コーンクラッシャーヘッド

コーンクラッシャーヘッドコンポーネントの詳細な紹介

1. コーンクラッシャーヘッドの機能と役割

2. コーンクラッシャーヘッドの構成と構造

• 頭部本体（コア構造）高強度鋳鋼（例：ZG35CrMo）またはダクタイル鋳鉄（QT600-3）製の円錐形または円錐台形の鋳物です。摩耗ライナーの構造的支持として機能し、中央の穴を介して偏心軸に接続されます。本体の内部空洞は偏心ブッシングが収まるように設計されており、キー溝またはボルトによって接続が固定され、トルクが伝達されます。
• ウェアライナー（マントル）: 高クロム鋳鉄（Cr20～Cr26）または高硬度合金鋼（HRC 55～65）製の交換可能な外層。ボルト、ダブテール溝、またはウェッジブロックを介してヘッド本体に固定され、破砕中の移動を防止するため、しっかりと固定されます。ライナーの表面は、材料のグリップと破砕効率を最適化するために、凹面または凸面形状（標準、粗面、または細面破砕形状）に設計されることがよくあります。
• ベアリングボア: ヘッド本体の中央に円筒形またはテーパー状の穴があり、偏心シャフトの上端がここに収まります。この穴はシャフトとの安定した嵌合を確保するために精密機械加工されており、接触面にオイルを供給するための潤滑溝が開けられており、摩擦と摩耗を低減します。
• 取り付けフランジまたはボルト穴ヘッド本体の基部に配置されたこれらの機構は、耐摩耗ライナーを本体に固定します。ライナー内面のダブテール溝がヘッド本体の対応する突起と噛み合うことで、衝撃荷重下における接続強度が向上します。
• 換気と軽量化のための空洞一部の大型ヘッドには、軽量化、放熱性の向上、そして振動時の過度な慣性を回避するために、内部に中空構造が設けられています。これらの空洞は、ボディの構造的完全性を損なわないよう設計されています。

3. ヘッド本体の鋳造工程

1. 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、重負荷破砕に適した大型破砕機に適しています。

• 中型ヘッドにはダクタイル鋳鉄（QT600-3）を採用し、十分な強度を保ちながら鋳造性とコストパフォーマンスに優れています。

2. パターンメイキング：

• 木材、フォーム、または3Dプリントされた素材を用いて、ヘッドの外形、内部の空洞、取り付け部分を再現した実物大のパターンを作成します。ロストフォーム鋳造の場合、フォームパターンにはランナーとライザーが一体化されています。

• 鋳造後の収縮を補正し、パターンの除去を容易にするために、収縮許容値（鋳鋼の場合は 2 ～ 3%）とドラフト角度（3 ～ 5°）が追加されます。

3. 成形：

• 砂型鋳造の場合：樹脂結合砂を模型の周囲に詰めて鋳型キャビティを形成し、砂中子を挿入して中心孔と内部キャビティを形成します。鋳型は硬化処理され、硬度と寸法安定性が確保されます。

• ロストフォーム鋳造の場合: フォームパターンを耐火スラリー (セラミックまたはジルコニウムベース) でコーティングして 3 ～ 5 んん の厚さのシェルを形成し、乾燥した砂の中に埋め込みます。

4. 溶かして注ぐ：

• 鋳鋼は電気アーク炉で1500～1600℃で溶解され、必要な化学組成を得るために合金元素（Cr、モ）が添加されます。溶湯は脱酸・脱硫処理され、不純物が低減されます。

• 鋳込みは、乱流を回避し、鋳型への完全な充填を確実にするために、制御された速度（大型ヘッドの場合は50～100kg/秒）で行われます。ロストフォーム鋳造の場合、溶融金属がフォームパターンを蒸発させ、鋳型キャビティ内で再充填します。

5. 冷却と洗浄：

• 熱割れを防ぐため、鋳物はゆっくりと（24～48時間かけて）冷却された後、鋳型から取り出されます。砂や耐火物は、ショットブラストまたはウォータージェットで洗浄されます。

• ライザーとゲート システムを切断し、粗いエッジを研磨して機械加工の準備を整えます。

6. 熱処理：

• 鋳鋼ヘッドは、結晶構造を微細化するために焼入れ（850～900℃、空冷）処理され、その後、焼入れおよび焼戻し（600～650℃）処理されて、強度と機械加工性のバランスを保ちながら 220～260 HBW の硬度を実現します。

