材料の収集と保管: バルク材料(鉱石、岩石)が破砕室に入る前に一時的に保持され、継続的な供給が確保されます。
均一分布: 材料を粉砕室に均等に導き、移動コーンと固定コーンライナーの不均一な摩耗を防ぎ、粉砕効率を最適化します。
衝撃緩衝: 傾斜構造により落下物(特に大きな塊)の衝撃力を軽減し、破砕機内部の部品を直接損傷から保護します。
汚染防止: 破砕機構の詰まりや損傷を防ぐために、大きすぎる破片や異物(金属くずなど)を濾過するための格子またはスクリーンを装備しています。
ホッパー本体:主骨格。通常は厚鋼板(10~30mm)または鋳鋼で作られ、材料の流れをスムーズにするために、断面はテーパー状または湾曲状になっている。その形状は材料の滞留を最小限に抑えるように設計されており、出口の直径は破砕室の入口(破砕機のモデルによって300mmから1500mmの範囲)と一致する。
フィードグレート/スクリーン: 上部入口に設置された格子または多孔板で、破砕機に投入される最大材料サイズ(通常、破砕室の投入口の80~90%)を制御するための開口部を備えています。格子は取り外し可能で、清掃や交換が可能です。
ウェアライナーホッパー本体の内面に取り付けられた交換可能な保護プレート。材質は高クロム鋳鉄、耐摩耗鋼(AR400/AR500)、またはゴムです。これらのライナーはホッパー本体への直接的な摩耗を軽減し、耐用年数を延ばします。
補強リブホッパー本体の外側に溶接された鋼製リブは、構造的な剛性を高め、材料の衝撃に耐え、変形を防止します。リブはグリッドパターンまたはホッパーのテーパーに沿って配置されています。
取り付けフランジホッパー底部の外周フランジには、破砕機フレームへの確実な固定のためのボルト穴が設けられています。このフランジにより、破砕室入口との位置合わせが確実に行われ、材料の漏れを防ぎます。
アクセスドアホッパー側にヒンジ付きまたは取り外し可能なドアがあり、コンポーネント全体を分解せずに詰まった材料の検査、清掃、または除去を行うことができます。
振動装置マウント(オプション): 特に湿気や粘着性のある材料を扱う際に、ホッパー内での材料の橋渡し(詰まり)を防ぐためにバイブレーターを取り付けるためのブラケット。
材料の選択:
高強度鋳鋼(ZG270~500 または ZG310~570)は、優れた耐衝撃性(伸び率 ≥ 15%)と溶接性を備え、大きな材料衝撃に耐えるのに適しているため選ばれています。
パターンメイキング:
ホッパーのテーパー、フランジ、内部構造を再現した、実物大のフォームまたは木材の型枠を作成します。冷却収縮を考慮して収縮率(1.5~2%)を加算し、型枠から型枠を取り外しやすくするために抜き勾配(3~5°)を設定します。
成形:
模型の周囲に樹脂結合砂型が形成され、砂中子は内部の空洞を形成したり、厚肉部を補強したりするために使用されます。鋳型表面には、表面仕上げを向上させ、金属の浸食を防ぐため、耐火性ワッシュ(アルミナ系)が塗布されます。
溶かして注ぐ:
鋳鋼は電気炉で1520~1560℃で溶解され、強度と靭性を確保するために化学成分がC 0.25~0.35%、シ 0.2~0.6%、マン 0.6~1.0%に制御されます。
注湯は、流量を制御するための注湯盆付きの取鍋を使用して 1480 ~ 1520°C で実行され、乱流 (多孔性の原因となる) のない鋳型の完全な充填を保証します。
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48~72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)を用いて洗浄され、表面粗さはRa25~50μmとなります。
熱処理:
正規化処理(850~900°C、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°C)が行われ、硬度が180~220 HBWに低下して、機械加工性と靭性が向上します。
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、またはコールドシャットの有無を確認します。
超音波検査 (ユタ州) では、厚い部分 (≥20 んん) の内部欠陥を検査し、3 んん 径以上の多孔性がある場合は不合格となります。
