リング本体: 主環状構造。通常は高強度鋳鋼(ZG35CrMo)またはダクタイル鋳鉄(QT500-7)で作られ、外径は破砕機のサイズに応じて1~5メートルです。内面にはねじ山または歯車が刻まれており、調整機構(油圧モーターや手動ハンドルなど)と噛み合うことで回転を容易にします。
固定コーンライナー取付面リング本体のテーパーまたは段状の内面で、固定コーンライナー(ボウルライナー)をボルト、ダブテール溝、またはウェッジクランプで固定します。この面は精密機械加工されており、しっかりと固定され、破砕中のライナーの動きを防止します。
調整ギアの歯またはねじ: リング本体にある外歯または内歯(モジュラス 8 ~ 12)または台形ねじ。駆動ピニオンまたは調整ナットとかみ合い、ギャップ調整のための回転力を伝達します。
油圧シリンダーポートまたはスプリングチャンバーリング本体に設けられ、油圧シリンダー(油圧調整システムの場合)または圧縮スプリング(機械システムの場合)を収容する凹部または穴。これらの部品は過負荷を吸収し、リングが詰まった際に元の位置に戻します。
潤滑チャネル: ギアの歯、ねじ、取り付け面に潤滑剤を供給し、回転および操作中の摩擦と摩耗を軽減するドリル穴または溝。
シーリング溝: 合わせ面(リングと破砕機のフレームの間など)にある円周方向の溝で、O リングまたはガスケットを保持して、ほこりの侵入や潤滑剤の漏れを防止します。
ロック機構: 希望するギャップを設定した後、調整リングを所定の位置に固定し、破砕中に意図しない回転を防止するボルト、爪、または油圧クランプのセット。
材料の選択:
鋳鋼 (ZG35CrMo) は、引張強度 (≥ 785 MPa) が高く、衝撃靭性も高いため、大きな荷重や動的応力に耐えることができ、大型破砕機に適しています。
中型リングにはダクタイル鋳鉄(QT500-7)が使用され、十分な強度(引張強度 ≥ 500 MPa)を維持しながら、鋳造性が向上し、コストが低くなります。
パターンメイキング:
リングの外径、内ねじ/歯、内部構造を再現した実物大のパターンは、フォーム、木材、または3Dプリント素材を用いて作成されます。大型リングの場合は、取り扱いを容易にするため、セグメント化されたパターンが使用されます。
鋳造後の収縮を補うために、収縮許容値(鋳鋼の場合 2 ~ 3%)とドラフト角度(3 ~ 5°)が追加されます。
成形:
模型の周囲に樹脂結合砂型を成形し、砂中子を用いて内部の空洞(シリンダーポート等)を形成します。鋳型は鋼棒で補強され、注湯時の変形を防ぎます。
インベストメント鋳造(複雑な歯車の歯に使用)の場合、フォームパターンを耐火スラリーに浸し、乾燥および焼結することでセラミックシェルが形成されます。
溶かして注ぐ:
鋳鋼は電気アーク炉で1520~1580℃で溶解され、合金元素(Cr、モ)が添加されて所望の化学組成が得られます。溶湯は硫黄とリンの含有量を低減する処理(≤0.03%)が施されます。
鋳込みは、鋳型への完全な充填を確保し、多孔性の原因となる乱流を最小限に抑えるために、制御された速度(100~300 kg/秒)で単一の流れで実行されます。
冷却とシェイクアウト:
鋳物は熱割れを防ぐため、鋳型内で48~72時間かけてゆっくりと冷却され、その後、振動式またはクレーンで取り出されます。残留砂はショットブラストまたは高圧水ジェットで除去されます。
熱処理:
鋳鋼リングは、結晶構造を微細化するために焼準処理(860~900℃、空冷)され、その後、焼戻し処理(600~650℃)が行われ、強度と機械加工性のバランスを保ちながら 220~260 HBW の硬度が達成されます。
ダクタイル鋳鉄リングは炭化物を除去し、延性を向上させるために焼きなまし(900~950°C)されます。
