Balanceercalculator voor breekrotoren

Kernformules

Waarbij G de balansgraad is (mm/s), ω = 2π×n/60 (rad/s), M de rotormassa is (kg), e_per de toelaatbare specifieke onbalans is, U_per de toelaatbare residuele onbalans is en F de resulterende centrifugale kracht is.

Selectie van balansgraad voor brekers

Brekertype	Typische balansgraad	Typisch toerental
Horizontale-as slagbreker (HSI)	G16 – G40	500–800
Verticale-as slagbreker (VSI)	G6.3 – G16	1000–2000
Hamermolen	G16 – G40	1000–1800
Kaakbreker (vliegwiel)	G16	200–400
Kegelbreker	G6.3 – G16	300–600

Massatolerantie per element

Bij het vervangen van hamers of slagstaven draagt de variatie in de massa van elk afzonderlijk element direct bij aan de onbalans van de rotor. Elk element bevindt zich op een specifieke afstand van de rotatieas. De tolerantie voor de massa per element moet als volgt zijn:

Waar r_element is de zwaartepuntstraal van het element en N_elements is het aantal elementen.

Invloed op de levensduur van lagers

De onbalanskracht werkt als een extra roterende radiale belasting op de lagers. De nominale levensduur van het lager (L10) is zeer gevoelig voor de toegepaste belasting:

• Kogellagers: L10 ∝ (C/P)³
• Rollenlagers: L10 ∝ (C/P)^(10/3)

Zelfs matige onbalanskrachten kunnen de levensduur van lagers aanzienlijk verkorten in combinatie met de reeds hoge procesbelastingen in breekinstallaties.

Praktische balanceringsprocedure voor brekers

• Stap 1: Weeg alle hamers/slagstaven afzonderlijk en noteer de massa's.
• Stap 2: Sorteer elementen op massa en koppel ze in paren met bijna gelijke massa (zwaarste met op één na zwaarste, enzovoort)
• Stap 3: Monteer de twee elementen van elk gekoppeld paar op diametraal tegenover elkaar liggende posities (180°) op de rotor, zodat de massa's op tegenoverliggende posities elkaar opheffen
• Stap 4: Controleer of het totale massaverschil tussen tegenoverliggende posities binnen de tolerantie per element valt.
• Stap 5: Na de installatie de breker in werking stellen en de trillingen bij beide lagers meten.
• Stap 6: Als de trillingen de limieten overschrijden, voer dan een enkelvlaks veldbalancering uit.

Centrifugale kracht en levensduur van lagers

De centrifugale kracht als gevolg van onbalans voegt een roterende radiale belasting toe aan de lagers. De L10-levensduurrelatie van het lager is als volgt:

• Kogellagers: L10 = (C/P)³ × 10⁶ / (60 × n)
• Rollenlagers: L10 = (C/P)^(10/3) × 10⁶ / (60 × n)

Waarbij C de dynamische belastingswaarde is, P de equivalente dynamische belasting (inclusief onbalanskracht) en n het toerental. Zelfs een kleine onbalanskracht kan de levensduur aanzienlijk verkorten wanneer deze wordt toegevoegd aan de toch al hoge procesbelastingen in brekers.

Trillingslimieten voor breekmachines

Vanwege het inherente schokkarakter van breekmachines liggen de trillingslimieten hoger dan bij machines met een soepele werking:

• Goed: < 10 mm/s trilsnelheid RMS op lagerhuizen
• Aanvaardbaar: 10–18 mm/s — typisch voor werkende brekers
• Waarschuwing: 18–28 mm/s — onderzoek, controleer slijtageonderdelen
• Gevaar: > 28 mm/s — uitschakelen en inspecteren

Fundament- en constructieoverwegingen

Fundamenten voor breekinstallaties moeten zodanig ontworpen zijn dat ze impactkrachten kunnen absorberen. De massa van de fundering moet 3 tot 5 keer de massa van de breekinstallatie bedragen voor een adequate trillingsisolatie. Belangrijke controlepunten:

• Ankerbouten: Controleer het aanhaalmoment bij elk groot onderhoud.
• Isolatiebevestigingen: Controleer de rubberen isolatoren op slijtage en juiste doorbuiging.
• Toestand van het beton: Controleer op scheuren, vooral rond de gaten voor de ankerbouten.
• Integriteit van de voegmortel: Controleer of er geen openingen zijn tussen de grondplaat en de fundering.

Soorten brekers en overwegingen met betrekking tot de balans

• Horizontale schachtimpact (HSI): De slagstaven zijn het belangrijkste slijtageonderdeel. Vervang ze als set en weeg ze individueel. De rotor is doorgaans gebalanceerd volgens de G16-norm.
• Verticale schachtimpact (VSI): Hogere snelheden vereisen een strakkere balans (G6.3–G16). De slijtageplaat en de aambeeldring beïnvloeden de balans indirect.
• Hamermolen: Meerdere hamers op draaipennen. Omkeerbare hamers moeten in bijpassende paren worden gedraaid. G16–G40 afhankelijk van de snelheid.
• Kaakbreker: Het balanceren van het vliegwiel is cruciaal. Excentrische onbalans op de as is inherent aan het ontwerp, maar moet binnen de toleranties vallen.
• Kegelbreker: Slijtage van de mantel en de kom beïnvloedt de balans. De balans van de kopconstructie wordt gecontroleerd tijdens grote revisies.