sont dosés. La fusion a lieu dans un four à arc électrique ou un four à moyenne fréquence à 1 500-1 550 °C, avec une composition chimique contrôlée (C : 1,0-1,4 %, Mn : 11-14 %, Si : 0,3-0,8 %) pour garantir un rapport Mn/C ≥ 10 (critique pour la structure austénitique).

• Désoxydation : Du ferrosilicium et de l'aluminium sont ajoutés pour la désoxydation finale, réduisant la teneur en oxygène à ≤ 0,005 % pour éviter la porosité.

• Coulée : Un système de coulée par le bas est utilisé, avec une température de coulée contrôlée entre 1 400 et 1 450 °C. Les grandes plaques à mâchoires pivotantes nécessitent une coulée segmentée (pour éviter les fermetures à froid), d'une durée de 3 à 8 minutes selon le poids.

3. Démoulage et nettoyage

• La pièce moulée est décollée après refroidissement à moins de 200 °C. Les masselottes sont retirées par oxycoupage et les marques de coulée sont meulées au ras du corps.

• Le sable et les bavures de surface sont nettoyés. L'intégrité des zones dentées est inspectée et les trous de boulons sont vérifiés pour détecter toute obstruction.

4. Traitement de trempe à l'eau (étape critique)

• La pièce moulée est chauffée lentement à 1050–1100°C (vitesse de chauffage ≤100°C/h pour éviter les fissures) et maintenue pendant 2 à 4 heures (assurant la dissolution complète des carbures en austénite).

• Un refroidissement rapide à l'eau (température de l'eau ≤ 30 °C, vitesse de refroidissement ≥ 50 °C/s) empêche la précipitation de carbures, formant une structure austénitique unique (garantissant une ténacité élevée). La dureté après traitement est d'environ 200 HBW, avec une énergie d'impact ≥ 180 J.

III. Procédé de fabrication de la plaque à mâchoires pivotantes

1. Usinage grossier

• En utilisant la surface arrière comme référence, une fraiseuse à portique ébauche la surface de travail, laissant une marge de finition de 2 à 3 mm pour garantir une erreur de planéité ≤ 1 mm/m.

• Les trous de boulons sont percés avec un foret radial, avec une tolérance de diamètre de ± 0,5 mm et une profondeur de 2 à 3 mm supérieure à la longueur du boulon.

2. Finition

• Usinage des dents : Une fraise de formage dédiée sur un portique usine les dents, garantissant une tolérance de hauteur/pas des dents de ± 0,5 mm et une rugosité de surface Ra ≤ 6,3 μm. Erreur de symétrie des dents ≤ 0,3 mm (critique pour la précision de l'inversion).

• Usinage de la surface de montage : La surface de montage arrière et le tourillon de positionnement sont fraisés en finition pour assurer un contact ≥ 80 % avec le corps de la mâchoire pivotante (écart ≤ 0,1 mm via une jauge d'épaisseur) et une planéité ≤ 0,5 mm/m.

• Soulagement des contraintes : le recuit à basse température après usinage (200–250 °C, 1 à 2 heures) élimine les contraintes d'usinage pour éviter toute déformation en service.

3. Traitement de surface

• Les bavures d'usinage sont éliminées. Les surfaces non travaillées sont sablées (rugosité Ra = 25–50 μm) pour améliorer la friction avec le corps du mors oscillant.

• Les intérieurs des trous de montage sont taraudés (si nécessaire) avec une précision de filetage 6H pour une connexion sécurisée des boulons.

IV. Processus de contrôle qualité de la plaque à mâchoires pivotantes

1. Contrôle des performances des matériaux

• Contrôle de la composition chimique : un spectromètre analyse C, Mn, etc., garantissant la conformité aux normes ZGMn13 (Mn : 11–14 %, C : 1,0–1,4 %).

• Essais de propriétés mécaniques : Les échantillons sont soumis à des essais de choc (énergie d'impact à basse température à -40 °C ≥ 120 J) et à des mesures de dureté (≤ 230 HBW après trempe à l'eau). L'inspection métallographique confirme l'absence de carbures réticulaires (qui réduisent la ténacité).

2. Contrôle de la qualité des moulages

• Inspection visuelle des défauts : un contrôle visuel complet exclut les fissures, les cavités de retrait et les ratés. Le contrôle par magnétoscopie (MT) sur les zones dentées garantit l'absence de fissures de surface.

• Contrôle qualité interne : Le contrôle par ultrasons (UT) sur de grandes plaques vérifie l'absence de pores ou d'inclusions ≥φ3 mm dans les zones critiques (racines des dents, trous de boulons).

3. Contrôle de la précision d'usinage

• Contrôle des tolérances dimensionnelles : des pieds à coulisse et des gabarits de dents vérifient la hauteur et le pas des dents. Une machine à mesurer tridimensionnelle vérifie la tolérance de positionnement des trous de montage (≤ 0,3 mm).

• Contrôle des tolérances géométriques : un niveau laser vérifie la planéité de la surface de travail (erreur ≤ 0,5 mm/m). Un comparateur à cadran vérifie la perpendicularité entre la surface de montage et la surface de travail (≤ 0,1 mm/100 mm).

4. Vérification de l'assemblage

• Montage d'essai : la plaque de la mâchoire pivotante est montée sur le corps de la mâchoire pivotante pour vérifier le contact et l'étanchéité, sans bruit desserré lorsqu'elle est taraudée manuellement.

• Test de simulation d'usure : les plaques échantillonnées subissent des tests au banc (8 heures à charge nominale) pour mesurer l'usure des dents (≤ 0,5 mm) et garantir l'absence de fissures ou de déformations.