Arten von Kiefern Brecher

Backenbrecher werden seit 1858 in der industriellen Produktion eingesetzt. Aufgrund ihrer Vorteile – einfacher Aufbau, zuverlässiger Betrieb, einfache Herstellung und Wartung sowie niedrige Betriebs- und Ausrüstungskosten – finden sie auch heute noch breite Anwendung in Branchen wie der Mineralverarbeitung, der Baustoffindustrie, der Silikatindustrie und der chemischen Industrie. Sie werden zur Grob- und Mittelzerkleinerung von harten und mittelharten Erzen oder Gesteinen eingesetzt; kleinere Backenbrecher werden zudem zur Feinzerkleinerung verwendet.

Wie wird der Backenbrecher installiert?

Probebetrieb des Backenbrechers

Wie wird der Backenbrecher bedient?

Störungen und Methoden zur Fehlerbehebung bei Backenbrechern

Wie wird der Backenbrecher gewartet?

Die feststehende Backe (1 in Abbildung 2-1) und die bewegliche Backe (2) eines Backenbrechers bilden die Brechkammer. Das in die Brechkammer eingeführte Erz wird durch die hin- und hergehende Schwingbewegung der beweglichen Backe, die von der rotierenden Exzenterwelle (4) angetrieben wird, zerkleinert, gespalten und verbogen. Wenn sich die bewegliche Backe von der feststehenden Backe wegbewegt, wird das Erz im unteren Teil der Brechkammer, das bereits auf eine Größe zerkleinert wurde, die kleiner ist als die Auslassöffnung, durch die Schwerkraft durch die Auslassöffnung ausgetragen. Das Erz im oberen Teil der Brechkammer, das noch nicht auf eine Größe zerkleinert wurde, die kleiner ist als die Auslassöffnung, sinkt beim Austritt des Materials nur um eine bestimmte Strecke ab. Wenn sich die bewegliche Backe dann wieder in Richtung der feststehenden Backe schwingt, wird das in der Brechkammer abgesunkene Erz erneut einer weiteren Zerkleinerung unterzogen. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis das gesamte in die Brechkammer eingeführte Erz durch die Auslassöffnung ausgetragen ist.

Abbildung 2-1: Arten von Backenbrechern
a – komplexer Schwung; b – einfacher Schwung; c – kombinierter Schwung
1 – feste Backe; 2 – bewegliche Backe; 3 – Verbindungsstange; 4 – Exzenterwelle; 5 – Kniehebelplatte

Je nach Schwingverhalten der beweglichen Backe lassen sich Backenbrecher in drei Typen einteilen: solche mit einer einfachen Schwingbewegung der beweglichen Backe (Abbildung 2-1b), solche mit einer komplexen Schwingbewegung (Abbildung 2-1a) und solche mit einer kombinierten Schwingbewegung (Abbildung 2-1c). Derzeit sind die ersten beiden Typen weiter verbreitet.

In einem einfacher Schwingbackenbrecher, bewegt sich jeder Punkt der beweglichen Backe auf einem Bogen. Der Bogen ist oben kleiner und unten größer, was zu einer relativ geringen Zerkleinerungsleistung führt. Da bei diesem Typ jedoch ein Kurbel-Doppelgelenk-Mechanismus zum Einsatz kommt, sind die Exzenterwelle und die Pleuelstange geringeren Kräften ausgesetzt, obwohl auf die bewegliche Backe große Zerkleinerungskräfte einwirken. Daher kann er als großer und mittelgroßer Brecher zum Zerkleinern harter Erze mit einem Zerkleinerungsverhältnis von i = 3–6 hergestellt werden.

In einem Komplexer Schwenkbackenbrecher, dient die bewegliche Backe selbst als Pleuelstange des Kurbel-Pleuel-Mechanismus. Infolgedessen bewegt sich jeder Punkt auf der beweglichen Backe auf einer Ellipse, wobei die Ellipsen von oben nach unten größer werden. Da sich die Exzenterwelle gegen den Uhrzeigersinn dreht, fördert die Bewegungsrichtung jedes Punktes auf der beweglichen Backe den Erzaustrag. Zudem nimmt der horizontale Hub der beweglichen Backe von unten nach oben zu, was zu einer höheren Brechleistung führt. Folglich liegt ihre Produktivität um 20%–30% höher als die eines einfachen Schwingbackenbrechers gleicher Spezifikation. Während des Brechvorgangs führt die Reib- und Abtragungswirkung zwischen den Backenplatten und dem Erz jedoch zu einem schnelleren Verschleiß sowohl der beweglichen als auch der feststehenden Backenplatten, erzeugt mehr Staub und verbraucht mehr Energie. Da die bewegliche Backe zudem direkt auf der Exzenterwelle montiert ist, sind auf die Welle große Kräfte einwirkend. Daher eignet sich der komplexe Schwingbackenbrecher für mittelgroße und kleine Maschinen zum Brechen von mittelharten Erzen, und sein Zerkleinerungsverhältnis i kann bis zu 10 betragen. In den letzten Jahren haben sich mit den Fortschritten im Maschinenbau auch die zusammengesetzten Pendelbackenbrecher in Richtung größerer Baugrößen weiterentwickelt.

