Sièges de plaque à bascule pour concasseur à mâchoires

Introduction détaillée au composant de siège de plaque à bascule des concasseurs à mâchoires

I. Composition et structure du siège de la plaque à genouillère

1. Corps de base
   La partie porteuse principale est divisée en deux parties : la plaque de fixation du châssis (fixée sur la paroi arrière du châssis) et la plaque de fixation de la mâchoire pivotante (intégrée à la partie inférieure de la mâchoire pivotante). Pour les concasseurs de petite et moyenne taille, le corps de base est généralement une structure à bossage moulée d'un seul tenant avec le châssis/la mâchoire pivotante ; pour les machines de grande taille, une conception divisée est adoptée (reliée au châssis/à la mâchoire pivotante par des boulons). Le corps de base est fabriqué en acier moulé haute résistance (ZG35CrMo) ou en fonte résistante à l'usure (HT350) avec une dureté de surface ≥ 200 HBW pour résister aux chocs et à l'extrusion de la plaque de fixation.
2. Surface de travail de contact
   La zone critique en contact avec les extrémités de la plaque à genouillère, conçue en fonction du type de plaque à genouillère :

• Sphérique concave: Correspond à l'extrémité sphérique de la plaque de bascule. Le rayon de courbure de la partie concave est supérieur de 0,5 à 1 mm à celui de la surface sphérique de la plaque de bascule, ce qui garantit une surface de contact ≥ 70 % pour réduire la concentration locale des contraintes.

• rainure plate: Correspond à l'extrémité plate de la plaque à genouillère. La profondeur de la rainure est de 5 à 10 mm et la surface inférieure est dotée d'un revêtement anti-usure (acier à haute teneur en manganèse) pour une meilleure résistance à l'usure.
  La rugosité de la surface de travail doit être ≤Ra12,5 μm pour éviter une usure prématurée des extrémités de la plaque à genouillère due à la rugosité de la surface.

3. Structure de positionnement et de fixation

• Les sièges des plaques à genouillère sont dotés de rebords et fixés au châssis/à la mâchoire pivotante par 8 à 12 boulons haute résistance (M20 à M36, nuance 8.8). Les trous de boulons sont répartis uniformément (espacement de 100 à 200 mm), avec un diamètre supérieur de 1 à 2 mm à celui du boulon pour permettre un léger réglage de position.

• Le fond ou le côté du corps de base est équipé de trous de goupille de positionnement (diamètre 20 à 50 mm), qui coopèrent avec des goupilles de positionnement sur le cadre/la mâchoire pivotante pour limiter l'écart de positionnement à ≤ 0,1 mm, garantissant l'alignement avec la plaque à bascule.

4. Nervures de renforcement et structures de réduction de poids
   Des nervures de renfort radiales ou en grille (épaisseur 10–20 mm) sont conçues dans la zone sans contact du corps de base, leur hauteur représentant 1/3–1/2 de l'épaisseur du corps de base afin d'améliorer la rigidité globale. Les grands logements de genouillères peuvent être percés de trous de réduction de poids (diamètre 50–100 mm) dans la zone interne non chargée, réduisant ainsi le poids sans compromettre la résistance structurelle.
5. Canaux de lubrification (dans certains modèles)
   Pour les sièges de genouillère à contact sphérique, des trous de lubrification de φ6–φ10 mm sont percés sur le bord de la surface de travail, reliés au circuit d'huile à l'intérieur du châssis. De la graisse au lithium (NLGI 2) est injectée régulièrement pour réduire les frottements et l'usure entre la genouillère et le siège.

II. Procédé de moulage du siège de la plaque à genouillère

1. Préparation des moules et du sable

• On utilise le moulage au sable de résine (petites et moyennes pièces) ou au sable de silicate de sodium (grandes pièces). Des modèles en bois ou en mousse sont réalisés à partir de modèles 3D, reproduisant fidèlement la forme de la surface de travail, les trous de boulons et les nervures de renfort, avec une surépaisseur d'usinage de 3 à 5 mm (le taux de retrait de l'acier moulé est de 2 à 2,5 %).

• Le moule en sable pour la surface de travail est "surface-durcie" (revêtu d'un revêtement en poudre de zircone) avec une épaisseur de revêtement de 0,5 à 1 mm pour empêcher l'adhérence du sable pendant le coulage, ce qui affecte la qualité de la surface.

2. Fondre et couler

• Fusion de l'acier moulé : de la ferraille d'acier à faible teneur en phosphore et en soufre (P ≤ 0,03 %, S ≤ 0,02 %) est sélectionnée et chauffée à 1 550–1 600 °C dans un four à arc électrique. Du ferrosilicium et du ferromanganèse sont ajoutés pour la désoxydation, et la composition chimique est ajustée (le ZG35CrMo contient 0,8–1,1 % de Cr et 0,2–0,3 % de Mo) pour garantir les propriétés mécaniques (résistance à la traction ≥ 600 MPa).