• ダクタイル鋳鉄製のヘッドは、炭化物を除去し靭性を向上させるために、焼きなまし処理（900 ～ 950°C）を受けます。

7. 鋳造検査：

• 表面欠陥（ひび割れ、気孔、収縮）は、目視検査と浸透探傷試験（二回経口投与）によって検査されます。

• 内部欠陥は超音波探傷試験（ユタ州）と磁粉探傷試験（MPT）を使用して、厳しい基準（重要な荷重支持領域にφ3mmを超える欠陥がない）で検出されます。

4. 機械加工および製造プロセス

1. ヘッドボディ加工：

• 荒加工CNC旋盤またはボーリングマシンを用いて、外面、ベースフランジ、中央の穴を2～3mmの仕上げ代を残して荒削りします。キー溝とボルト穴は下穴加工され、タップが切られています。

• 熱処理: 鋳造および初期切削による残留応力を除去するために、粗加工後に応力除去焼鈍処理（550～600℃）を実施します。

• 仕上げ加工: 中央の穴はIT7公差で精密研磨されており、表面粗さはRa1.6～3.2μmで、偏心シャフトとの確実な嵌合を保証します。ベースフランジと取り付け面は、ライナーを確実に固定するために、平面度（≤0.1 んん/m）を確保するため、フライス加工されています。

2. 摩耗ライナー製造：

• 鋳造高クロム鋳鉄ライナーは砂型鋳造で、硬度と耐摩耗性を高めるために合金元素（Cr、モ、ニ）が添加されています。鋳物は焼入れ・焼戻し処理され、HRC 55～65に調整されます。

• 機械加工ライナーの内面（ヘッド本体との接合面）は、ダブテール溝またはボルト穴にフィットするように機械加工されており、確実な接合を保証します。外側の破砕面は、鋳造バリを除去し、設計通りのプロファイルを実現するために、研磨または研磨されています。

3. 組み立て：

• 摩耗ライナーは、緩みを防ぐために均一なトルク（サイズに応じて 200 ～ 500 N·m）が加えられた高強度ボルト（グレード 8.8 または 10.9）またはウェッジ ブロックを使用してヘッド本体に取り付けられます。

• ライナーと本体の間にガスケットまたはシーラントを塗布して、2 つのコンポーネント間の摩耗を引き起こす可能性のある物質の侵入を防止します。

5. 品質管理プロセス

1. 材料試験：

• 化学組成分析（分光分析法による）により、鋳鋼/鉄が合金規格を満たしていることが保証されます（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テストクーポンに対して機械的特性テスト（引張強度、衝撃靭性、硬度）が実施されます。

2. 寸法精度チェック：

• 座標測定機 (CMM) は、ヘッド本体の外径、ボア サイズ、ライナー プロファイルを検証し、設計図に準拠していることを確認します (重要な寸法の許容差は ±0.5 んん)。

• ヘッド本体の外面と中央の穴の間の同心度を測定し、振動中の不均衡を避けるために ≤0.05 んん/m が必要です。

3. 耐摩耗性試験：

• 摩耗ライナーのサンプルは、標準化された条件下での重量損失を測定するための摩耗試験（ASTM G65 など）を受け、定格負荷下での摩耗率が 0.1 g/h 以下であることを確認します。

• ライナー表面で硬度試験 (ロックウェル C スケール) を実施し、HRC 55 ～ 65 を確認します。軟らかい部分 (HRC 50 以下) は許可されません。

4. 組み立てと性能試験：

• ライナーのフィットメントテストでは、ライナーとヘッド本体の間に隙間がないことを確認します (隙間ゲージでチェック、最大隙間は 0.1 んん 以下)。

• 組み立てられたヘッドに対して動的バランステストを実施し、動作速度での振動振幅が ≤0.1 んん/s であることを確認し、偏心シャフトへのストレスを軽減します。

5. 非破壊検査（非破壊検査）：

• ヘッド本体は機械加工後に ユタ州 と MPT で再検査され、加工中に生じた亀裂が検出されます。

• ライナーの表面は、目視検査と 二回経口投与 によって鋳造欠陥 (多孔性、亀裂) がないか検査され、欠陥のあるライナーは廃棄または修理されます。