In China werden Backenbrecher in bis zu 15 Baureihen und über 300 Ausführungen hergestellt. Je nach Einlaufweite lassen sie sich wie folgt klassifizieren: große Bauart – über 600 mm; mittlere Bauart – 300–600 mm; kleine Bauart – unter 300 mm. Die technischen Parameter der wichtigsten inländischen Backenbrecher-Baureihen sind in Tabelle 2-1 aufgeführt. Ein Beispiel für die Interpretation der Modellspezifikation lautet wie folgt:

Tabelle 2-1 Technische Leistungsdaten und Parameter von Backenbrechern

Bau eines einfachen Schwenkbackenbrechers

Abbildung 2-2 zeigt den Aufbau eines einfachen Schwenkbackenbrechers mit den Abmessungen 900 mm × 1200 mm. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, dient die Vorderwand des Brecherrahmens (1) als feste Backe. Um Verschleiß zu verhindern, ist daran eine Backenplatte (2) befestigt. Die Welle (4) wird an beiden Enden durch Lager gelagert, und die bewegliche Backe (5) ist zusammen mit ihrer Backenplatte (6) an dieser Welle aufgehängt.

Abbildung 2-2 – Einfacher Schwingbackenbrecher, 900 mm × 1200 mm
1 – Rahmen; 2, 6 – Backenplatten; 3 – Druckplatte; 4 – Welle; 5 – bewegliche Backe; 7 – Keil; 8 – Exzenterwelle; 9 – Pleuelkopf; 10 – Riemenscheibe; 11 – Winkelplatte; 12 – vordere Kniehebelplatte; 13 – hintere Kniehebelplatte; 14 – hinterer Stützsitz; 15 – Zugstange; 16 – Feder; 17 – Unterlegscheibenpaket; 18 – flache Auskleidungsplatte; 19 – Stahlplatte

Die Exzenterwelle (8) ist auf Hauptlagern gelagert, und der Pleuelkopf (9) ist auf der Exzenterwelle montiert. Der Pleuelkopf wird getrennt vom Pleuelkörper gefertigt und anschließend mit Schrauben fest mit diesem verbunden. Durch das Innere des Pleuelkopfs wird zirkulierendes Kühlwasser geleitet, um dessen Lagerbuchse zu kühlen. Der Motor treibt über Keilriemen die auf der Exzenterwelle befestigte Riemenscheibe (10) an, wodurch sich die Exzenterwelle dreht. Nuten auf beiden Seiten des unteren Teils des Pleuelkörpers nehmen die Winkelplatte (11) auf, und jeweils ein Ende der vorderen und hinteren Kniehebelplatten (12 und 13) wird auf der Winkelplatte gelagert.

Die Zugstange (15) zieht an der Lasche am unteren Ende der beweglichen Backe, und ihr anderes Ende wird durch eine Feder (16) an der Rückwand des Rahmens abgestützt. Wenn die bewegliche Backe nach vorne und dann nach hinten schwingt, werden die von der beweglichen Backe und den Kniehebelplatten erzeugten Trägheitskräfte durch die Feder über die Zugstange ausgeglichen, wodurch die bewegliche Backe, die Kniehebelplatten und die Verbindungsstange in engem Kontakt bleiben, ohne dass es zu Stößen kommt. Zudem wird die Zugstange (15) von unten durch eine Rolle abgestützt, wodurch verhindert wird, dass sie durch die Federauflageplatte abgenutzt wird.

Neben der an einem Ende der Exzenterwelle befestigten Riemenscheibe (10) ist am anderen Ende ein Schwungrad angebracht; die Riemenscheibe fungiert zudem als Schwungrad. Während des Leerlaufhubs des Brechers speichert das Schwungrad Energie, und während des Arbeitshubs gibt es Energie ab, wodurch die Schwankungen der Drehzahl der Exzenterwelle verringert und eine stabile und ausgeglichene Leistungsabgabe des Motors gewährleistet werden.

