Plaque de dents pour concasseur à mâchoires

Concassage de matériaux:Contact direct et compression des matières premières (minerai, roche, agrégat) entre les plaques de dents fixes et mobiles, appliquant des forces de cisaillement et de flexion pour réduire la taille du matériau de quelques dizaines de centimètres à quelques millimètres.

Résistance à l'usure:Résiste à l'abrasion intense et aux impacts des matériaux durs, garantissant une longue durée de vie dans des conditions de travail difficiles (par exemple, exploitation minière, carrière).

Guide matérielLa surface dentée guide les matériaux vers la chambre de broyage, empêchant tout glissement et garantissant un broyage efficace. La forme des dents (par exemple, leur tranchant et leur espacement) influence également la distribution granulométrique du produit.

Protection des corps de la mâchoire: Agissant comme une couche d'usure remplaçable, protégeant les structures de mâchoires fixes et mobiles de l'usure directe, réduisant les coûts de maintenance du châssis principal.

Corps de la plaque: Plaque rectangulaire ou incurvée épaisse (50 à 200 mm), en fonte à haute teneur en chrome (Cr15-20), en acier au manganèse (ZGMn13) ou en fonte alliée (HT350). Sa longueur varie de 500 à 2 000 mm, correspondant aux dimensions du concasseur à mâchoires (par exemple, 600 × 900, 1 200 × 1 500).

Surface de travail (dents):Une série de protubérances (dents) et de rainures régulièrement espacées sur la surface de broyage. Les principaux paramètres sont les suivants :

Hauteur des dents: 20–50 mm, avec des dents plus grandes pour le concassage grossier et des dents plus petites pour le concassage fin.

Espacement des dents: 30–80 mm, conçu pour éviter le pontage des matériaux et assurer un écrasement uniforme.

Profil de la dent:Triangulaire, trapézoïdal ou courbé, avec des pointes arrondies pour réduire la concentration des contraintes et éviter l'écaillage prématuré.

Surface arrière: Surface plane ou légèrement incurvée, dotée de dispositifs de fixation (par exemple, rainures en T, trous de boulons) pour la fixation au corps de la mâchoire. Elle est souvent renforcée par des nervures pour éviter toute déformation par flexion.

Caractéristiques de montage:

Rainures en T:Fentes longitudinales sur la surface arrière pour boulons ou pinces pour fixer la plaque à la mâchoire, permettant un remplacement rapide.

Trous de boulons: Trous circulaires (φ20–50 mm) pour boulons à haute résistance (grade 8.8+), répartis le long des bords ou de la ligne centrale.

Localisation des broches:Protubérances ou trous qui alignent la plaque dentaire avec le corps de la mâchoire, assurant un positionnement précis.

Nervures de renfort: Nervures transversales ou longitudinales sur la surface arrière (hauteur 30–80 mm) pour améliorer la rigidité, empêchant le gauchissement sous les charges d'écrasement.

Sélection des matériaux: Le Cr15–20 offre une excellente résistance à l'usure (dureté HRC 55–65) grâce aux précipités de carbure de chrome. Composition chimique : C 2,8–3,5 %, Cr 15–20 %, Si 0,5–1,2 %, Mn 0,5–1,0 %, avec des oligo-éléments (Mo, Ni) pour améliorer la ténacité.

Création de modèlesUn modèle grandeur nature en mousse ou en bois est créé, incluant les dents, les nervures et les éléments de montage. Des marges de retrait (1,5 à 2 %) sont ajoutées pour tenir compte de la contraction due au refroidissement.

MoulageDes moules en sable lié à la résine sont préparés, avec des noyaux pour les trous de boulons et les rainures en T. La cavité du moule est recouverte d'un enduit réfractaire à base de zirconium pour éviter l'inclusion de sable et améliorer l'état de surface.

Fondre et couler:

Le fer en fusion est fondu dans un four à induction à 1450–1500 °C, avec du chrome et des alliages ajoutés pour obtenir la composition cible.

Le coulage est effectué à 1400–1450°C, avec un débit contrôlé pour remplir les sections minces (par exemple, les pointes de dents) sans fermeture à froid.