鋳造検査:
目視検査と浸透探傷試験 (二回経口投与) により、表面のひび割れ、気孔、または不完全なギアの歯がないか確認します。
超音波検査(ユタ州)と放射線検査(RT)では、厳しい制限(リング本体またはギアの歯にφ5 mm以下の欠陥なし)内で内部欠陥を検出します。
荒加工:
リングの外側と内側の面は、大型CNC旋盤で削り取られ、3~5mmの仕上げ代を残します。ギアの歯やねじは、ホブ盤またはスレッドミルで荒削りされます。
油圧シリンダーのポートとボルト穴は、おおよその寸法に合わせて穴あけされ、皿穴加工されます。
応力緩和焼鈍:
粗加工後、リングは550~600℃で4~6時間加熱され、ゆっくりと冷却されて鋳造および初期切削による残留応力が除去され、仕上げ加工中の歪みが防止されます。
仕上げ加工:
固定コーンライナーの内側取り付け面は、テーパー公差±0.05 んん/m、表面粗さRa1.6~3.2 μmに精密研磨されており、ライナーの確実なフィットを保証します。
ギアの歯は、ドライブ ピニオンとのスムーズな噛み合いを確保するために、歯のプロファイル偏差が ≤0.03 んん で、AGMA 8 ~ 10 の精度で仕上げホブ加工または研磨されています。
ねじ山は ISO 286 公差クラス 6H に精密旋削または研磨されており、側面の表面粗さは ラ3.2 μm で、信頼性の高い噛み合いを実現します。
油圧ポートはシリンダーボアとの同心度を確保するためにホーニング加工され、シーリング溝は正確な寸法(幅±0.02 んん、深さ±0.01 んん)に機械加工されています。
表面処理:
外面には環境によるダメージに耐えるため、防錆プライマーとトップコート(乾燥膜厚 ≥ 120 μm)が塗装されています。
ギアの歯またはねじ山は、摩擦を減らし、耐摩耗性を高めるために二硫化モリブデンまたはリン酸モリブデンでコーティングされています。
組み立て:
油圧シリンダーまたはスプリングがそれぞれのチャンバー内に設置され、漏れを防ぐためにシールと O リングが取り付けられています。
ロック機構(ボルトまたはクランプ)を取り付け、スムーズな回転と安全なロックを確認するための機能テストを実行します。
材料検証:
分光分析により鋳鋼/鉄の化学組成を確認します(例:ZG35CrMo:C 0.32~0.40%、Cr 0.8~1.1%、モ 0.15~0.25%)。
各鋳造バッチからのクーポンに対する引張試験により、機械的特性が基準(引張強度、衝撃靭性)を満たしていることを確認します。
寸法精度チェック:
測定範囲が 6 メートル以上の座標測定機 (CMM) は、外径、内側テーパー、ギア歯ピッチ、ねじリードなどの主要な寸法を検証します。
ギアローリングテスターは、歯の接触パターンとバックラッシュ(0.1~0.3 んん)をチェックして、スムーズな噛み合いを確認します。
機能テスト:
回転テスト: リングを負荷をかけた状態で 360° 回転させ、拘束がないことを確認します。トルク測定により、スムーズな動作を確認します (設計仕様からの変動は 5% 以下)。
油圧システムテスト: 油圧リングの場合、定格圧力の 1.5 倍 (例: 30 MPa) で 1 時間の圧力テストを実施して、シリンダー ポートまたはシールからの漏れがないことを確認します。
耐摩耗性試験:
ギアの歯は、模擬負荷下で 10,000 サイクルの摩耗テストを受け、摩耗深さは 0.1 んん 以下が許容されます。
ねじ面は、繰り返しの組み立て/分解サイクルにおけるかじり耐性がテストされます。
最終検査:
認証前に、材料証明書、非破壊検査結果、寸法記録など、すべてのテストレポートの包括的なレビューが行われます。
リングは、固定コーンライナーと調整機構に試用され、互換性と適切な位置合わせが確認されます。