コーンクラッシャーソケット

コーンクラッシャーソケットコンポーネントの詳細な紹介

1. ソケットの機能と役割

• ピボットサポート: メインシャフトに安定した支点を提供し、偏心ブッシングの駆動によってメインシャフトが偏心的に振動することを可能にします。これは破砕動作を生成するために不可欠です。

• 荷重伝達: 移動コーンと破砕プロセスからの軸方向および半径方向の荷重をフレームの下部ベアリングに転送し、破砕機の基礎全体に力が分散されるようにします。

• 潤滑インターフェースメインシャフトの下部ベアリングにオイルを送り、回転シャフトと固定ソケット間の摩擦を低減するハウジング潤滑チャネル。

• アライメントメンテナンス: メインシャフトと偏心ブッシング間の同心度を維持し、嵌合部品の過度の振動や不均一な摩耗を防止します。

2. ソケットの構成と構造

• ソケット本体高強度合金鋼（例：42CrMo）または高クロム鋳鉄製の一体鋳造または鍛造品で、破砕機のサイズに応じて直径150mmから600mmまでの範囲です。本体の厚さは、重い荷重に耐えられるよう30～80mmです。

• ベアリングキャビティ: メインシャフトの下部ベアリング（多くの場合、スフェリカルローラーベアリングまたはスリーブベアリング）を収容する精密機械加工された中央ボア。表面粗さは ラ0.8 μm、寸法公差は IT6。

• 偏心ブッシングインターフェース: 偏心ブッシングとかみ合う外側の円筒形または球面。偏心回転時の摩擦を低減するために研磨仕上げ（ラ1.6 μm）が施されています。

• 潤滑チャネル: フレームの潤滑システムに接続し、ベアリングキャビティと外部インターフェースにオイルを供給するラジアルおよびアキシャルドリル穴（φ4～φ10 んん）。

• 取り付けフランジ: ソケットをフレームに固定するためのボルト穴を備えたベース部のラジアルフランジにより、破砕機の運転中にソケットが固定されます。フランジの平面度公差は0.05mm/m以下で、荷重の集中を防ぎます。

• 位置決めピン: フランジ上の小さな円筒形の突起がフレームの対応する穴にフィットし、ソケットの正確な放射状位置決めを保証します。

• 耐摩耗インサート（オプション）: 交換可能な青銅またはバビット金属スリーブがベアリングキャビティに押し込まれ、耐摩耗性が向上し、ソケット全体を交換せずに簡単に交換できます。

3. ソケットの鋳造工程

1. 材料の選択：

• 高強度合金鋼（42CrMo）は、優れた引張強度（1080MPa以上）、降伏強度（930MPa以上）、および衝撃靭性（60J/cm²以上）を有するため、好まれています。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。

2. パターンメイキング：

• ソケットの外形、ベアリングキャビティ、フランジ、潤滑チャネルの位置を再現した実物大のパターン（フォーム、木材、または樹脂）を作成します。冷却収縮を考慮して、収縮許容値（1.5～2.0%）を加算します。

3. 成形：

• 砂型を用いて樹脂結合型砂型を作製し、中央の軸受キャビティを形成する。型の表面仕上げを向上させ、砂の混入を防ぐため、耐火性洗浄剤を塗布する。

4. 溶かして注ぐ：

• 合金鋼は、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）を厳密に管理しながら、誘導炉で1520～1560°Cで溶解されます。

• 鋳込みは、金型キャビティが完全に充填されるように流量を制御しながら 1480 ～ 1520°C で実行され、ベアリングキャビティなどの重要な領域の多孔性を最小限に抑えます。

5. 熱処理：

• 焼入れと焼戻し鋳物は850～880℃に加熱され、2～3時間保持された後、油中で焼入れされます。その後、550～600℃で4～5時間の焼戻し処理を施すことで、HRC28～35の硬度が得られ、強度と切削性のバランスが取れます。

• ローカルハードニング: ベアリングキャビティ表面は深さ2～4mmまで高周波焼入れされており、HRC50～55を実現し、耐摩耗性を向上させています。

4. 機械加工および製造プロセス

1. 荒加工：

• 鋳造ブランクをCNC旋盤に取り付け、外面、フランジ、予備ベアリングキャビティを2～3mmの仕上げ代を残して加工します。主要寸法（例：フランジ径）は±0.5mmの精度で管理されます。

2. ベアリングキャビティの精密加工：

• 中央穴は仕上げ穴加工とホーニング加工が施され、寸法公差IT6（例：φ200H6）と表面粗さRa0.8μmを実現し、ベアリングの適切な嵌合を確保しています。真円度は0.005mm以下に抑えられています。

3. フランジおよび取り付けフィーチャの加工：

• 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）に仕上げ加工されています。ボルト穴は、ソケット軸に対する位置精度（±0.1 んん）を保ちながら、クラス6Hの公差でドリル加工およびタップ加工されています。

4. 潤滑チャネル掘削：

• 軸方向およびラジアル方向のオイル穴は、CNC深穴加工機を用いて、厳格な位置公差（±0.2mm）で加工され、オイルの流れを妨げません。また、オイルの流れを阻害しないよう、穴の交差部はバリ取り加工されています。

5. 表面処理：

• ベアリングキャビティはRa0.4μmに研磨されており、摩擦を低減し、ベアリング寿命を向上します。

• 外面とフランジには防錆塗料が塗布されており、取り付け面には固着防止剤が塗布されているため、簡単に取り付けられます。

5. 品質管理プロセス

1. 材料試験：

• 化学組成分析（分光分析）により、42CrMo 規格への準拠が検証されます。

• 鋳造サンプルの引張試験により機械的特性（引張強度 ≥ 1080 MPa、伸び ≥ 12%）が確認されます。

2. 寸法精度チェック：

• 座標測定機 (CMM) は、ベアリングキャビティの直径、フランジの平坦度、ボルト穴の位置などの重要な寸法を検査します。

• 真円度試験機はベアリングキャビティの真円度と円筒度を測定し、値が 0.005 んん 以下であることを確認します。

3. 非破壊検査（非破壊検査）：

• 超音波検査 (ユタ州) では、ソケット本体の内部欠陥が検出され、φ2 んん 未満の亀裂や気孔があると不合格となります。

• 磁性粒子試験（MPT）では、フランジ、ボルト穴、ベアリングキャビティの表面亀裂が検査され、0.2 んん 未満の線状欠陥は不合格となります。

4. 機械的特性試験：

• 硬度試験 (ロックウェル) により、ベアリングキャビティの硬度が HRC 50 ～ 55、コアの硬度が HRC 28 ～ 35 であることが確認されます。

• サンプルの圧縮強度試験により、ソケットが 200 MPa 以上の軸荷重に耐えられることが確認されました。

5. 機能テスト：

• メイン シャフトとベアリングを試しに取り付けると、適切に組み立てられていることが確認されます。シャフトは引っかかることなくスムーズに回転し、潤滑剤はチャネルを通じて自由に流れます。

• 荷重テストでは、定格軸方向荷重の 120% を 1 時間適用し、テスト後の検査で変形が見られません (ベアリングキャビティ直径の変化 ≤0.01 んん)。