Traitement thermique:

Recuit de mise en solution:Les pièces moulées sont chauffées à 950–1000 °C pendant 2 à 4 heures, puis refroidies à l’air pour dissoudre les carbures et réduire la fragilité.

Vieillissement:Réchauffé à 250–300 °C pendant 4 à 6 heures pour précipiter les carbures fins, améliorant ainsi la dureté.

Sélection des matériaux: Le ZGMn13 offre une ténacité supérieure (énergie d'impact ≥ 200 J) et un écrouissage sous impact, adapté au concassage de grosses roches dures.

Processus de moulage:Similaire à la fonte à haute teneur en chrome, mais avec une température de coulée plus élevée (1500–1550°C) pour assurer la fluidité.

Traitement thermique: Trempe à l'eau de 1050 à 1100 °C pour former une microstructure austénitique, qui durcit pendant l'utilisation (la dureté de surface augmente de HB 200 à HB 500+ après usure).

La plaque moulée est montée sur une fraiseuse CNC afin de découper la surface arrière et les bords, en retirant 3 à 5 mm de matière excédentaire. Cela garantit une planéité (≤ 1 mm/m) pour un montage correct.

Rainures en T/trous de boulons:Usiné par fraisage ou perçage CNC, avec des dimensions de rainure en T (largeur, profondeur) contrôlées à ± 0,5 mm et des trous de boulons taraudés pour un filetage de classe 6H.

Localisation des surfaces:La surface arrière est meulée à plat (≤ 0,5 mm/m) pour assurer un contact étroit avec le corps de la mâchoire, réduisant ainsi les vibrations pendant le broyage.

Pour les plaques à haute teneur en chrome, les pointes des dents peuvent être polies pour éliminer les bavures de coulée, évitant ainsi un écaillage prématuré.

Pour les plaques d'acier au manganèse, aucun traitement supplémentaire n'est nécessaire, car l'écrouissage se produit pendant le fonctionnement.

La gravure ou l'estampage au laser ajoute des numéros de pièces, des qualités de matériaux et des dates de fabrication pour la traçabilité.

Une inspection visuelle finale vérifie les défauts de moulage (par exemple, fissures, porosité) sur la surface de la dent.

Essais de matériaux:

L'analyse de la composition chimique (spectrométrie) vérifie la conformité aux normes Cr15–20 ou ZGMn13.

Les tests de dureté (Rockwell/Brinell) confirment la dureté de surface : Cr15–20 (HRC 55–65) ; ZGMn13 (HB 200–250 avant écrouissage).

Contrôles de précision dimensionnelle:

Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) inspecte la hauteur des dents, l'espacement et les dimensions des plaques, garantissant les tolérances (± 1 mm pour la longueur/largeur, ± 0,5 mm pour la hauteur des dents).

Une règle et une jauge d'épaisseur vérifient la planéité de la surface arrière, nécessitant ≤ 0,5 mm/m pour éviter une charge inégale.

Essais d'intégrité structurelle:

Contrôle par ultrasons (UT):Détecte les défauts internes (par exemple, les pores de retrait) dans le corps de la plaque, avec des défauts >φ5 mm rejetés.

Essais par particules magnétiques (MPT): Vérifie les fissures de surface dans les racines et les nervures des dents, avec des défauts linéaires de 1 mm entraînant un rejet.

Tests de performance:

Test d'abrasion:Les tests sur roues en sable sec/caoutchouc ASTM G65 mesurent la résistance à l'usure, avec Cr15–20 montrant une perte de poids ≤ 0,8 g/1 000 cycles.

Essai d'impact: Le test Charpy V-notch garantit la ténacité : Cr15–20 (≥ 15 J/cm² à 20 °C) ; ZGMn13 (≥ 200 J/cm²).

Validation sur le terrain:

Les prototypes de plaques sont soumis à des essais dans un concasseur à mâchoires, et leur durée de vie est suivie (généralement de 500 à 2 000 heures, selon la dureté du matériau). Une usure excessive ou un écaillage indiquent des ajustements de conception ou de matériau.