プレート切断:
耐摩耗鋼板(AR400、厚さ10~30mm)をプラズマ切断またはレーザー切断により平板状に切断します。寸法公差は±1mmです。ホッパーのテーパー側面は、CNC切断機を用いて正確な角度に切断されます。
成形と曲げ:
曲面部(該当する場合)は、油圧プレスと専用金型を用いて成形され、均一な曲率(公差±0.5°)を確保します。テーパー側面は、材料の流れをスムーズにするため、必要な角度(通常、垂直から45~60°)に曲げ加工されます。
溶接組立:
切断・成形された鋼板は、長い継ぎ目にはサブマージアーク溶接(見た)、コーナー部分には金属不活性ガス溶接(ミグ)を用いてホッパー形状に組み立てられます。溶接継ぎ目は応力集中を避けるため、滑らかに研磨され、補強材は鋼板表面から2~3mmの高さに配置されます。
補強リブは、隅肉溶接(脚の長さ = プレートの厚さ)を使用して外面に溶接され、重要でない領域では断続溶接(150 んん 間隔の 100 んん 溶接)を使用して入熱を減らします。
溶接後処理:
溶接後熱処理(PWHT)は、溶接応力を緩和し、運転中の割れを防止するため、600~650℃で2~4時間実施されます。その後、ホッパーは室温まで空冷されます。
取り付け部分の加工:
取り付けフランジはCNCフライス盤で加工し、平面度(≤1 んん/m)とホッパー軸に対する垂直度(≤0.5 んん/m)を確保しています。ボルト穴はCNCドリル盤で穴あけ加工し、位置公差は±0.5 mmです。
ライナーの取り付け:
耐摩耗ライナー(高クロム鋳鉄またはAR500)は、200~300mm間隔で皿ボルト(M16~M24)を使用して内面に固定されます。ゴムライナーはエポキシ接着剤で接着され、補強のため端部に機械式ファスナーが追加されています。
表面処理:
外面には、環境腐食から保護するため、防錆塗料(エポキシプライマー+ポリウレタントップコート、総厚80~120μm)を塗布します。溶接部は塗装前に研磨およびプライマー処理を行います。
材料検証:
鋳造ホッパーの場合:分光分析により化学組成を確認します(例:ZG310–570:C ≤0.37%、マン ≤1.2%)。クーポンの引張試験により、降伏強度(≥310 MPa)および衝撃靭性(≥30 J/cm²、-20°C)を確認します。
製造ホッパーの場合: 鋼板の超音波検査 (ユタ州) により、ベース材料に内部欠陥 (積層など) がないことを確認します。
寸法精度チェック:
ホッパーのテーパー角度は、分度器またはレーザー スキャナーを使用して、許容誤差 ±0.5° で測定されます。
座標測定機 (CMM) は、フランジの平坦度、ボルト穴の位置、および出口直径 (許容差 ±2 んん) を検証します。
溶接品質検査:
溶接継ぎ目は、目視検査 (亀裂なし、アンダーカット ≤0.5 んん) と超音波検査 (ユタ州) によって検査され、内部欠陥 (融合不足など) が検出されます。
溶接サンプルの破壊試験(引張試験および曲げ試験)により、溶接強度が母材と一致することが確認されます(≥400 MPa)。
構造健全性試験:
負荷テスト: ホッパーをテスト装置に取り付け、加重された材料 (定格容量の 120%) を 24 時間充填します。目に見える変形 (ダイヤル インジケーターで測定) は許可されません。
衝撃テスト: 50 kg の鋼鉄ブロックを 1 メートルから内面 (摩耗ライナーは除去) に落下させて材料の衝撃をシミュレートし、テスト後の検査で亀裂や永久変形が見られないことが確認されました。
ライナー性能試験:
ライナーの耐摩耗性は、ASTM G65 乾式砂/ゴムホイール試験を使用して評価され、AR400 ライナーでは重量損失が ≤0.8 g/1000 サイクルである必要があります。
ライナー接着(接着ライナーの場合)は、引き剥がし試験によってテストされ、最小接着強度は 5 MPa が必要です。
最終検査:
包括的なチェックにより、すべてのコンポーネント (格子、アクセス ドア、取り付け穴) が設計仕様を満たしていることが確認されます。
ホッパーは空気(0.1 MPa)で圧力テストされ、溶接部またはフランジ接続部の周囲の材料漏れポイントを検出します。