Zwischen der Winkelplatte der hinteren Kniehebelplatte und dem hinteren Auflagersitz (14) wird ein Satz Unterlegscheiben (17) eingesetzt, um die Größe der Auslassöffnung einzustellen. Durch Erhöhen der Dicke des Unterlegscheibenpakets (17) wird die bewegliche Backe um einen bestimmten Abstand nach vorne verschoben, wodurch sich die Auslassöffnung verringert. Umgekehrt vergrößert sich die Auslassöffnung entsprechend, wenn die Dicke des Unterlegscheibenpakets verringert wird.

Die hintere Kippplatte (13) dient zudem als Sicherheitselement. Wenn nicht zerkleinerbares Material, das mit dem Erz vermischt ist, in die Brechkammer gelangt, können die auf die verschiedenen Bauteile einwirkenden Kräfte die zulässige Materialfestigkeit überschreiten. Um Schäden an anderen Bauteilen zu vermeiden, ist der Brecher in der Regel so konstruiert, dass die hintere Kippplatte, die relativ einfach geformt und kleiner dimensioniert ist, eine geringere Festigkeit aufweist und somit als Sicherheitsvorrichtung fungieren kann.

Die Backenplatten der beweglichen und der feststehenden Backe weisen eine wellenförmige Oberfläche auf. Der Scheitel einer Backenplatte ist der Mulde der anderen zugewandt, wodurch das Erz Biegekräften ausgesetzt wird und somit die Zerkleinerungsleistung verbessert wird.

An den Seitenwänden der Brechkammer sind flache Auskleidungsplatten (18) aus Manganstahl angebracht, die mit Schrauben oder Keilen an den Seitenwänden befestigt sind. Um zu verhindern, dass sich die Auskleidungsplatten aufgrund der Reibung zwischen dem Erz und den Auskleidungsplatten auf und ab bewegen (was zum Abscheren der Schrauben führen könnte), ist die feste Backenplatte nicht nur mit Schrauben gesichert, sondern wird an ihrem unteren Ende auch von der Stahlplatte (19) abgestützt und an ihrem oberen Ende durch die Druckplatte (3) nach unten gedrückt. Die Stahlplatte (19) ist mit dem Rahmen verschweißt. Das untere Ende der beweglichen Backenplatte ruht auf einem Vorsprung an der Unterseite der beweglichen Backe, und ihr oberes Ende wird durch den Keil (7) nach unten gedrückt.

Der Brecher verwendet zwei Arten von Lagern: mit Babbitt-Metall ausgekleidete Gleitlager und solche mit Buchsen aus einer Kupferlegierung. Die Lager der beweglichen Backe und die Auflagen der Kniehebelplatten (12 und 13) werden mit Fett geschmiert. Die Lager der Exzenterwelle und des Pleuelkopfes werden durch Zwangsumwälzung von dünnflüssigem Öl geschmiert.

Konstruktion einer einfachen Schwenkbacke mit segmentiertem Start Brecher

Abbildung 2-3 zeigt einen Backenbrecher mit segmentiertem Einlauf und den Maßen 1200 mm × 1500 mm. Sein Aufbau entspricht im Wesentlichen dem des in Abbildung 2-2 dargestellten einfachen Schwenkbackenbrechers mit den Maßen 900 mm × 1200 mm. Die wichtigsten Unterschiede sind folgende:

(1) Die Kniehebelplatte des segmentierten Backenbrechers mit den Abmessungen 1200 mm × 1500 mm ist eine Baugruppe, die aus einem Kniehebelkopf und einer Flachplatte besteht, die durch Schrauben miteinander verbunden sind. Wenn der Kniehebelkopf ausgetauscht werden muss, kann die Flachplatte weiterverwendet werden; wenn die Flachplatte beschädigt ist und ausgetauscht werden muss, kann der Kniehebelkopf weiterverwendet werden.

(2) Diese Maschine kann in drei Stufen gestartet werden.

• Erste Phase: Der Hauptmotor treibt die Riemenscheibe an, sodass sie sich dreht.
• Zweite Stufe: Die Riemenscheibe treibt die Exzenterwelle, die Pleuelstange, die bewegliche Backe usw. über die hydraulische Reibungskupplung 1 an (siehe Abbildung 2-3).
• Dritte Phase: Die Exzenterwelle treibt das Schwungrad über die hydraulische Reibungskupplung 2 in Drehung.

