Paroi arrière du concasseur à mâchoires

I. Composition et structure de la paroi arrière

1. Plaque murale principale
   La pièce porteuse principale, en forme de plaque verticale ou légèrement inclinée (les grands modèles s'inclinent vers l'arrière de 3° à 5° pour optimiser la transmission des forces), varie de 40 mm (petit modèle) à 120 mm (grand modèle). Elle est fabriquée en acier moulé haute résistance (ZG35SiMn) ou en acier de construction faiblement allié (Q355D) avec une dureté superficielle ≥ 220 HBW pour résister aux charges d'impact cycliques de la plaque de genouillère. La partie supérieure est reliée à la plaque supérieure du cadre, tandis que la partie inférieure est soudée ou boulonnée à la plaque de base, formant ainsi un circuit de transmission de force complet.
2. Structure de montage du siège à plaque basculante

• Récréation/PatronUn évidement (de 10 à 30 mm de profondeur) ou un bossage (de 5 à 15 mm de hauteur) correspondant au logement de la plaque à genouillère est prévu au centre de la plaque murale principale (aligné avec le logement de la mâchoire pivotante). La perpendicularité entre le centre de l'évidement/bossage et la surface de montage de la mâchoire fixe de la paroi avant doit être ≤ 0,1 mm/100 mm pour garantir l'alignement de la force de la plaque à genouillère avec l'axe de la force d'écrasement.

• Réseau de trous de boulonsQuatre à huit trous de boulons (M24 à M48) répartis circonférentiellement sont usinés autour de l'évidement/bossage avec une tolérance de positionnement de ± 0,3 mm. Des boulons haute résistance (classe 10.9) fixent le siège de la plaque de bascule pour éviter tout déplacement sous l'effet des chocs.

3. Nervures de renfort

• côtes transversalesDes nervures transversales en T ou en I sont soudées ou moulées sur la face extérieure (côté chambre de broyage) de la paroi principale, à des intervalles de 300 à 500 mm. Leur hauteur est deux à trois fois supérieure à l'épaisseur de la paroi afin d'améliorer la résistance au cisaillement.

• Cadre de renforcement du périmètre:Un cadre de renfort rectangulaire (15 à 30 mm d'épaisseur) est soudé sur les bords reliant la plaque murale principale à la plaque supérieure, à la plaque de base et aux parois latérales, dispersant la concentration des contraintes pour éviter les fissures des bords.

4. Structures auxiliaires

• Trou d'inspection: Un trou d'inspection circulaire ou rectangulaire (150 à 300 mm de diamètre/longueur de côté) muni d'un couvercle amovible est prévu au milieu des grandes parois arrière pour vérifier l'usure de la plaque de bascule et l'état interne de la chambre. Les bords du trou sont arrondis (R ≥ 10 mm) pour éviter la concentration des contraintes.

• Anneaux de levageDes oreilles de levage (20 à 40 mm d'épaisseur) percées de trous de 30 à 80 mm de diamètre sont soudées sur le dessus ou les côtés pour la manutention et l'installation. Les soudures entre les oreilles et la plaque murale sont soumises à des contrôles non destructifs.

II. Procédé de moulage de la paroi arrière (exemple de la fonte d'acier)

1. Préparation du moule et du modèle en sable

• Des moules autodurcissants en sable de résine sont utilisés. Des modèles en mousse perdue (petits/moyens) ou en bois (grands) sont fabriqués à partir de modèles 3D avec une marge de retrait de 2,5 à 3 % (retrait linéaire de l'acier moulé : 2,2 à 2,8 %).

• Des noyaux en sable de haute précision sont utilisés pour les zones critiques (empreintes de siège de genouillère, périphéries de trous de boulons). Les surfaces des noyaux sont recouvertes d'une peinture céramique (1 à 1,5 mm d'épaisseur) puis cuites (150 °C pendant 3 heures) pour former une couche haute résistance garantissant la précision dimensionnelle.

2. Fondre et couler

• Les ferrailles d'acier et les alliages de haute qualité sont fondus dans un four à induction à fréquence intermédiaire à une température de 1 540 à 1 580 °C. La composition est ajustée (ZG35SiMn : C 0,32 % à 0,40 %, Si 1,1 % à 1,4 %, Mn 1,1 % à 1,4 %) et affinée dans un four LF pour éliminer les gaz et les inclusions, atteignant ainsi une pureté ≥ 99,95 %.

• Un système de coulée par étapes est utilisé, avec coulée simultanée par les deux côtés inférieurs. La température de coulée est de 1 500 à 1 540 °C et la durée de coulée est de 10 à 30 minutes (selon le poids : 800 à 8 000 kg) afin d'assurer un remplissage régulier et d'éviter la rétention de scories.

