破砕ギャップ制御: 調整リングを基準に回転または移動することで、移動コーンと固定コーン間の距離(破砕ギャップ)を正確に調整でき、排出される材料のサイズに直接影響を与えます。
コンポーネントのロック: ギャップ調整後に調整リングを設定位置に固定し、破砕作業中の振動による意図しない動きを防止します。
負荷分散: 調整リングから上部フレームへの軸方向荷重を分散し、嵌合コンポーネントへの局所的な応力を軽減します。
シーリングサポート: 調整システムと破砕機の内部機構の間の埃、ゴミ、潤滑油の漏れを防ぐシールの取り付け面を提供します。
キャップ本体: 主構造部。通常は高強度鋳鋼(例:40Cr、ZG310~570)または鍛鋼で作られ、耐久性が向上します。肉厚は30~80mmで、荷重を受ける接合部ではより厚い部分が設けられます。
ねじ穴または外ねじ調整リングと嵌合する中央のねじ山。調整リングにねじ込むキャップの場合は内ねじ、ロックナットで固定するキャップの場合は外ねじのいずれかです。高い軸方向荷重に対応するため、ねじ山は台形ねじ(メートル法またはインチ法)となることが多いです。
ロック機構: 調整後にキャップを固定するための機能:
ロックスロット: キャップの外側にある円周方向の溝が調整リングのロックボルトと揃い、回転を防止します。
セットスクリュー穴: 調整リングに押し付けるセットスクリューを受け入れる放射状のねじ穴で、摩擦ベースのロックが作成されます。
テーパードインターフェース: 調整リングの対応するテーパーと噛み合う円錐面により、負荷がかかった状態でのグリップが向上します。
トップフランジ: キャップの上端にある放射状のフランジ。調整時にトルクを加えるための表面を提供し、軸方向の動きを制限します (レンチまたは油圧工具を使用)。
シール溝: 汚染や潤滑剤の損失を防ぐために、O リング、ガスケット、またはラビリンス シールを収容する外面または内面の円周方向の溝。
補強リブ: キャップ本体、特にねじ山部分の周囲を強化し、荷重がかかった状態での変形を防ぐ内部または外部のリブ(厚さ 5 ~ 15 んん)。
インジケーターマーク: 調整リングの基準マークと揃う外側の表面に刻印またはスタンプされた線で、正確なギャップ調整を容易にします (通常、0.1 んん 単位で目盛りが付いています)。
材料の選択:
高強度鋳鋼(ZG310~570)は、引張強度(570MPa以上)と衝撃靭性を備え、荷重負荷用途に適しています。小型キャップには、コスト効率と良好な加工性を兼ね備えたダクタイル鋳鉄(QT500~7)が適しています。
パターンメイキング:
木材、発泡材、または3Dプリントされたプラスチックを用いて、キャップの外形、ねじ山(簡略化)、フランジ、溝を再現した精密な型紙を作成します。型から容易に取り外せるよう、収縮率(1.5~2%)と抜き勾配(2~4°)を設けています。
鋳造ではねじパターンが省略または簡略化されることが多く、最終的なねじ切りは機械加工によって行われます。
成形:
砂型(生砂または樹脂結合砂)を鋳型の周囲に成形し、中子を用いて中央の穴を形成します。鋳型のキャビティは耐火性塗膜でコーティングされ、表面仕上げを向上させ、砂への金属の浸透を防ぎます。
溶かして注ぐ:
鋳鋼は電気炉で1520~1560℃で溶解され、強度と機械加工性のバランスをとるために化学成分がC 0.25~0.35%、マン 0.8~1.2%、シ 0.2~0.6%に制御されます。
鋳込みは、取鍋を使用して1480~1520℃で行われ、一定の流量で乱流を回避し、鋳型のキャビティが完全に満たされるようにします。
冷却とシェイクアウト:
