コーンクラッシャーヘッドボール

軸方向荷重支持: 破砕中に発生する垂直荷重（最大数万キロニュートン）を支え、上部フレームまたは調整リングに伝達して、可動コーンが垂直位置を維持するようにします。

回転ガイダンス: 可動コーンの偏心回転の支点として機能し、横方向の変位を最小限に抑えながらスムーズな振動（振幅 5 ～ 20 んん）を可能にします。

摩耗の軽減: 上部ベアリングまたはソケットと接合する硬化した低摩擦表面を提供し、連続動作による摩耗を軽減します。

アライメントメンテナンス: 移動コーンが凹面（固定コーン）と同心円状を維持し、破砕ギャップの精度を維持し、両コンポーネントの不均一な摩耗を防止します。

ボールヘッド: 半球形または球形の先端部で、半径は破砕機のサイズに応じて50mmから300mmの範囲です。高炭素クロム軸受鋼（例：GCr15）または合金鋼（42CrMo）製で、表面は硬化処理（HRC 58～62）されています。

シャフトネック: ボールヘッドと可動コーン本体を接続する円筒形またはテーパー状の部分で、直径はボールヘッド半径の1.5～2倍です。構造上の完全性を確保するため、ボールヘッドと一体成形で鍛造されることが多いです。

トランジションフィレット: ボールヘッドとシャフトネックの間の丸いコーナー（半径 10～30 んん）で、応力集中を軽減し、周期的な荷重下での疲労亀裂を防止するように設計されています。

潤滑溝: ボールヘッドの基部付近にある円周溝。潤滑剤（グリースまたはオイル）を保持し、ヘッドボールと上部ベアリングの間に連続した潤滑膜を形成します。溝の深さは2～5mm、幅は5～10mmです。

取り付けねじ/キー溝: シャフト ネック上のオプション機能で、ヘッド ボールを可動コーンに固定し、ねじ (クラス 6g) またはキー溝 (ISO 4156) によってトルク伝達を容易にします。

硬化層: ボールヘッド表面に浸炭焼入れまたは高周波焼入れにより形成された 2 ～ 5 んん の深さの硬化層で、耐摩耗性 (表面 HRC 58 ～ 62) とコア靭性 (HRC 25 ～ 35) のバランスが取れています。

材料の選択優れた耐摩耗性と疲労寿命を有するため、高炭素クロム軸受鋼（GCr15）が推奨されます。化学組成：C 0.95～1.05%、Cr 1.3～1.65%、マン ≤0.4%、シ ≤0.35%。

ビレットの準備鋼ビレットは重量（10～50kg）に応じて切断され、均一な温度分布を保つために連続炉で1100～1200℃に加熱されます。

据え込みと成形加熱されたビレットは、高さを低くし直径を広げるために据え込み加工され、その後、密閉型鍛造によって大まかな球形のプリフォームに鍛造されます。この工程により、結晶粒組織が微細化され、金属の流れが部品の応力方向と一致します。

仕上げ鍛造: プリフォームは1050～1100℃に再加熱され、最終形状に鍛造されます。ボールヘッドとシャフトネックは1回の操作で成形されるため、寸法精度（±1mm）が確保されます。

材料の選択：引張強度600MPa以上、衝撃靭性30J/cm²以上の合金鋳鋼（ZG42CrMo）を使用しています。

インベストメント鋳造複雑な形状の場合、ワックスパターンを用いてセラミックの型を作ります。溶融鋼（1520～1560℃）を型に流し込み、最小限の機械加工でニアネットシェイプの部品を製造します。

鍛造または鋳造されたブランクを CNC 旋盤に取り付けて、シャフトのネック、トランジションフィレット、および予備的なボールヘッド形状を加工し、1 ～ 2 んん の仕上げ代を残します。

焼入れと焼戻しGCr15 の場合、ブランクは 830 ～ 860°C に加熱され、油中で焼き入れされ、その後 150 ～ 200°C で焼き戻しが行われ、コア硬度 HRC 25 ～ 35 が達成されます。

表面硬化: ボールヘッドは高周波焼入れ（周波数 10～50 kHz）され、表面が 850～900°C に加熱された後、水冷され、HRC 58～62 の硬化層（深さ 2～5 んん）が形成されます。

ボールヘッド研削CNC球面研削盤でボールヘッドを加工し、表面粗さRa0.1～0.4μm、球面公差（≤0.01mm）を実現し、上部ベアリングとの適切なフィットを保証します。

シャフトネック仕上げ: シャフトネック部分は円筒公差 IT6、表面粗さ ラ0.8 μm に研磨されており、可動コーンへの確実な取り付けを容易にします。

溝加工: 潤滑溝は、正確な深さと幅でシャフトネックにフライス加工または旋盤加工されており、潤滑剤の保持を最適化します。

ボールヘッドの表面は摩擦を減らすために研磨されており、硬化されていない部分には腐食を防ぐために防錆油または塗料が塗布されています。

材料試験：

化学組成分析（分光分析）により、GCr15 または ZG42CrMo 規格への準拠が検証されます。

金属組織検査では、硬化層の粒度 (≤6 ASTM) と炭化物の分布を確認します。

寸法精度チェック：

座標測定機 (CMM) は、ボール ヘッドの球面半径、シャフト ネックの直径、および遷移フィレットを検査し、重要な機能の許容差が ±0.01 んん 以内であることを確認します。

真円度試験機は、シャフトネックの円筒度 (≤0.005 んん) とボールヘッドの球形度 (≤0.01 んん) を検証します。

機械的特性試験：

硬度試験（ロックウェル）により、表面硬度（HRC 58〜62）とコア硬度（HRC 25〜35）を確認します。

サンプルの圧縮試験により、圧縮強度が 2000 MPa 以上であり、定格荷重の 150% 未満でも塑性変形がないことが保証されます。

非破壊検査（非破壊検査）：

超音波検査（ユタ州）により鍛造品の内部欠陥を検出し、φ1 mm未満の亀裂や介在物は排除されます。

磁性粒子試験 (MPT) では、遷移フィレットとボール ヘッド表面の微小亀裂を検査し、0.2 んん 未満の線状欠陥があると不合格となります。

パフォーマンス検証：

摩耗試験ピンオンディスクテストは上部ベアリングとの接触をシミュレートし、10⁴ サイクル後に 0.1 ミリグラム 以下の重量損失を必要とします。

疲労試験: 部品は降伏強度の 80% で繰り返し荷重 (10⁶ サイクル) を受けますが、目に見える亀裂や変形は発生しません。