• Coulée : Un système de coulée par le bas est utilisé, avec une température de coulée de 1 480 à 1 520 °C. Les grands sièges de plaques à genouillère sont coulés en 2 à 3 étapes (30 à 60 secondes d'intervalle) afin d'éviter les fermetures à froid ou les cavités de retrait. Le temps de coulée est contrôlé entre 5 et 15 minutes (selon le poids) pour assurer un remplissage complet du métal en fusion.

3. Séchage et traitement thermique

• La pièce moulée est décochée après refroidissement à moins de 300 °C. Les masselottes sont retirées (par oxycoupage ou découpe mécanique) et les bavures sont meulées au ras de la surface.

• Recuit de détente : chauffé à 600–650 °C, maintenu pendant 4 à 6 heures, puis refroidi au four à 200 °C et refroidi à l'air pour éliminer les contraintes de coulée (contrainte résiduelle ≤ 150 MPa) et éviter la déformation après l'usinage.

III. Procédé d'usinage du siège de la plaque à genouillère

1. Usinage grossier

• En utilisant la surface non travaillée comme référence, la surface de la bride et le côté du corps de base sont ébauchés sur une fraiseuse à portique, laissant une surépaisseur de finition de 1 à 2 mm. La planéité de la surface de la bride est ≤ 1 mm/m et la perpendicularité par rapport au côté est ≤ 0,5 mm/100 mm.

• Les trous de boulons sont percés sur une perceuse radiale selon le plan, à une profondeur supérieure de 5 à 10 mm à la longueur du boulon. Après taraudage, la précision du filetage atteint la classe 6H pour garantir un assemblage solide.

2. Finition de la surface de travail

• Usinage sphérique concave : une aléseuse-fraiseuse CNC équipée d'une fraise sphérique est utilisée pour fraiser selon le rayon de courbure défini. Après l'usinage, la courbure est vérifiée à l'aide d'un gabarit (écart ≤ 0,5 mm), puis rectifiée finement à la meule (rugosité Ra 6,3 µm).

• Usinage de rainures plates : la surface inférieure de la rainure est fraisée sur une fraiseuse horizontale afin d'assurer une planéité ≤ 0,1 mm/100 mm et un parallélisme avec la surface de la bride ≤ 0,2 mm/100 mm. Un revêtement anti-usure est ensuite incrusté (fixé par des vis à tête fraisée, la surface du revêtement affleurant la surface de la rainure).

3. Trous d'assemblage et usinage auxiliaire

• Les trous de goupille de positionnement sont percés et alésés en coopération avec le cadre/la mâchoire pivotante, en utilisant un ajustement de transition H7/m6 pour garantir que la tolérance de positionnement entre les trous de goupille et les trous de boulon est ≤ 0,3 mm.

• Chanfreinage et ébavurage : Tous les bords sont arrondis (R2–R3) et les trous de boulons sont chanfreinés (1×45°) pour éviter de rayer les opérateurs ou les joints lors de l'assemblage.

IV. Processus de contrôle qualité du siège de la plaque à genouillère

1. Contrôle de la qualité des moulages

• Inspection visuelle : Une inspection visuelle complète est effectuée pour garantir l'absence de fissures, de cavités de retrait ou de coulage insuffisant. Les zones critiques (autour de la surface de travail) sont soumises à un contrôle par magnétoscopie (MT) pour détecter d'éventuelles fissures superficielles.

• Qualité interne : Les sièges des grandes plaques à genouillère sont soumis à un contrôle par ultrasons (UT). La zone centrale (20 mm sous la surface de travail) doit être exempte de pores ou d'inclusions d'un diamètre équivalent ≥φ3 mm.

2. Inspection des matériaux et des propriétés mécaniques

• Analyse spectrale : Vérifie la composition chimique du ZG35CrMo (Cr : 0,8–1,1 %, Mo : 0,2–0,3 %) pour garantir la conformité aux normes.

• Essai de dureté : Un testeur de dureté Brinell vérifie la dureté de la surface de travail (≥ 200 HBW), avec une différence de dureté de ≤ 30 HBW sur la même surface.

3. Contrôle de la précision dimensionnelle

• Une machine à mesurer tridimensionnelle vérifie le rayon de courbure et la profondeur de la rainure de la surface de travail (tolérance ± 0,5 mm).

• Un indicateur à cadran vérifie la planéité de la surface de la bride (≤ 0,5 mm/m) et la perpendicularité (≤ 0,1 mm/100 mm) pour garantir un ajustement serré avec le cadre/la mâchoire pivotante.

4. Assemblage et vérification des performances

• Essai d'assemblage : Assemblage de la plaque à genouillère, du cadre et de la mâchoire pivotante pour vérifier la surface de contact entre la plaque à genouillère et la surface de travail (détection à la poudre de plomb rouge, taux de contact ≥ 70 %). Aucun blocage ni bruit anormal ne se produit lors du basculement de la plaque à genouillère.

• Essai de portance : Une charge de travail nominale de 1,2× est appliquée (pendant 1 heure) pour vérifier la déformation de la surface de travail (≤0,1 mm) et garantir l'absence de desserrage des boulons (perte de couple ≤5%).