3. Séchage et traitement thermique

• Les pièces moulées sont décollées après refroidissement à moins de 200 °C. Les masselottes sont découpées mécaniquement et rectifiées à ras, les bavures et l'adhérence du sable étant éliminées.

• Normalisation + revenu : chauffage à 880–920 °C pendant 2 à 3 heures, refroidissement à l’air, puis revenu à 550–600 °C pendant 4 à 5 heures, refroidissement à l’air. Ceci homogénéise la structure (perlite + ferrite) à 220–260 HBW avec une résistance aux chocs ≥ 30 J/cm².

III. Processus d'usinage de la paroi arrière

1. Usinage grossier

• En prenant comme référence la face intérieure (face à la chambre de broyage), la surface extérieure et les surfaces de raccordement périphériques sont ébauchées sur un portique, en laissant une surépaisseur de finition de 3 à 5 mm. La planéité de la surface extérieure est ≤ 1 mm/m ; la perpendicularité par rapport à la plaque de base est ≤ 0,5 mm/100 mm.

• L'évidement du siège à bascule est grossièrement fraisé sur une fraiseuse verticale à 2 à 3 mm de profondeur par rapport à la conception, avec un écart central par rapport à l'axe central de la plaque murale ≤ 1 mm.

2. Semi-finition et soulagement des contraintes

• Les surfaces sont semi-finies (surépaisseur de 1 à 2 mm) et les trous de boulons sont percés (surdimensionnement de 1 à 2 mm). Le vieillissement thermique (250 à 300 °C pendant 6 heures) soulage les contraintes d'usinage.

3. Usinage de finition

• Surface de montage du siège à bascule : alésée et fraisée CNC à une planéité ≤ 0,08 mm/m, Ra ≤ 3,2 μm et parallélisme à la surface de la mâchoire fixe de la paroi avant ≤ 0,15 mm/m.

• Trous de boulons et filetage : perçage de précision sur aléseuse à coordonnées et taraudage avec une précision de filetage de 6 mm. Tolérance de positionnement entre les trous de boulons et le centre de l'empreinte : ≤ 0,2 mm.

• Trous d'inspection et de levage : Les trous d'inspection sont découpés au plasma et alésés (tolérance H12) avec des bords arrondis (R5–R10). Les trous de levage sont alésés selon la tolérance H11 avec filetage (grand) ou manchons renforcés (petit/moyen).

4. Traitement de surface et assemblage

• Les surfaces brutes sont sablées (Sa2.5) et recouvertes d'un apprêt époxy (60–80 μm) et d'une couche de finition polyuréthane (40–60 μm). Les surfaces usinées reçoivent une huile antirouille (grande épaisseur) ou une galvanisation (petite/moyenne épaisseur).

• Essai de montage avec le cadre : Vérifie l'ajustement avec les parois latérales (écart ≤ 0,3 mm) et marque les positions des trous de boulons pour garantir l'étanchéité du cadre.

IV. Contrôle qualité du mur arrière

1. Qualité du moulage

• Inspection visuelle : aucune fissure, retrait ou raté. Un test de particules magnétiques (MT) à 100 % sur les zones de siège de la genouillère garantit l'absence de fissures de surface/sous-surface (longueur ≤ 0,3 mm).

• Qualité interne : Le contrôle par ultrasons (UT) pour les grandes parois arrière (>3000 kg) couvre toute l'épaisseur, sans défauts ≥φ4 mm dans ≥95 % de la zone.

2. Précision dimensionnelle

• Les machines de mesure tridimensionnelles vérifient la planéité, la tolérance de positionnement et la perpendicularité de la surface du siège de la genouillère (tolérance de ± 0,1 mm).

• Les laser trackers vérifient la rectitude (≤0,5 mm/m) et la perpendicularité (≤0,1 mm/100 mm) pour éviter les erreurs de transmission de force.

3. Propriétés mécaniques

• Essai de traction : les échantillons présentent une résistance à la traction ≥ 550 MPa, une limite d'élasticité ≥ 300 MPa et un allongement ≥ 18 %.

• Essai d'impact : énergie d'impact à -20°C ≥27 J (ZG35SiMn) pour la résistance à basse température.

4. Assemblage et essais de charge

• Montage d'essai avec le siège à genouillère : vérification de l'ajustement (insertion de la jauge d'épaisseur de 0,05 mm ≤ 10 mm). Serrage du boulon postérieur, variation de planéité ≤ 0,05 mm.

• Essai de charge statique : 1,5 × charge nominale appliquée pendant 1 heure montre une déformation ≤ 0,1 mm/m sans déformation résiduelle ; perte de couple du boulon ≤ 3 %.