An beiden Enden der Exzenterwelle sind hydraulische Reibungskupplungen angebracht (Abbildung 2-4). Bei einer Überlastung des Brechers löst ein Überstromrelais ein Zeitrelais aus, das den Motor der Hydraulikpumpe startet, um die Kupplungen zu lösen, und gleichzeitig den Hauptmotor abschaltet, wodurch ein Überlastschutz gewährleistet wird.

Die Riemenscheibe und das Schwungrad des Brechers sind über Reibungskupplungen mit der Exzenterwelle verbunden. Die Reibungskupplungen werden durch ein Hydrauliksystem gesteuert. Beim Anfahren wird zunächst der Motor der Hydraulikpumpe gestartet, wodurch unter Druck stehendes Öl durch den zentralen Kanal des Kolbens in die rechte Seite (Riemenscheibenseite) oder die linke Seite (Schwungradseite) des Kolbens fließt. Dadurch wird der Kolben verschoben, wodurch die Federn der Reibkupplungsscheiben zusammengedrückt und die Reibscheiben voneinander getrennt werden, wodurch die Verbindung zwischen der Exzenterwelle und der Riemenscheibe bzw. dem Schwungrad gelöst wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Elektromotor gestartet werden, um die Riemenscheibe in Drehung zu versetzen. Anschließend wird über ein Magnet-Wegeventil zunächst die Reibungskupplung zwischen der Riemenscheibe und der Exzenterwelle eingekuppelt, wodurch sich die Exzenterwelle und die Pleuelstange in Bewegung setzen. Danach wird die Reibungskupplung zwischen der Exzenterwelle und dem Schwungrad eingekuppelt, wodurch sich das Schwungrad dreht. Der Brecher startet und arbeitet in der oben beschriebenen dreistufigen Abfolge.

2.3 Aufbau der einfachen Schwenkbacke mit segmentiertem Start Brecher

Abbildung 2-3 Aufbau der segmentierten Startbacke mit den Maßen 1200 mm × 1500 mm Brecher
1, 2 – Hydraulische Reibungskupplungen

Abbildung 2-4 Hydraulische Reibungskupplung
1 – Ölstopfen; 2 – Ölauffangbehälter; 3 – Buchse; 4 – Lagerhülse; 5 – Klemmrahmen; 6 – Ölleitung; 7 – Deckel; 8 – Klemmfeder; 9 – Reibscheibe; 10 – Kolben; 11 – Hydraulikzylinder; 12 – Riemenscheibe; 13 – Rahmen; 14 – Lagerkappe; 15 – Exzenterwelle; 16 – Pleuelkopf; 17 – Pleuel

(Schwungradseite) – drückt den Kolben, um die Federn der Reibungskupplungsscheiben zusammenzudrücken, wodurch die Reibscheiben voneinander getrennt und die Verbindung zwischen der Exzenterwelle und der Riemenscheibe oder dem Schwungrad gelöst wird. Nun kann der Elektromotor gestartet werden, um die Riemenscheibe in Drehung zu versetzen. Anschließend wird über ein Magnetventil zunächst die Reibungskupplung zwischen der Riemenscheibe und der Exzenterwelle eingekuppelt, wodurch sich die Exzenterwelle und die Pleuelstange in Bewegung setzen. Danach wird die Reibungskupplung zwischen der Exzenterwelle und dem Schwungrad eingekuppelt, wodurch sich das Schwungrad dreht. Der Brecher startet und arbeitet in der oben beschriebenen dreistufigen Abfolge.

Backenbrecher mit anderen Spezifikationen arbeiten mit einstufigem Anlauf, d. h., sobald der Hauptmotor gestartet wird, setzt sich das gesamte Getriebesystem in Bewegung. Da die Schwingmassen großer Backenbrecher (wie z. B. die Pleuelstange und die bewegliche Backe) eine hohe Trägheit aufweisen, ist die Anlaufleistungsaufnahme des Motors relativ hoch und beträgt oft das Dreifache der normalen Brechleistung. Dies erfordert eine hohe installierte Motorleistung, doch nach dem Anlaufen läuft der Motor unterlastet, was zu einem niedrigen Leistungsfaktor im Stromnetz führt. Bei großen Backenbrechern erleichtert der Einbau von zwei Sätzen hydraulischer Reibungskupplungen für einen dreistufigen Anlauf das Anlaufen und reduziert die erforderliche installierte Motorleistung. Dies ist technisch sinnvoll und wirtschaftlich vorteilhaft.

Aufbau einer komplexen Schwenkbacke Brecher

Abbildung 2-5 zeigt den Aufbau eines komplexen Schwenkbackenbrechers. Bei diesem Brechertyp dient die bewegliche Backe (11) gleichzeitig als Pleuel, wodurch sich der Mechanismus entsprechend vereinfacht.