鋳物は熱応力を低減するため、鋳型内で24~48時間冷却され、その後振動によって除去されます。残留砂はショットブラスト(G25鋼グリット)で除去され、表面粗さはRa25~50μmとなります。
熱処理:
正規化処理(850~900℃、空冷)により結晶構造が微細化され、続いて焼戻し処理(600~650℃)が行われ、硬度が200~250 HBWまで低下し、強度を維持しながら加工性が向上します。
荒加工:
鋳造ブランクをCNC旋盤に取り付け、外径、上フランジ、中央穴を2~3mmの仕上げ代を残して加工します。主要面は面取り加工し、基準データを確立します。
ねじ加工:
内ねじまたは外ねじは、CNCねじ旋盤またはねじフライス盤を用いて精密に加工されます。台形ねじは成形工具を用いて切削するため、ピッチ精度(±0.05 んん)とねじ山形状公差が確保され、スムーズな調整が可能です。
ロック機能加工:
ロック スロットは、CNC フライス盤を使用して外面にフライス加工され、キャップの円周に沿って深さの許容差 (±0.1 んん) と均一な間隔 (±0.5 んん) が確保されています。
セット スクリュー穴は、キャップの軸に対して垂直 (±0.1 んん/100 んん) でクラス 6H の許容差に合わせてドリルで穴あけされ、タップ加工されているため、適切なスクリューのかみ合いが確保されます。
仕上げ加工:
上部フランジとシール面は仕上げ旋削加工されており、平坦度 (≤0.05 んん/m) と表面粗さ ラ1.6 μm が達成され、効果的なシールとトルクの適用が保証されます。
テーパ インターフェース (該当する場合) は、調整リングと確実に結合するために、角度許容差 (±0.1°) および表面粗さ ラ3.2 μm で機械加工されます。
表面処理:
キャップの外面には、腐食防止のため防錆塗料または亜鉛メッキ(厚さ5~8μm)が施されています。ねじ山には、スムーズな調整とかじり防止のため、固着防止剤(二硫化モリブデンなど)が塗布されています。
シールの組み立て:
O リングまたはガスケットは、圧縮状態でもしっかりと密閉できるよう、溝の幅と深さに合わせた寸法でシール溝に取り付けられます。
材料検証:
化学組成分析(分光法による)により、母材が仕様を満たしていることが確認されます(例:40Cr:C 0.37~0.44%、Cr 0.8~1.1%)。
硬度試験(ブリネルまたはロックウェル)により、キャップ本体の硬度が 200~250 HBW であることを確認し、強度と機械加工性のバランスを確保します。
寸法精度チェック:
座標測定機 (CMM) は、ねじピッチ径 (±0.03 んん)、外径 (±0.1 んん)、フランジの平坦度、スロット/溝の位置などの重要な寸法を検査します。
ねじの品質は、調整リングとの適切なフィットを保証するために、ねじゲージ (リングゲージまたはプラグゲージ) を使用して評価されます。
構造健全性試験:
磁性粒子試験 (MPT) などの非破壊検査 (非破壊検査) では、ねじ山、フランジ、またはロック機能の表面の亀裂を検出し、長さが 0.5 んん 未満の欠陥は拒否されます。
大型キャップに対して超音波検査 (ユタ州) を実施し、荷重支持領域の内部欠陥 (収縮孔など) を確認します。
機能テスト:
調整範囲の検証: キャップをテスト調整リングにかみ合わせ、回転/移動範囲を測定して、設計ギャップ範囲 (通常 5 ~ 50 んん) をカバーしていることを確認します。
ロック有効性テスト: キャップを中間位置に設定した後、測定可能な動き(≤0.01 んん)が許容されない状態で振動テスト(10~500 Hz、1 時間)を実施します。
シール性能試験:
シール付きのキャップをテスト治具に取り付け、0.3 MPa の空気圧をかけて圧力テストを実施しましたが、石鹸水検査で漏れは検出されませんでした。