Drie hoofdtypen brekers
In de praktijk worden drie hoofdprincipes gebruikt voor het breken van beton en steen: de kaakbreker, de kegelbreker en de impactbreker. Elk type werkt op een andere manier en stelt daardoor ook verschillende eisen aan de lagerconstructie.
De kaakbreker wordt meestal gebruikt voor de primaire verkleining van beton en puin. Het materiaal wordt samengedrukt tussen een vaste kaak en een bewegende kaak. De beweging van de beweegbare kaak wordt opgewekt door een excentrische hoofdas. Deze constructie zorgt voor grote krachten en sterke schokbelastingen wanneer harde stukken beton tussen de breekplaten terechtkomen.
De kegelbreker wordt vaak gebruikt voor verdere verkleining nadat het materiaal al een eerste breekstap heeft ondergaan. Een conische breekmantel draait excentrisch binnen een vaste schaal. Hierdoor wordt het materiaal continu samengedrukt en verkleind. De belasting is hierbij zeer hoog maar relatief gelijkmatig.
De impactbreker werkt volgens een ander principe. Hierbij draait een rotor met hamers of slaglijsten met hoge snelheid rond. Het materiaal wordt door deze rotor versneld en tegen breekplaten geslingerd. De breuk ontstaat door de impactenergie. Hierdoor ontstaan vooral dynamische belastingen en sterke vibraties.
Lagerconstructies in brekers
De hoofdlagers van brekers moeten grote krachten kunnen opnemen en bestand zijn tegen schokbelasting. Daarom worden meestal zware rollagers toegepast, zoals sferische rollagers (tonlagers) of cilindrische rollagers. Deze lagers hebben een hoge draagkracht en kunnen relatief goed omgaan met uitlijnfouten.
In sommige brekers, met name kegelbrekers, worden ook glijlagers of bronzen bussen gebruikt. Deze lagerconstructies werken met een hydrodynamische smeerfilm waarbij de bewegende delen door een oliefilm van elkaar gescheiden blijven. Glijlagers kunnen zeer hoge belastingen verwerken, maar stellen hoge eisen aan de kwaliteit van de smering.
Waarom lagers vaak defect raken
Lagers in puinbrekers gaan zelden kapot door één enkele oorzaak. Meestal is er sprake van een combinatie van zware belasting, vervuiling en smeerproblemen.
Schokbelasting speelt een belangrijke rol. Beton en puin bevatten vaak harde insluitsels zoals wapeningstaal of grote stenen. Wanneer dergelijke stukken plotseling tussen de breekdelen terechtkomen, ontstaan zeer hoge piekbelastingen. Deze kunnen beschadigingen veroorzaken aan de loopbanen van lagers.
Daarnaast vormt vervuiling een groot probleem. Breekinstallaties produceren veel stof, waaronder cementstof en zand. Wanneer deze deeltjes in lagers terechtkomen werken ze als schuurmiddel en veroorzaken ze versnelde slijtage.
Ook onvoldoende smering kan tot schade leiden. Door de hoge belasting is een sterke smeerfilm noodzakelijk om metaal-op-metaal contact te voorkomen. Wanneer de viscositeit van het smeermiddel te laag is of wanneer de smering onvoldoende wordt aangevuld, neemt de slijtage snel toe.
Hydrauliek in puinbrekers
Naast de mechanische constructie speelt ook hydrauliek een belangrijke rol in moderne breekinstallaties. Hydraulische systemen worden gebruikt voor het instellen van de breekopening, het beschermen van de machine tegen overbelasting en het openen van de breker voor onderhoud.
De hydrauliek staat hierbij bloot aan zware belastingen. Wanneer een onbreekbaar object in de breker terechtkomt kan de druk in het systeem plotseling sterk stijgen. Overdrukventielen moeten deze piekdrukken opvangen om schade aan de machine te voorkomen.
Ook temperatuur speelt een rol. Door de hoge drukken en interne verliezen kan hydraulische olie sterk opwarmen. Wanneer de temperatuur te hoog wordt neemt de viscositeit af en vermindert de smerende werking van de olie.
Daarnaast vormt vervuiling een groot risico. De stoffige werkomgeving van puinbrekers zorgt ervoor dat vuildeeltjes gemakkelijk in het hydraulisch systeem terechtkomen. Deze deeltjes kunnen slijtage veroorzaken aan pompen, ventielen en cilinders.
Bescherming van lagers en hydrauliek
Door de extreme omstandigheden waarin puinbrekers werken, is de keuze van smeermiddelen van groot belang. Moderne smeertechnologie kan een belangrijke rol spelen bij het verminderen van slijtage en het voorkomen van onverwachte stilstand.
Voor zwaarbelaste lagerpunten in brekers heeft Eurol een speciaal smeervet ontwikkeld: Eurol Grease CS-2/103-S. Dit vet is gebaseerd op Eurol SYNGIS Technology, een technologie die gericht is op maximale slijtagebescherming onder extreme omstandigheden. Het vet biedt zeer sterke anti-slijtage en anti-corrosie eigenschappen en is bovendien uitzonderlijk waterbestendig, wat belangrijk is in omgevingen waar water, modder en cementstof aanwezig zijn.
Daarnaast bevat het vet een speciale polymeertechnologie. Deze polymeren hechten zich niet aan het metaaloppervlak van het lager, maar kapselen vuildeeltjes in met een beschermende coating. Hierdoor worden harde deeltjes zoals zand of stof minder abrasief en kunnen ze aanzienlijk minder schade veroorzaken aan de metalen lageroppervlakken.
Wanneer dit smeervet wordt gecombineerd met een shear-bestendige hydraulische vloeistof, zoals Eurol Hykrol EXL ISO-VG 46, en het speciaal ontwikkelde Eurol Additive-S, ontstaat een zeer robuuste bescherming van zowel de lagerconstructies als het hydraulische systeem. Het additief zorgt voor extra slijtagebescherming van onder andere hydraulische pompen en andere zwaarbelaste componenten in het hydraulische circuit.
Deze combinatie van smeervet, hydraulische vloeistof en additieve technologie kan bijdragen aan een aanzienlijke verlenging van de levensduur van kritische componenten en helpt onverwachte stilstand van breekinstallaties te voorkomen.
In moderne installaties kan deze aanpak verder worden versterkt door conditiebewaking met sensoren. Door bijvoorbeeld temperatuur, trillingen en de conditie van smeermiddelen te monitoren, kan de technische staat van lagers en hydraulische systemen continu worden gevolgd en kan onderhoud tijdig worden gepland. Hierdoor wordt de betrouwbaarheid van de breker verder vergroot en kunnen kostbare stilstanden worden beperkt.
Auteur: Bart van Hoorn, Head Technology & Innovation.