Die bewegliche Backe (11) des Brechers ist über Rollenlager direkt an der Exzenterwelle (10) aufgehängt, während die Exzenterwelle selbst in im Rahmen (12) gelagerten Rollenlagern gelagert ist. Wenn der Motor über Keilriemen die an der Exzenterwelle befestigte Riemenscheibe (13) antreibt, versetzt die Exzenterwelle die bewegliche Backe in eine komplexe Schwingbewegung. Eine Kniehebelplatte (4) ist in eine Nut am unteren Ende der beweglichen Backe eingepasst, und beide Enden der Druckplatte (5) werden von Kniehebelplatten abgestützt. Die hintere Kniehebelplatte ist im vorderen Keilblock (6) angebracht, der in Gleitnuten an beiden Seitenwänden des Rahmens aufliegt und in engem Kontakt mit dem hinteren Keilblock (7) steht. Wenn die Auslassöffnung eingestellt werden muss, wird durch Drehen der Mutter, mit der der hintere Keilblock (7) befestigt ist, im Uhrzeigersinn der hintere Keilblock angehoben, wodurch der vordere Keilblock entlang der Gleitnuten nach vorne geschoben wird und sich dadurch die Auslassöffnung verringert. Durch Drehen der Mutter in die entgegengesetzte Richtung wird die Auslassöffnung vergrößert.

Die übrigen Teile dieses Brechers ähneln denen des einfachen Schwenkbackenbrechers. Seine konstruktiven Merkmale sind: Sowohl das Lager der beweglichen Backe als auch das Lager der Exzenterwelle sind Rollenlager, was eine hohe Übertragungsleistung und eine einfache Schmierung gewährleistet; der Kopf der Druckplatte und die Kniehebelplatte stehen in Rollkontakt, was den Verschleiß verringert.

Abbildung 2-5: Komplexer Schwingbackenbrecher, 250 mm × 400 mm
1 – Feste Backenauskleidungsplatte 2 – Seitenschutzplatte 3 – Bewegliche Backenauskleidungsplatte 4 – Kniehebelplatte 5 – Druckplatte 6 – Vordere Keilhalterung 7 – Hintere Keilhalterung 8 – Zugstange 9 – Schwungrad
10 – Exzenterwelle 11 – Bewegliche Backe 12 – Rahmen 13 – Keilriemenscheibe

Aufbau einer komplexen Schwenkbacke Brecher

Abbildung 2-5 zeigt den Aufbau eines komplexen Schwenkbackenbrechers. Bei diesem Brechertyp dient die bewegliche Backe (11) gleichzeitig als Pleuel, wodurch sich der Mechanismus entsprechend vereinfacht.

Die bewegliche Backe (11) des Brechers ist über Rollenlager direkt an der Exzenterwelle (10) aufgehängt, während die Exzenterwelle selbst in im Rahmen (12) gelagerten Rollenlagern gelagert ist. Wenn der Motor über Keilriemen die an der Exzenterwelle befestigte Riemenscheibe (13) antreibt, versetzt die Exzenterwelle die bewegliche Backe in eine komplexe Schwingbewegung. Eine Kniehebelplatte (4) ist in eine Nut am unteren Ende der beweglichen Backe eingepasst, und beide Enden der Druckplatte (5) werden von Kniehebelplatten abgestützt. Die hintere Kniehebelplatte ist im vorderen Keilblock (6) angebracht, der in Gleitnuten an beiden Seitenwänden des Rahmens aufliegt und in engem Kontakt mit dem hinteren Keilblock (7) steht. Wenn die Auslassöffnung eingestellt werden muss, wird durch Drehen der Mutter, mit der der hintere Keilblock (7) befestigt ist, im Uhrzeigersinn der hintere Keilblock angehoben, wodurch der vordere Keilblock entlang der Gleitnuten nach vorne geschoben wird und sich dadurch die Auslassöffnung verringert. Durch Drehen der Mutter in die entgegengesetzte Richtung wird die Auslassöffnung vergrößert.

Die übrigen Teile dieses Brechers ähneln denen des einfachen Schwenkbackenbrechers. Seine konstruktiven Merkmale sind: Sowohl das Lager der beweglichen Backe als auch das Lager der Exzenterwelle sind Rollenlager, was eine hohe Übertragungsleistung und eine einfache Schmierung gewährleistet; der Kopf der Druckplatte und die Kniehebelplatte stehen in Rollkontakt, was den Verschleiß verringert.