軸固定: メインシャフトを偏心ブッシングまたはベアリングハウジングに固定し、破砕時の高周波振動や交番荷重による軸方向の変位を防止します。
荷重転送: 可動コーンとメインシャフトからの軸方向荷重(最大数百キロニュートン)をベアリング システムに分散し、バランスの取れた力の伝達を確保します。
ベアリングのプリロード調整シムまたはワッシャーを使用してメインシャフトベアリングの最適なプリロードを設定し、遊びを減らして回転安定性を向上させます。
汚染防止メインシャフトと隣接するコンポーネントとのシールを作成し、ベアリング システムへのほこり、鉱石粒子、湿気の侵入を防ぎ、耐用年数を延ばします。
ナット本体: 主構造部。通常は高強度合金鋼(例:42CrMoまたは35CrMo)製で、中実または中空構造となっている。外径は150mmから600mm、壁厚は破砕機のモデルに応じて20mmから50mmの範囲である。
内ねじ: 主軸の外ねじと嵌合する精密機械加工されたねじ(メートルまたはインチ)。ねじ山は、高い軸方向荷重に対応するため、粗いピッチ(M30~M100)であることが多く、密接な嵌合のためにクラス6Hの公差が設けられています。
ロック機構振動による緩みを防止する機能:
ロックスロット: ナットの外側にある円周方向の溝が偏心ブッシングの固定ボルトと揃い、回転を制限します。
テーパードインターフェース: 片端に円錐形のシートがあり、メインシャフトまたはベアリングの対応するテーパーとかみ合い、負荷がかかった状態でのグリップを強化します。
セットスクリュー穴: メインシャフトに押し付けられて摩擦ベースのロックを作成するセットスクリュー用のラジアルねじ穴。
トルク適用面: 上面の六角形の外側プロファイルまたは四角いドライブにより、取り付けおよび取り外し時にレンチまたは油圧工具を使用してトルクを加えることができます。
シール溝: O リングまたはガスケットを収容する内面または外面の円周方向の溝。隣接するコンポーネントとの密閉性が向上します。
ショルダーまたはフランジ: 片端にある放射状の突起がストッパーとして機能し、ナットの挿入深さを制限し、ベアリングに対する適切な位置を確保します。
材料の選択:
高強度鋳鋼(ZG35CrMo)は、引張強度700MPa以上、降伏強度500MPa以上、衝撃靭性35J/cm²以上という優れた機械的特性を備えているため、好まれています。良好な被削性と焼入れ性を備え、荷重負荷用途に適しています。
パターンメイキング:
木材、フォーム、または3Dプリント樹脂を用いて、ナットの外径、内ねじ(簡略化)、固定機構、フランジを再現した精密なパターンを作成します。収縮許容値(1.5~2%)が加えられており、厚肉部ではより大きな許容値が設定されます。
パターンには内部の穴を形成するコアが含まれており、ねじ底径の寸法精度を保証します。
成形:
生砂型または樹脂結合砂型を準備し、型枠を配置して外形と内孔の中子を形成します。鋳型キャビティは耐火性塗膜でコーティングされ、表面仕上げを向上させ、砂の混入を防ぎます。
溶かして注ぐ:
鋳鋼は電気炉で1520~1560℃で溶解され、強度と靭性のバランスをとるために化学成分はC 0.32~0.40%、Cr 0.8~1.1%、モ 0.15~0.25%に制御されます。
注湯は、特に複雑なロック機構において、乱流を回避し鋳型への完全な充填を確実にするために、一定の流量で取鍋を使用して 1480~1520°C で実行されます。
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)で除去され、表面粗さはRa25~50μmとなります。
熱処理:
焼準(850~900℃、空冷)により結晶構造が微細化され、続いて焼戻し(600~650℃)により硬度が180~230 HBWに低下し、加工性が向上します。
荒加工:
鋳造ブランクをCNC旋盤に取り付け、外径、フランジ面、上面・下面を2~3mmの仕上げ代を残して加工します。主要寸法(ナット高さ、フランジ厚さなど)は±0.2mmの精度で管理されています。
ねじ加工:
内ねじは、ねじタップまたはCNCねじフライス盤を用いて荒削りされ、ピッチ径が最終サイズから0.5mm以内になるようにします。大型ナットの場合は、シングルポイントねじ切り工具を用いてねじ山形状を作成します。
ロック機能加工:
ロック スロットは、CNC フライス盤を使用して、ナットの円周に沿って深さ許容差 (±0.1 んん) と均一な間隔 (±0.5 んん) で外面にフライス加工されます。
セットスクリュー穴は、ナットの軸に対して垂直度(±0.1 んん/100 んん)を保ちながら、クラス 6H の許容差でドリルで穴あけおよびタップ加工され、メインシャフトとの適切な噛み合いを保証します。
硬化のための熱処理:
ナットのねじ面と荷重支持部は 1 ~ 3 んん の深さまで高周波焼入れされており、HRC 45 ~ 50 の表面硬度を実現し、耐摩耗性とねじ強度を向上させています。
200~250℃で焼戻しを行うと残留応力が軽減され、仕上げ加工時の割れを防止できます。
仕上げ加工:
内部のねじ山は、精密ねじタップまたはグラインダーを使用してクラス 6H の許容差に仕上げ加工されており、メイン シャフトと適切にかみ合うための滑らかなねじ山の側面と正しいピッチ直径が確保されています。
テーパインターフェース(該当する場合)は、角度許容差(±0.1°)および表面粗さRa1.6μmに研磨され、メインシャフトとの密閉性を確保します。
トルク適用面(六角形プロファイル)は、レンチを確実に噛み合わせるために、平坦度(≤0.05 んん/m)と寸法公差(±0.1 んん)を実現するように仕上げ加工されています。
表面処理:
ナットの外面には、腐食防止のため防錆塗料または亜鉛メッキ(厚さ5~8μm)が施されています。ねじ山には二硫化モリブデン系の固着防止剤が塗布されており、取り付けを容易にし、かじりを防止します。
材料試験:
化学組成分析(分光分析)により、合金が規格を満たしていることが確認されます(例:ZG35CrMo:C 0.32~0.40%、Cr 0.8~1.1%)。
硬度試験(ロックウェル)により、ねじ山表面の硬度が HRC 45〜50 であることを確認し、芯部の硬度は靭性のために HRC 25〜35 であることを確認します。
寸法精度チェック:
座標測定機 (CMM) は、ねじピッチ直径 (±0.03 んん)、外径 (±0.1 んん)、およびロック スロットの位置などの主要なパラメータを検査します。
ねじゲージ(リングゲージ)は、メインシャフトのねじとの適合性を検証し、過度の遊びや拘束のないスムーズな噛み合いを保証します。
構造健全性試験:
磁性粒子試験 (MPT) では、ねじ山、ロックスロット、フランジの根元の表面の亀裂を検出します。長さが 0.5 んん 未満の欠陥は不合格となります。
大型ナットに対して超音波検査 (ユタ州) を実施し、荷重支持領域の内部欠陥 (収縮孔など) を確認します。
機能テスト:
トルクテスト: ナットをテスト用メインシャフトに取り付け、定格トルクの 120% まで締め付けます。テスト後の検査で、ねじ山の変形やねじ山の剥がれがないことを確認します。
振動テスト: ナットを 10~500 Hz の振動に 2 時間さらし、トルクレンチを使用して測定可能な緩み (回転 0.01 んん 以下) が検出されません。
シール性能試験:
シール溝付きナットにはOリングが取り付けられており、アセンブリは空気で圧力テスト(0.2 MPa)され、漏れがないことを確認し、効果的な汚染防止を検証します。