ギャップ調整回転運動をボウル(または凹面)の垂直運動に変換し、オペレーターが粉砕ギャップを増減して希望の粒子サイズを実現できるようにします。
トルク伝達: 調整駆動モーターからの動力をピニオンまたは油圧システムを介してボウルに伝達し、重い負荷がかかっても正確な位置決めを可能にします。
ロック機構: ロック装置(油圧クランプやロックナットなど)と噛み合って調整された位置を固定し、破砕中の意図しない動きを防止します。
負荷分散: 調整および操作中にボウルからフレームへの軸方向荷重を分散し、安定性を確保し、嵌合部品の摩耗を軽減します。
ギアリング本体高強度鋳鋼(例:ZG42CrMo)または鍛鋼製の高耐久性リングで、外径は破砕機のサイズに応じて500mmから3000mmの範囲です。本体の厚さは軸方向の荷重に耐えるため、80~200mmです。
歯形:
外歯最も一般的な設計で、外周に台形またはインボリュート歯(モジュール 8 ~ 20)が機械加工されており、調整ドライブからの小さなピニオン ギアとかみ合います。
内歯: 一部の設計で使用され、スペースを節約するために内周に歯があり、中央の駆動ギアとかみ合います。
取り付けフランジギアリングの底部または上部にラジアルフランジがあり、ボウルまたは調整リングに接続するためのボルト穴を備えています。このフランジにより、ギアとボウルの同心度が確保されます。
スレッドインターフェース(オプション): 内面の台形ねじがフレームの対応するねじと噛み合い、回転運動をボウルの垂直運動に変換します。
潤滑チャネル: ラジアルまたはアキシャルの穴が歯の表面とねじ山のインターフェースに潤滑剤を供給し、摩擦を減らしてかじりを防止します。
ロック機能:
クランプ溝: 油圧クランプピストンがギアを所定の位置に固定するための、外面の円周方向の溝。
切り込みまたは穴: メンテナンス時に調整位置を固定する機械式ロックピン用。
材料の選択:
高強度鋳鋼(ZG42CrMo)は、優れた引張強度(750MPa以上)、衝撃靭性(30J/cm²以上)、耐摩耗性を備えているため、好まれています。強度と被削性のバランスをとるため、化学成分はC 0.38~0.45%、Cr 0.9~1.2%、モ 0.15~0.25%に制御されています。
パターンメイキング:
ギアリングの外径、フランジ、ボルト穴、歯形(鋳造用に簡略化)を再現した実物大のパターン(フォーム、木材、または3Dプリント樹脂)を作成します。収縮率(1.5~2.5%)を考慮し、厚肉部にはより大きな収縮率を考慮します。
成形:
ギアの外面とフランジ部を成形するためのパターンを配置した、樹脂結合砂型を準備します。コアを用いて内径とボルト穴を成形し、肉厚の均一性を確保します(公差±3mm)。
溶かして注ぐ:
鋳鋼は電気アーク炉で1520~1560℃で溶解され、脆さを避けるために硫黄とリンの含有量(それぞれ0.035%以下)が厳密に管理されます。
鋳込みは、取鍋を使用して 1480~1520°C で行われ、制御された流量 (50~100 kg/s) で鋳型のキャビティを乱流なく満たし、歯車の歯の多孔性を最小限に抑えます。
熱処理:
正規化:850~900℃で4~6時間加熱し、その後空冷して結晶構造を微細化し、内部応力を低減します。
焼き戻し: 600~650℃で3~5時間加熱して硬度を180~230HBWに下げ、強度を維持しながら加工性を向上させます。
荒加工:
鋳造ギアリングをCNC立型旋盤に取り付け、外径、内径、フランジを5~10mmの仕上げ代を残して加工します。主要寸法(例:フランジの平面度)は±1mmに制御されています。
歯の加工:
荒削り歯はCNCホブ盤を用いて荒加工され、インボリュートまたは台形歯形に沿って余分な材料を除去します。大型歯車の場合は、内歯にギアシェーパが使用される場合があります。
仕上げ研削: 歯は歯車研削盤を使用して精密に研削され、正確な歯形(公差 ISO 8 ~ 10)、ピッチ(±0.05 んん)、表面粗さ(ラ1.6 μm)を実現し、滑らかな噛み合いを実現します。
ねじ・フランジ加工:
台形ねじ(存在する場合)は、CNC ねじフライス盤を使用して、ピッチとリードの精度(±0.1 んん)で切断され、スムーズな垂直移動が保証されます。
取り付けフランジはCNCグラインダーを用いて、平面度(≤0.05 んん/m)およびギア軸に対する直角度(≤0.1 んん/100 んん)に仕上げ加工されています。ボルト穴は6H級公差でドリル加工およびタップ加工されています。
潤滑チャネル掘削:
CNC深穴加工機を使用して、軸方向およびラジアル方向のオイル穴(φ5~φ10 んん)を位置精度(±0.2 んん)で加工し、潤滑剤が歯底やねじ面まで確実に届くようにします。
表面処理:
歯面は1~2mmの深さまで浸炭焼入れされ、硬度HRC58~62を実現し、耐摩耗性を高めています。
歯以外の表面には、鉱山環境での腐食に耐えるためにエポキシ塗料(厚さ 100~150 μm)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、ZG42CrMo規格(C 0.38~0.45%、Cr 0.9~1.2%)に準拠していることが確認されました。
鋳造サンプルの引張試験により、引張強度 ≥ 750 MPa、伸び ≥ 12% であることが確認されました。
寸法精度チェック:
座標測定機 (CMM) は、ギアの寸法、外径 (±0.5 んん)、歯ピッチ、およびねじパラメータを検査します。
ギア測定センターは、歯の形状、ねじれ角、ピッチ偏差を検証し、ISO 8 規格への準拠を保証します。
構造健全性試験:
超音波検査(ユタ州)によりギア本体とフランジの内部欠陥を検出し、φ5 mm以下の収縮孔は排除されます。
磁性粒子試験(MPT)では、歯根、ボルト穴、ねじ根の表面の亀裂が検査され、1 んん 未満の線状欠陥があると不合格となります。
機械性能試験:
硬度試験 (ロックウェル) により、歯の表面の HRC が 58 ~ 62、コアの HBW が 180 ~ 230 であることを確認します。
負荷テストでは、油圧ギア テスターを使用して定格トルクの 120% を適用しますが、歯の変形や割れは許可されません。
機能テスト:
ボウルと調整ドライブの試作組み立てにより、スムーズな回転が確認されます。ギアはピニオンと噛み合うことなく噛み合い、ボウルは垂直方向に均一に移動します。
ロック機構は、動作負荷の 150% で調整された位置を保持することを確認するためにテストされます。